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Saber, Universidad de Oriente, Venezuela. Vol. 30:332-342. (2018)
ISSN: 2343-6468 Digital / Depósito Legal ppi 198702SU4231 ISSN: 1315-0162 Impreso / Depósito Legal pp 198702SU187
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OPTIMIZACIÓN DE UN MÉTODO ANALÍTICO PARA LA DETERMINACIÓN DE
Ca, Cu, Fe, Mg Y Zn EN SUERO SANGUÍNEO MEDIANTE ESPECTROSCOPIA DE
EMISIÓN ÓPTICA CON PLASMA DE ACOPLAMIENTO INDUCTIVO Y SU
APLICACIÓN A PACIENTES CON SÍNDROME DE FIBROMIALGIA
OPTIMIZATION OF AN ANALYTICAL METHOD FOR THE DETERMINATION OF Ca, Cu, Fe, Mg
AND Zn IN BLOOD SERUM BY INDUCTIVELY COUPLED PLASMA OPTICAL EMISSION
SPECTROMETRY AND ITS APPLICATION TO PATIENTS WITH FIBROMYALGIA SYNDROME
ANARA GONZÁLEZ-CARÍAS1,2, PABLO CARRERO1, LUISA ROJAS DE ASTUDILLO3, NORMA CONQUISTA4, ANA RUOTOLO1, JOSÉ LUIS PRIN3
1Universidad de Los Andes, Facultad de Ciencias, Laboratorio de Espectroscopia Molecular, Mérida, Venezuela, Universidad de Oriente,
2Núcleo de Bolívar, Unidad de Estudios Básicos, Departamento de Ciencias, Ciudad Bolívar, Venezuela, 3Vicerrectorado Académico,
Instituto de Investigación en Biomedicina y Ciencias Aplicadas – IIBCA Dra. Susan Tai, Laboratorio de Técnicas Instrumentales, Cumaná,
Venezuela, 4Núcleo de Bolívar, Escuela de Ciencias de la Salud, Departamento de Salud Mental, Ciudad Bolívar, Venezuela
E-mail: anara.gonzalez@udo.edu.ve
RESUMEN
La etiología de la fibromialgia (SFM) es aún desconocida y controversial. Algunas hipótesis sugieren que un
desequilibrio en las concentraciones de los bioelementos en los tejidos y fluidos biológicos del cuerpo humano podría
ser un cofactor de riesgo. El objetivo de este estudio fue el desarrollo de una metodología analítica para la
determinación por espectroscopia de emisión óptica con plasma de acoplamiento inductivo de las concentraciones
séricas de los elementos Ca, Cu, Fe, Mg y Zn en 49 pacientes adultos con diagnóstico de SFM y su comparación con
un grupo control. Las condiciones robustas del plasma se establecieron empleando como criterio práctico la relación
Mg II 280 nm/Mg 285 nm. Las características analíticas fueron evaluadas a través de la linealidad, límites de
detección, límites de cuantificación, precisión y estudios de recuperación. Los pacientes con fibromialgia mostraron
niveles significativamente más bajos de calcio (82,3 mg L-1), cobre (0,90 mg L-1), hierro (1,23 mg L-1), y cinc (0,71 mg
L-1) en comparación con el grupo control, mientras que, los niveles de magnesio no presentaron diferencias
significativas entre ambos grupos. Aunque los niveles de los analitos en estudio estuvieron dentro de los valores de
referencia para personas sanas, la investigación sugiere que los niveles disminuidos de calcio, cobre, hierro y cinc
estarían relacionados con la fisiopatología de la enfermedad.
PALABRAS CLAVE: ICP-OES, calcio, cobre, cinc, hierro, magnesio.
ABSTRACT
The etiology of fibromyalgia syndrome (FMS) is still unknown and controversial. Some hypotheses suggest that an
imbalance of the concentration of bioelements in the tissues and in the biological fluids of the human body could be a
risk cofactor. The aim of this study was to develop an analytical methodology for the determination of Ca, Cu, Fe, Mg
and Zn by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES) in blood serum of 49 adult patients
with FMS and its comparison with a control group. Robust conditions of plasma were established using the practical
criterion of Mg II 280 nm/Mg 285 nm ratio. The analytical figures of merit were evaluated by means of linearity, limit
of detection, limit of quantification, precision and accuracy through recovery studies. With respect to the control
group, patients with fibromyalgia showed significantly lower levels of calcium (82.3 mg L-1), copper (0.90 mg L-1),
iron (1.23 mg L-1), and zinc (0.71 mg L-1), while, there were no significant differences in magnesium levels between
the two groups. Although the levels of the analytes under study were within the reference values for healthy people,
the research suggests that the decreased levels of calcium, copper, iron and zinc would be related to the
pathophysiology of the disease.
KEY WORDS: ICP-OES, calcium, copper, zinc, iron, magnesium.
INTRODUCCIÓN
La fibromilagia (SFM) es un síndrome de dolor
crónico cuya etiopatogenia es compleja,
multifactorial y aún desconocida. Se caracteriza por
dolor musculoesquelético, rigidez y dolor específico
en puntos sensibles a la palpación (Marques et al.
2017). Está asociada con alteraciones del patrón
normal del sueño, fatiga, síntomas somáticos,
trastornos cognitivos y psiquiátricos, y afecta
principalmente a las mujeres (10 veces más
comparado con los hombres), siendo una de las
causas más comunes de dolor crónico en las
féminas entre 20 y 55 años (Sifuentes-Giraldo y
CIENCIAS BÁSICAS Y
TECNOLOGÍA
Recibido: diciembre 2017. Aprobado: abril 2018.
Versión final: abril 2018.
GONZÁLEZ-CARÍAS et al.
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Morell-Hita 2017).
En los últimos años, el estudio de la fibromialgia
ha adquirido una mayor importancia debido al
incremento de su prevalencia en la población
general, el limitado conocimiento sobre las causas y
los mecanismos que la originan, la ausencia de un
tratamiento curativo, y la insatisfacción de los
pacientes y profesionales de la salud a la hora de
abordarla (González et al. 2010).
De acuerdo con algunos estudios, el desbalance
del estatus de los bioelementos en los tejidos y
fluidos del cuerpo humano podría ser un factor
desencadenante de la fisiopatología de la
fibromialgia, contribuyendo con los síntomas
clínicos. El estudio de Rosborg et al. (2007) fue el
primero en cuantificar con confiabilidad analítica
las concentraciones de 30 oligoelementos en
muestras de sangre completa y orina de pacientes
diagnosticados con el síndrome. La determinación
de los analitos (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, y Zn) se
realizó por Espectroscopia de Emisión Óptica con
Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-OES).
Como método de corrección para el efecto matriz
usaron rodio (Rh) como estándar interno. Los
autores concluyeron que los pacientes con
fibromialgia presentan concentraciones de Cu, Fe y
Zn en sangre significativamente más elevadas en
comparación con el grupo control; sin embargo,
estuvieron dentro de los límites de referencia para
personas sanas.
Actualmente, en Venezuela no existe un registro
epidemiológico preciso de la incidencia de la
fibromialgia, pero se estima que alrededor de 1,5
millones de personas están afectadas por esta
patología (Jwalyerttanián y Monterola 2014). La
mayoría de los estudios clínicos sobre el SFM se
han desarrollado en poblaciones adultas de Caracas,
Maturín y San Cristóbal, con el fin de establecer la
epidemiología local (Granados et al. 2015), evaluar
tratamientos coadyuvantes (Medina et al. 2013),
establecer la asociación entre la nutrición con el
síndrome (Puccio et al. 2013) y la relación entre los
trastornos del sueño y la enfermedad (Isaac et al.
2013). No obstante, la revisión de la literatura
indica que no se han reportado estudios a nivel
nacional sobre la evaluación de los niveles de los
oligoelementos y su relación con el síndrome. En
este sentido, debido a la escasa información de las
concentraciones de los bioelementos en la población
de Ciudad Bolívar (Caride et al. 2014) y al
incremento de la epidemiología de las enfermedades
reumáticas en la zona (CNER 2011), el objetivo de
este estudio fue el desarrollo de una metodología
analítica para la determinación por ICP-OES de las
concentraciones de los elementos esenciales Ca, Cu,
Fe, Mg y Zn en muestras de suero sanguíneo de
pacientes adultos con diagnóstico de fibromialgia y
su comparación con un grupo control, con el fin de
evaluar su posible implicación en la patología.
MATERIALES Y MÉTODOS
Reactivos
Se utilizaron como reactivos: ácido nítrico (65
%, marca Riedel De Häen), peróxido de hidrógeno
(30 %, marca Merck), patrones unielementales de
Mg e Y, marca AccuTraceTM Reference Standard de
1000 µg mL-1 (Plasma Emission Standard), patrón
multielemental, marca AccuTraceTM Reference
Standard (QCS-03-1) de 100 µg mL-1, Lot
B8105086-3C. El agua empleada para preparar los
estándares, las soluciones de trabajo y las muestras
fue desmineralizada y desionizada (sistema
Millipore Milli-Q plus) con una resistividad
especifica de 18 MΩ cm. Con el fin de evitar
contaminaciones, todo el material de vidrio y de
polietileno utilizado para preparar los patrones de
calibración y las muestras fue lavado con ácido
nítrico al 20 %, enjuagado con agua destilada y
luego con agua desionizada.
Instrumentación
Se empleó un equipo ICP-OES, modelo Optima
5300 DV, marca Perkin Elmer con software
WinLab32. El sistema está equipado con 2
detectores de estado sólido SCD que permiten
realizar medidas en un rango de longitud de onda
entre 167 a 782 nm. En la Tabla 1 se presenta la
descripción del equipo y de los parámetros
operacionales. Para el tratamiento de las muestras se
empleó una plancha de calentamiento, marca
Jenway, modelo 1000 y una centrifuga modelo
5702R, marca Eppendorf.
Toma y procesamiento de la muestra
En el estudio participaron 49 pacientes
femeninas (28 y 76 años) de un total de 100
pacientes con diagnóstico previo de fibromialgia
que se encontraban en control regular durante el
período 2010-2015 en la Unidad de Reumatología
del Complejo Hospitalario Universitario Ruiz y
Páez de Ciudad Bolívar, estado Bolívar. Se
excluyeron las pacientes embarazadas, con diabetes,
enfermedades cardiovasculares, hepáticas y renales,
con conductas de alcoholismo y drogadicción,
aquellas que recibían suplementación de minerales
Optimización de un método analítico para la determinación de Ca, Cu, Fe, Mg y Zn en suero sanguíneo…
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y vitaminas, con dietas especiales y con diagnóstico
de algún trastorno psiquiátrico con excepción de
depresión y ansiedad. El grupo control estuvo
conformado por 35 mujeres voluntarias y
aparentemente sanas, sin diagnóstico de
fibromialgia entre 25 y 65 años de edad. A cada
persona se le informó sobre el propósito de este
estudio y se solicitó su consentimiento de
participación por escrito de acuerdo con las pautas
éticas internacionales para la investigación
biomédica en seres humanos. Para la recolección de
la información se emplearon tres instrumentos: a)
cuestionario para la recolección de los datos
antropométricos, sociodemográficos y hábitos como
tabaquismo y consumo de alcohol, b) inventario de
Ansiedad de Beck (BAI) y c) inventario de
Depresión de Beck (BDI).
A cada individuo se le extrajo aproximadamente
una muestra sanguínea de 6 mL por punción venosa
de la fosa antecubital, luego de un ayuno máximo
de 12 horas, entre las 7 y 9 am para evitar las
variaciones en las concentraciones de los
bioelementos en estudio por el ritmo circadiano del
organismo (González y Cocho 2002, Herrero y
Vigil 2003, Bazzichi et al. 2008). Las muestras se
recolectaron, procesaron y almacenaron de acuerdo
con la metodología propuesta por Caride et al.
(2014). Inicialmente, se realizó la optimización de
la digestión de las muestras. Para ello, se
recolectaron muestras de suero de 50 individuos
voluntarios (18 y 59 años), aparentemente sanos,
residentes de Ciudad Bolívar, estado Bolívar.
Luego, se preparó un pool de suero tomando 1 mL
de cada muestra y se combinaron los volúmenes en
un mismo envase de acuerdo con el procedimiento
descrito por Mazziotta y Corrêa (2005). A
continuación, se prepararon muestras fortificadas y
sin fortificar (por quintuplicado) que fueron
digeridas de acuerdo con la metodología propuesta
por Li et al. (2012), ligeramente modificada, que
consistió en mezclar 1 mL de suero con un 1 mL de
HNO3 y dejar reposar por 24 horas. A continuación
se agregó 0,5 mL de H2O2, y se procedió a
centrifugar por 10 min a 4.400 rpm, luego en una
plancha se calentaron a 96 °C por 90 min. Una vez a
temperatura ambiente, las muestras se filtraron y se
colocaron en tubos de centrífuga de 15 mL. Para la
determinación de Cu, Fe y Zn las muestras fueron
diluidas 1:10 y para el análisis de Ca y Mg se usó
un factor de dilución 1:100. Para la corrección del
efecto de la matriz, se utilizó un patrón de itrio para
una concentración final de 1 mg L-1 en las muestras.
Posteriormente, las muestras se almacenaron bajo
refrigeración (4 °C) hasta el momento de su análisis.
El método de digestión modificado fue empleado
para el tratamiento de las muestras reales.
Tabla 1. Características y parámetros instrumentales usados para la vista axial del ICP-OES.
Características
Vista Axial ICP-OES
Generador de RF
40 MHz
Detector
SCD
Medida de la señal
Área bajo el pico (3 puntos por pico)
Diámetro interno del inyector
1,8 mm
Sistema óptico
Policromador: Red Echelle + prisma de cuarzo fundido como dispersor
cruzado para la región visible
Rejilla: 80 160 mm, 79 líneas mm-1, ángulo de optimización 63,4°
Sistema de introducción de la muestra
Nebulizador concéntrico Meinhard
Cámara de nebulización ciclónica
Parámetros de Operación
Potencia de RF
1400 W
Flujo del gas plasmógeno
15 L min-1
Flujo del gas auxiliar
0,2 L min-1
Flujo del gas de nebulización
0,55 L min-1
Velocidad de aspiración
1,5 mL min-1
Líneas de emisión (nm)
Ca (II) 393,366
Mg (II) 280,270
Cu (II) 327,395
Zn (I) 213,557
Fe (II) 238,204
Y (II) 371,029
Mg (I) 285,213
Optimización de los parámetros instrumentales
con respecto al plasma
Para evaluar la robustez del plasma y el
rendimiento analítico se utilizó como criterio
práctico la relación Mg II/Mg I (RMg). Los
parámetros de operación optimizados fueron la
potencia de radiofrecuencia (RF), el flujo del gas de
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nebulización (flujo de argón) y el flujo de la
solución (velocidad de aspiración de la muestra).
Para estudiar el efecto de estas variables sobre la
robustez del plasma, se empleó una solución de
magnesio de 1 mg L-1 en 2 % HNO3. Usando un
flujo de gas de nebulización de 0,6 L min-1 y una
velocidad de aspiración de la muestra de 1,5 mL
min-1 (valores por defecto) se ajustó la potencia de
RF desde 1000 a 1500 W hasta alcanzar la relación
más alta de Mg II/Mg I. A continuación,
manteniendo el valor de la potencia optimizada y el
flujo de la solución constante, se varió el flujo de
argón de 0,40 a 0,80 L min-1. Finalmente, usando
los valores optimizados de la RF y del flujo de
argón, se varió la velocidad de aspiración de la
muestra de 1 a 2 mL min-1. Los valores de RMg
reportados en este estudio se corrigieron mediante la
aplicación del factor de 1,85 para compensar las
respuestas de las dos líneas de Mg debido a la red
Echelle (Dennaud et al. 2001, Wiltsche et al. 2015).
Linealidad, interferencias de matriz y límites de
detección y cuantificación
Con el objeto de establecer si existen
interferencias por parte de la matriz en la
determinación de los bioelementos Ca, Cu, Fe, Mg
y Zn en suero sanguíneo, se realizaron curvas de
adición de estándar y de calibración sencilla con
patrones acuosos a concentraciones comprendidas
entre 0,025 mg L-1 a 2,5 mg L-1. Los límites de
detección (LD) y cuantificación (LC) se calcularon
de acuerdo con IUPAC (2014).
Precisión y estudios de recuperación
Para evaluar la precisión del método se
prepararon cinco réplicas de muestras de suero, las
cuales se digirieron con el método modificado. La
precisión en condiciones de repetibilidad se
determinó a través del valor de coeficiente de
variación y se estableció como criterio de
aceptación para una repetibilidad adecuada valores
< 5 % (Rodríguez et al. 2005). La exactitud del
método fue evaluada mediante estudios de
recuperación en muestras de pool de suero
enriquecidas (cinco réplicas) con un volumen
conocido del patrón multielemental a un nivel de
concentración dentro del intervalo lineal de trabajo.
El análisis se llevó a cabo bajo condiciones robustas
y los resultados se expresaron como porcentaje de
recuperación (Magnusson y Örnemark 2014).
Preparación de la curva de calibración
Para la optimización y cuantificación de los
analitos en estudio en muestras de suero, se preparó
una curva de calibración con seis puntos en un
rango de trabajo de 0,025 mg L-1 a 2,5 mg L-1 en 2
% v/v de HNO3, mediante dilución sucesiva de una
solución patrón multielemental de 100 mg L-1. A
todos los patrones y muestras se les agregaron 1 mg
L-1 de itrio como patrón interno.
Análisis estadístico de los resultados
Con el fin de verificar la presencia o no de
efectos de matriz significativos, las pendientes para
cada curva de calibración acuosa y de adición
estándar de los elementos en estudio fueron
evaluadas mediante t-Student. Se realizó un análisis
estadístico no paramétrico aplicando la prueba U de
Mann-Whitney para establecer la mediana de cada
concentración. Para comparar las variables
categóricas se usó la prueba Chi cuadrado de
Pearson y para las variables cuantitativas la prueba
t-Student. Todos los cálculos se realizaron usando el
Paquete Estadístico para Ciencias Sociales (SPSS
versión 21.0).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Optimización de los parámetros instrumentales
con respecto al plasma
La relación Mg II/Mg I es un criterio práctico
para evaluar la robustez del plasma y el rendimiento
analítico. El término se propuso para representar la
eficiencia en la transferencia de energía y la
respuesta del plasma a los cambios en las
condiciones de atomización y excitación, así como
la variación en la composición química de la
solución aspirada (Mermet 1991). En la Figura 1 se
observó que a medida que se incrementa la potencia
del generador de RF aumenta la relación Mg II/Mg I
encontrándose los mayores valores entre 1300 y
1500 W. Con el fin de ahorrar la vida útil del
generador se seleccionó la potencia de 1400 W; sin
embargo, se puede obtener una mayor sensibilidad
si se utiliza una mayor potencia de RF.
Los resultados de la RMg en este estudio fueron
inferiores a los valores reportados para la
configuración radial del plasma (Brenner y Zander
2000) pero concuerdan con los señalados por
Trevizan et al. (2005) quienes reportaron para la
configuración axial del plasma un mínimo de
interferencias cuando la RMg es mayor de 8.
Además de evaluar el rol de la potencia
incidente, fue necesario estudiar el efecto del gas de
nebulización, ya que el tiempo de residencia del
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analito depende tanto de la velocidad de flujo del
gas portador como del diámetro del inyector
(Romero 2007). En la Figura 2 se observa que el
máximo valor para la RMg se alcanzó a un flujo de
nebulización de 0,55 L min-1; mientras que, a flujos
superiores a 0,6 L min-1 se aprecia una acelerada
disminución de las condiciones robustas del plasma.
Estos resultados son similares a los reportados por
Silva et al. (2003) quienes encontraron que la RMg
para la vista axial del plasma se degrada
fuertemente cuando se emplean flujos de
nebulización superiores a 0,8 L min-1, lo cual indica
una disminución pronunciada de la transferencia de
energía debido a que el tiempo de residencia del
analito en la zona analítica del plasma es muy corto
y afecta los procesos de atomización e ionización.
Debido a que la cantidad de aerosol varía con el
flujo del gas de nebulización, se consideró el
estudio de la velocidad de aspiración de la muestra.
En la Figura 3 se observa que la RMg no presentó
variaciones importantes a medida que aumentó el
flujo de la solución, lo cual indica que la potencia
de RF y el tiempo de residencia usados son
suficientes para asegurar una evaporación y
disociación completa del solvente (Romero 2007).
Figura 1. Efecto de la potencia de radiofrecuencia en la
relación Mg II/Mg I.
Figura 2. Efecto del flujo del gas de nebulización en la
relación Mg II/Mg I.
Figura 3. Efecto del flujo de la solución en la relación Mg
II/Mg I.
De acuerdo con Silva et al. (2003) una alta
potencia (RF > 1200 W), un bajo flujo de gas de
nebulización de la muestra, una moderada carga de
solvente y un inyector de diámetro interno ancho,
permiten establecer las condiciones robustas del
plasma que minimizan los efectos de la matriz
debidos a la presencia de los elementos fácilmente
ionizables, elementos alcalinotérreos y los ácidos
minerales. En este estudio, empleando el modo de
vista axial, una potencia de 1400 W, un flujo de gas
de nebulización de 0,55 L min-1, una velocidad de
aspiración de 1,5 L min-1 y un inyector de 1,8 mm
de diámetro interno se estableció la mejor relación
Mg II/Mg I (condiciones robustas).
Linealidad e interferencias de matriz
En el rango de concentraciones empleado (0,025
mg L-1 a 2,5 mg L-1) se obtuvieron coeficientes de
correlación (R2) mayores de 0,999 para la mayoría
de los elementos en ambas curvas (Green 1996). La
comparación de las pendientes no evidenció
diferencias significativas al 95 % de confianza para
todos los casos, lo cual permite inferir que no
existen interferencias por parte de la matriz en la
determinación de Ca, Cu, Fe, Mg y Zn. Por lo tanto,
se puede utilizar una curva de calibración con
patrones acuosos para la determinación de los
elementos en estudio en las muestras reales
digeridas con el método modificado. En la Tabla 2
se presentan las pendientes y los coeficientes de
correlación para las curvas de calibración acuosa y
la curvas de adición de estándar.
Límites de detección y cuantificación
En la Tabla 3 se muestran los LD y LC
obtenidos con las condiciones robustas del plasma
usando la configuración axial. Los límites de
detección de este estudio son menores comparados
con los reportados por Rosborg et al. (2007) (Ca
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0,15 mg L-1, Mg 0,13 mg L-1, Fe 0,25 mg L-1)
usando ICP-OES con muestras diluidas 1:50 (v/v)
en 1 % (v/v) HNO3. Así, los límites de este estudio
se ajustan a los requerimientos analíticos necesarios
para el análisis de Ca, Cu, Fe, Mg y Zn en muestras
de suero sanguíneo.
Tabla 2. Prueba de significación para los elementos Ca, Cu, Fe, Mg y Zn.
Elemento
Curva calibración acuosa
Curva de adición estándar
t-Student calculada
m
R2
m
R2
Ca
4.133.719
0,999577
4.576.429
0,997629
-1,99
Cu
37.411
0,999518
39.078
0,999774
-1,21
Fe
27.956
0,999748
27.817
0,999144
0,15
Mg
657.213
0,999318
640.539
0,999919
0,60
Zn
40.855
0,999709
40.508
0,999946
0,40
Grados de libertad = 5, t-Student crítica = ± 2,571
Tabla 3. Límites de detección (LD) y cuantificación (LC).
Elemento
LD(µg L-1)
LC(µg L-1)
Ca
1,94
6,46
Cu
0,59
1,97
Fe
0,48
1,58
Mg
0,15
0,5
Zn
0,73
2,42
Tabla 5. Estudio de recuperación (n = 5).
Elemento
0,25 mg L-1 (%)
1,0 mg L-1 (%)
Ca
98,3 ± 1,6
104,0 ± 1,9
Cu
105,1 ± 1,3
102,6 ± 1,0
Fe
104,2 ± 1,4
100,6 ± 1,6
Mg
104,0 ± 1,8
96,1 ± 1,1
Zn
96,0 ± 1,1
94,7 ± 2,0
Tabla 4. Evaluación de la precisión en condiciones de repetibilidad y valores de referencia en suero empleando ICP-OES
como técnica analítica.
Elemento
media ± DE
(mg L-1)
n = 50
CV (%)
Valores de referencia en suero (mg L-1)
Caroli et al. (1992)
n = 1.468
Rahil-Khazen et al. (2000)
n = 141
Ca
133,5 ± 2,1
1,50
98,8 [70,1 - 131]
-
Cu
1,48 ± 0,02
1,25
1,01 [0,30 - 1,97]
1,11 [0,450 - 2,10]
Fe
1,31 ± 0,02
1,45
-
1,23 [0,46-2,32]
Mg
22,4 ± 0,5
2,10
19,6 [10,0 - 29,6]
-
Zn
1,18 ± 0,03
2,37
0,89 [0,37 - 1,91]
0,870 [0,68 - 1,20]
DE = desviación estándar, CV = coeficiente de variación, n = número de participantes, [ ] = intervalo de referencia.
Precisión y estudios de recuperación
En cuanto a la precisión en términos de
repetibilidad, se observa en la Tabla 4 que, en
conjunto, los coeficientes de variación de las
determinaciones fueron menores de 5 %, lo cual
indica una precisión adecuada del método analítico
empleado para la determinación cuantitativa de Ca,
Cu, Fe, Mg y Zn en muestras de suero sanguíneo.
Los valores de las concentraciones séricas de los
analitos en estudio obtenidos durante la
optimización del método resultaron dentro del rango
de referencia para determinaciones empleando ICP-
OES como técnica analítica. El estudio de
recuperación se realizó con muestras de suero
fortificadas con 0,25 mg L-1 y 1,0 mg L-1 de cada
elemento. Los valores de la recuperación (Tabla 5)
variaron entre 94 y 105 %. Los resultados coinciden
con los valores reportados en la literatura (Green
1996, González y Herrador 2007).
Aplicación del método
Características de los pacientes con fibromialgia
y del grupo control
En la Tabla 6 se muestran las principales
características de los pacientes con fibromialgia y
del grupo control. La edad promedio de los
individuos que participaron en este estudio fue de
49,4 ± 12,2 años. Con relación a los hábitos
psicobiológicos, se encontraron diferencias
significativas entre los grupos y se obtuvo que
89,8% de los pacientes no fumaban y 73,5% no
consumían bebidas alcohólicas.
En cuanto al índice de masa corporal (IMC), se
encontró que 71,4% (n = 35) de las pacientes y
62,9% (n = 22) del grupo control presentaron
sobrepeso-obesidad. El incremento del IMC en las
mujeres con síndrome fibromiálgico se asocia con el
Optimización de un método analítico para la determinación de Ca, Cu, Fe, Mg y Zn en suero sanguíneo…
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sedentarismo y la baja frecuencia de actividad física
moderada e intensa (Lowe et al. 2006).
Con respecto al grado académico, en las mujeres
afectadas con el síndrome predominó la educación
diversificada (40,8%, n = 20), mientras que, 91,4 %
(n = 32) del grupo control tenían educación
universitaria. En lo relativo a la ocupación, el 63,3%
(n = 31) de las pacientes eran amas de casas, en
cambio, la mayoría del grupo control (88,6%)
laboraban en áreas relacionadas con su profesión.
Estos resultados concuerdan con Garaigordobil y
Govillard (2013) quienes señalan que la mayoría de
las afectadas con el síndrome son amas de casa o no
poseen una ocupación laboral (jubilada o
incapacitada), por ende se infiere un alto nivel de
discapacidad funcional producto del impacto de la
enfermedad.
Con relación a las puntuaciones medias del BAI
y BDI, los pacientes de este estudio presentaron
niveles de ansiedad moderada y depresión leve,
mientras que, el grupo control presentó un nivel de
ansiedad leve sin evidencias de depresión. Los
resultados son similares a los reportados por Sener
et al. (2016) quienes concluyeron que tanto la
depresión, como la sintomatología ansiosa tienen
relación con la fatiga, el insomnio y la tensión
muscular que presentan las personas con
fibromialgia. Estos síntomas disminuyen la calidad
de vida y exacerba la condición psiquiátrica de los
pacientes.
Tabla 6. Características de los pacientes con fibromialgia y grupo control.
Variable
Pacientes FM
Grupo Control
P.E. p-valor
Edad (media ± DE; años)
54,8 ± 10,3
41,8 ± 10,5
0,000
Sexo (F/M)
49/0
35/0
Peso (media ± DE; kg)
68,5 ± 12,0
69,0 ± 13,0
0,839
Estatura (media ± DE; m)
1,58 ± 0,07
1,61 ± 0,07
0,051
IMC (media ± DE; kg m-2)
27,4 ± 4,0
26,6 ± 4,6
0,394
Educación (> 6 años), n (%)
35 (71,4)
35 (100)
0,000
Hábitos de tabaquismos, n (%)
5 (10,2)
1 (2,9)
0,199
Consumo de bebidas alcohólicas, n (%)
13 (26,5)
21 (60,0)
0,002
BAI (media ± DE)
24,2 ± 15,5
6,60 ± 7,7
0,000
BDI (media ± DE)
15,3±11,0
4,34±4,70
0,000
DE = desviación estándar, F = femenino, M = masculino, IMC = índice de masa corporal, BAI = Inventario de ansiedad de Beck, BDI =
Inventario de depresión de Beck, P.E. = Prueba estadística, n = número de sujetos.
Concentraciones de Ca, Cu, Fe, Mg y Zn en las
muestras de suero
En la Tabla 7 se muestra la distribución de las
concentraciones séricas de calcio, cobre, hierro,
magnesio y cinc en pacientes con diagnóstico de
fibromialgia y el grupo control. Los resultados
indicaron que los niveles séricos de los
bioelementos en ambos grupos se encuentran dentro
de los rangos de referencia reportados en la
literatura para personas sanas (Tabla 4).
La concentración de calcio sérico de los
pacientes de este estudio fue significativamente
menor comparada con el grupo control. Sin
embargo, de acuerdo con Magaldi et al. (2000), la
mayoría de los pacientes con fibromialgia que
tienen concentraciones de calcio sérico dentro de los
rangos normales presentan una reducción en la
concentración del calcio intracelular que podría ser
el responsable de la hipertonía muscular.
En cuanto al magnesio sérico, la concentración
de los pacientes no reveló diferencias significativas
con el grupo de referencia. Estos resultados
concuerdan con los estudios de Rosborg et al.
(2007), Seferoglu et al. (2014) y Sakarya et al.
(2011) pero contrastan con los hallazgos de Sendur
et al. (2008) y Kasim (2011). Los resultados
obtenidos en este estudio no permiten apoyar la
hipótesis de que la deficiencia de magnesio sérico
tenga un papel significativo en el desarrollo del
síndrome.
La concentración de hierro sérico en los
pacientes con fibromialgia evidenció una
disminución significativa al contrastar con el grupo
control. Los resultados difieren con los reportados
por Mader et al. (2012) quienes no encontraron
diferencias significativas entre ambos grupos. La
sintomatología de la deficiencia de hierro (con o sin
anemia) es similar a la que presentan los pacientes
con síndrome fibromiálgico: fatiga, dolor muscular
y trastornos psiquiátricos como la ansiedad y la
depresión (Pamuk et al. 2008, Ortancil et al. 2010,
Młyniec et al. 2014). Algunos estudios sugieren que
GONZÁLEZ-CARÍAS et al.
Saber, Universidad de Oriente, Venezuela. Vol. 30:332-342. (2018)
339
los pacientes con fibromialgia experimentan de
forma diferente el dolor debido a un procesamiento
disfuncional en el sistema nervioso central (Abeles
et al. 2007). El hierro como cofactor en la síntesis
de los neurotransmisores como la serotonina,
norepinefrina y dopamina podría tener un papel
importante en la etiología de la fibromialgia, por lo
tanto, la prescripción de suplementos de hierro en
estos pacientes podría ser una alternativa en el
tratamiento de los síntomas del síndrome (Ortancil
et al. 2010).
Con respecto a las concentraciones séricas de
cobre y cinc, los pacientes que participaron en este
estudio mostraron una disminución significativa en
comparación con el grupo control, concordando con
lo reportado para Zn sérico por Sendur et al. (2008).
En contraposición, Seferoglu et al. (2014)
encontraron que las concentraciones séricas de Cu
(0,871 mg L-1) y Zn (1,42 mg L-1) de los individuos
con fibromialgia fueron similares al grupo de
referencia, mientras que, Rosborg et al. (2007) y Al-
Khalifa et al. (2016) hallaron un incremento de la
concentración de cobre en sangre de los pacientes
con el síndrome.
Tabla 7. Concentración sérica en pacientes con fibromialgia y grupo control.
Elemento
Pacientes FM
Grupo control
P.E.
p-valor
mediana
(mg L-1)
P25
P75
mediana
(mg L-1)
P25
P75
Ca
82,3
78,90
86,9
89,9
83,0
93,6
0,002
Cu
0,90
0,80
1,05
1,06
0,91
1,22
0,027
Fe
1,23
0,83
1,49
1,50
1,18
1,77
0,027
Mg
18,8
17,6
20,0
18,6
17,9
19,7
1,000
Zn
0,71
0,57
0,95
0,98
0,83
1,16
0,000
P.E. = Prueba estadística.
De acuerdo con la revisión de la literatura
especializada, encontramos que son pocos los
estudios sobre la relación entre las concentraciones
de cobre y cinc sérico con la prevalencia de la
fibromialgia. Sin embargo, algunos estudios han
investigado la relación entre la deficiencia de Zn
sérico con algunas enfermedades que presentan
síntomas similares a la fibromialgia, entre ellas, la
depresión y el síndrome de fatiga crónica.
La depresión es un trastorno que tiene un alto
grado de comorbilidad con el síndrome
fibromiálgico (Castro 2008). Al respecto, el estudio
de Maes et al. (1997) puso de manifiesto una
disminución de la concentración de Zn sérico en
pacientes con estados de depresión mayor
relacionada con la respuesta inmune y la
fisiopatología de la inflamación en esa enfermedad.
Además, diferentes estudios han demostrado la
asociación del síndrome de fatiga crónica (SFC) con
otras enfermedades, entre ellas, la fibromialgia
(Faro et al. 2014). En este sentido, Maes et al.
(2006) hallaron niveles séricos de Zn
significativamente inferiores en pacientes con SFC
en comparación con un grupo control, por lo tanto,
sugirieron que los pacientes deberían ser tratados
con antioxidantes específicos, incluidos los
suplementos de cinc.
Algunos estudios han evaluado la relación entre
la fibromialgia y el estrés oxidativo. Bagis et al.
(2005) reportaron niveles disminuidos de la enzima
antioxidante superóxido dismutasa (SOD) en una
muestra de 85 pacientes con SFM primaria.
Considerando que el cobre y el cinc son cofactores
de la SOD, se podría inferir que un descenso de las
concentraciones de estos bioelementos implicaría
una relación entre el estrés oxidativo y la
fisiopatología de la fibromialgia (Cordero et al.
2011).
CONCLUSIONES
El método desarrollado resultó preciso y exacto
para la determinación de elementos mayoritarios y
trazas (Ca, Cu, Fe, Mg y Zn) en muestras de suero
sanguíneo mediante ICP-OES. Los niveles de estos
oligoelementos, tanto para los pacientes con SFM
como para el grupo control estuvieron dentro de los
valores de referencia para personas sanas, sin
embargo, las concentraciones significativamente
menores de calcio, cobre, hierro y cinc en los
pacientes con SFM respecto a las del control
podrían relacionarse con la sintomatología de la
enfermedad.
La determinación de Ca, Cu, Fe y Zn por ICP-
OES podría ser útil en el diagnóstico y seguimiento
de pacientes con SFM, pero se necesitaran más
estudios que permitan evaluar otros factores que
Optimización de un método analítico para la determinación de Ca, Cu, Fe, Mg y Zn en suero sanguíneo…
Saber, Universidad de Oriente, Venezuela. Vol. 30:332-342. (2018)
340
podrían estar involucrados en la patogénesis de la
fibromialgia.
AGRADECIMIENTOS
Al Consejo de Investigación de la Universidad
Oriente por el financiamiento a través del Proyecto
CI-05-010201-1749-11. Al FONACIT por el
financiamiento a través del Proyecto 2012000801.
Al personal de la Unidad Regional de Reumatología
del Complejo Hospitalario Universitario Ruiz y
Páez, Ciudad Bolívar. Al personal del Laboratorio
Clínico del Centro Clínico Universidad de Oriente,
Ciudad Bolívar.
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