El β-hidroxibutirato es uno de los cuerpos cetónicos. Vea la imagen de abajo.
Beta-hidroxibutirato. el término cuerpos cetónicos describe 3 moléculas: acetoacetato, β-hidroxibutirato y acetona. El acetoacetato es producido por el metabolismo del acetil-CoA, El β-hidroxibutirato es el resultado de la reducción del acetoacetato, y la acetona es producida por la descarboxilación espontánea del acetoacetato., Los cuerpos cetónicos son fundamentales para la homeostasis metabólica durante períodos de inanición prolongada. El cerebro no puede utilizar ácidos grasos para la producción de energía y por lo general depende de la glucosa para satisfacer sus necesidades metabólicas. En casos de ayuno o inanición, los cuerpos cetónicos se convierten en un combustible importante para las células cerebrales, ahorrando aminoácidos de ser catabolizados a precursores de gluconeogénesis para ser utilizados para suministrar energía al cerebro. Después de una prolongada inanición, los cuerpos cetónicos pueden proporcionar hasta dos tercios de las necesidades energéticas del cerebro.,
Los cuerpos cetónicos son ácidos orgánicos fuertes que se disocian completamente en la sangre. Cuando la producción de cuerpos cetónicos se vuelve incontrolable, los sistemas de amortiguación se saturan y el pH de la sangre disminuye; Esta es una condición conocida como cetoacidosis. Los dos escenarios clínicos comunes para la cetoacidosis son la cetoacidosis diabética y la cetoacidosis alcohólica.
cetoacidosis diabética
la aplicación más clínicamente relevante de la determinación de β-hidroxibutirato implica el diagnóstico, manejo y monitoreo de la cetoacidosis diabética., Durante los estados de deficiencia de insulina, la lipólisis en el tejido adiposo (estimulada por la deficiencia de insulina) proporciona una gran carga de ácidos grasos al hígado. Los ácidos grasos se metabolizan inicialmente a acetil-coenzima A que no puede entrar en el ciclo del ácido cítrico en las mitocondrias debido a la deficiencia de oxaloacetato. Por lo tanto, la acetil-coenzima A se desvía a la producción de cuerpos cetónicos a través de la actividad de varias enzimas, produciendo acetoacetato. El acetoacetato es entonces reducido a 3-β-hidroxibutirato por 3-β-hidroxibutirato deshidrogenasa.,
la relación de acetoacetato a 3-β-hidroxibutirato depende del estado redox en las mitocondrias hepáticas (es decir, la relación NAD+/NADH). En circunstancias normales, la proporción de β-hidroxibutirato a acetoacetato es de alrededor de 1; sin embargo, en cetoacidosis diabética, esto puede aumentar a 7-10. La acetona se produce por la descarboxilación espontánea del acetoacetato.,
tradicionalmente, el diagnóstico de cetoacidosis diabética se basaba en la detección de cetonas en orina mediante la reacción Legal, durante la cual el acetoacetato reacciona en presencia de álcali con nitroprusiato para producir un complejo de color púrpura en una tira de prueba. Sin embargo, este método tiene inconvenientes significativos. Es semicuantitativa y no es igualmente sensible a la orina y la sangre.
Además, no todos los pacientes con cetoacidosis diabética son capaces de proporcionar una muestra de orina tras la presentación, y las cetonas en orina no son una estimación precisa de las cetonas en sangre., Lo más importante es que el cuerpo cetónico más abundante durante la cetoacidosis diabética es el β-hidroxibutirato, con una concentración 3-10 veces mayor que la del acetoacetato. A medida que se trata la cetoacidosis diabética, El β-hidroxibutirato sérico se transforma en acetoacetato debido a la corrección del estado redox mitocondrial, elevando los niveles de acetoacetato en orina y dando la falsa impresión de que el paciente no ha respondido al tratamiento.,
por último, las tiras de cetonas en orina pueden dar resultados falsos positivos en pacientes que reciben medicamentos con grupos sulfhidrilo y resultados falsos negativos cuando han estado expuestos al aire durante un largo período de tiempo o cuando la orina es ácida. Estas desventajas requieren la evolución de un método más confiable para el diagnóstico y manejo de la cetoacidosis diabética.
un número significativo de estudios han evaluado la capacidad del β-hidroxibutirato en el punto de atención para detectar pacientes con cetoacidosis diabética., En varios estudios, el valor de corte para el diagnóstico de cetoacidosis diabética varía de 1.5-3.5 mmol / L, y el volumen sanguíneo necesario para la medición de β-hidroxibutirato es de 5-10 µL.
un nivel de β-hidroxibutirato de más de 1,5 mmol/L tuvo una sensibilidad que osciló entre el 98-100% y una especificidad que osciló entre el 78,6-93,3% para el diagnóstico de cetoacidosis diabética en pacientes diabéticos que se presentaron al de con niveles de glucosa en sangre superiores a 250 mg/dL., En otros 2 estudios grandes, un valor de corte de 3 mmol / L en pacientes que se presentaron al de con hiperglucemia tuvo una sensibilidad de casi 100% y una especificidad de 92,89-94% para el diagnóstico de cetoacidosis diabética. Aunque la mayoría de los fabricantes proponen un umbral de 1,5 mmol/L, los autores han propuesto un aumento del valor de corte a 2 mmol/L o incluso 3,5 mmol / L para maximizar el rendimiento diagnóstico de la prueba.,
numerosos estudios han demostrado la superioridad del β-hidroxibutirato sanguíneo frente a las cetonas urinarias en el paciente con diabetes e hiperglucemia con posible cetoacidosis diabética. La prueba de β-hidroxibutirato en el punto de atención es mucho más rápida que la prueba clásica de cetonas en orina, se puede obtener fácilmente a la llegada y no depende del paciente que produce orina. Mientras que la sensibilidad de las cetonas urinarias es similar a la del β-hidroxibutirato, este último ha demostrado persistentemente ser más específico tanto para el 1.,5 mmol/L y 3 mmol/L y también tiene un mayor valor predictivo positivo.
en lo que respecta a la monitorización del tratamiento, las concentraciones de β-hidroxibutirato se correlacionan más fuertemente en comparación con acetoacetato con brecha aniónica, pCO2 y brecha aniónica en pacientes con cetoacidosis diabética. En un estudio pediátrico, el uso de un punto final de β-hidroxibutirato para la resolución de la cetoacidosis diabética (< 1 mmol/L) condujo a un alta más temprana en la UCI (17 h vs 28 h) en comparación con el manejo estándar con muestras de orina., En una investigación medicoeconómica similar, el uso de un punto final de β-hidroxibutirato en niños con cetoacidosis diabética resultó en una reducción de 6,5 horas en la duración de la estancia en la UCI, 375 menos investigaciones de laboratorio por paciente y una disminución acumulativa de 2.950 Euros por paciente sin comprometer la seguridad del paciente.
en un estudio pediátrico, la implementación rutinaria del monitoreo de β-hidroxibutirato sanguíneo para el manejo de los días de enfermedad y la cetoacidosis obstaculizadora ha disminuido la necesidad de hospitalización en comparación con la práctica habitual de medición de cetonas en orina.,
cetoacidosis alcohólica
Esta es la segunda causa más común de cetoacidosis, aunque significativamente menos común que la cetoacidosis diabética. En la mayoría de los casos, los pacientes reportan un consumo significativo de alcohol acompañado de ayuno. Desde un punto de vista bioquímico, el etanol se metaboliza a acetoacetato y luego acetato, produciendo cantidades significativas de NADH. Para regenerar el NAD+, el piruvato se metaboliza a lactato y el oxaloacetato se consume para producir malato, agotando los precursores de la gluconeogénesis., Durante la inanición, los niveles de insulina son extremadamente bajos y facilitan la entrada de acil-CoA en las mitocondrias, produciendo cantidades significativas de acetil-CoA que no se pueden metabolizar en el ciclo de Krebs y se desvían hacia la síntesis de cuerpos cetónicos.
en la cetoacidosis alcohólica, la relación β-hidroxibutirato a acetoacetato es extremadamente alta y los niveles de β-hidroxibutirato pueden ser útiles en el diagnóstico y manejo de la cetoacidosis alcohólica., Sin embargo, no se han realizado estudios para comparar realmente el β-hidroxibutirato (suero o sangre) con los parámetros diagnósticos tradicionales para la cetoacidosis alcohólica y, por lo tanto, no se pueden hacer recomendaciones a favor o en contra de su uso en este entorno.