Trastornos del metabolismo de los carbohidratos: Revisión de la patología

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Case studies0:00–1:11

Una niña recién nacida de 5 días llamada Emily es llevada al servicio de urgencias debido a vómitos, diarrea y mala alimentació Su madre también menciona que Emily parece estar cansada y con sueño todo el día La exploración física revela una opacidad bilateral del cristalino, junto con una coloración amarillenta de la esclerótic En la palpación del abdomen, el hígado de Emily aparece agrandado.
Su madre menciona que vive en una zona remota y que dio a luz en casa. Decide realizar un análisis de orina con tira reactiva, que da negativo para los azúcares, seguido de un análisis de orina inespecífico, que muestra un aumento de las concentraciones de azúcares reductores.
Unos días más tarde, se atiende a un hombre de 21 años de ascendencia asiática llamado Chris, que se queja de repetidos episodios de distensión, calambres abdominales y flatulencia excesiva que suelen ir asociados a heces acuosas y espumosas.
Se ha dado cuenta de que sus síntomas tienden a aparecer cuando come queso o helado. Tras un nuevo interrogatorio, niega haber padecido enfermedades concomitantes o infecciones gastrointestinales recientes.
Nada que reseñar en la exploración física. Según los antecedentes y la presentación inicial, tanto Emily como Chris parecen tener algún tipo de trastorno del metabolismo de los carbohidratos.

Pathophysiology1:11–2:13

Los carbohidratos son nuestra principal fuente de energía y pueden clasificarse como simples o complejos. Los carbohidratos simples incluyen los monosacáridos, que contienen una molécula de azúcar, como la glucosa, la fructosa y la galactosa; y los disacáridos, en los que se unen dos moléculas de azúcar.
Entre los disacáridos se encuentran la lactosa, compuesta por glucosa y galactosa, y la sacarosa, que se forma cuando la glucosa se une a la fructosa.
Por otro lado, los carbohidratos complejos incluyen los oligosacáridos y los polisacáridos, que son respectivamente cadenas cortas y largas formadas por más de dos moléculas de azúcar.
Los trastornos del metabolismo de los carbohidratos más importantes son la deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa, la galactosemia, los trastornos del metabolismo de la fructosa y la intolerancia a la lactosa.
Comencemos con la deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa o deficiencia de PDC. Está causada principalmente por mutaciones en el gen PDHA1, situado en el cromosoma X.

PDC deficiency2:13–5:25

Así pues, la deficiencia de PDC es un trastorno recesivo ligado al cromosoma X, lo que significa que todos los hombres portadores desarrollan la enfermedad, porque solo tienen un cromosoma X y, por tanto, un gen PDHA1 disponible.
Las mujeres tienen dos cromosomas X, por tanto, tener una única mutación las convierte en portadoras y necesitan las dos mutaciones para tener la enfermed El gen PDHA1 codifica una de las enzimas del complejo piruvato deshidrogenasa, o PDC para abreviar.
Después de una comida, la glucosa se descompone en piruvato en el citoplasma mediante un proceso llamado glucósidos. El piruvato puede entrar en la mitocondria, donde un complejo de tres enzimas mitocondriales, llamado complejo piruvato deshidrogenasa, convierte el piruvato en acetil-CoA.
El acetil-CoA se utiliza a continuación en el ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido tricarboxílico o TCA, para producir energía en forma de ATP.
El complejo de la piruvato deshidrogenasa requiere un conjunto de 5 cofactores para funcionar correctamente. Para recordar estos 5 cofactores se utiliza en inglés la mnemotecnia "The Lovely Coenzymes For Nerds", que significa pirofosfato de tiamina, que es un derivado de la tiamina o vitamina B1; ácido lipoico; CoA, que es un derivado del ácido pantoténico o vitamina B5; FAD, que es un derivado de la riboflavina o vitamina B2; y NAD+, que es un derivado de la niacina o vitamina B3.
En la deficiencia de PDC, las concentraciones de acetil-CoA caen, haciendo que el ciclo de Krebs se ralentice, y como resultado, hay una menor producción de ATP.
Esta disminución afecta principalmente a las células con altos requerimientos de energía, como las neuronas. Al mismo tiempo, el piruvato se acumula, por lo que se convierte en lactato por la enzima lactato deshidrogenasa, o LDH para abreviar, así como en alanina por la alanina aminotransferasa, o ALT.
Los síntomas de la deficiencia de PDC suelen comenzar durante la infancia e incluyen letargo, o falta extrema de energía, hipotonía, o tono muscular débil, y mala alimentación.
Además, la deficiencia de PDC puede provocar retraso del desarrollo, discapacidad intelectual y crisis convulsivas. Para el diagnóstico, las pruebas de laboratorio muestran concentraciones elevados de alanina en sangre y, sobre todo, de lactato, lo que se conoce como acidosis láctica, un dato muy importante para los exámenes.
El tratamiento de la deficiencia de PDC consiste en corregir la acidosis, así como en adoptar una dieta cetogénica, que es una dieta baja en carbohidratos y alta en grasas y aminoácidos cetogénicos como la lisina o la leucina.
Esta dieta da lugar a la generación de cuerpos cetónicos, que pueden ser utilizados como fuente de energía alternativa por los tejidos de todo el cuerpo y, especialmente, por el cereb La galactosemia se refiere a defectos en el metabolismo de la galactosa.

Galactosemia5:25–9:25

La vía normal del metabolismo de la galactosa comienza con la enzima galactocinasa, que convierte la galactosa en galactosa 1-fosfato, que no puede salir de las célul La enzima uridiltransferasa convierte la galactosa 1-fosfato en glucosa 1-fosfato, que puede entrar en la vía de la gluconeogénesis para producir más glucosa o en la vía de la glucólisis para producir energí Parte de la galactosa pasa por una vía alternativa, en la que la enzima aldosa reductasa lo descompone en galactitol, que luego se excreta en la orina.
Hay dos tipos de galactosemia La más frecuente es la galactosemia tipo I o clásica, que está causada por una deficiencia de galactosa-1-fosfato uridiltransferasa o GALT para abreviar; mientras que la galactosemia tipo II está causada por una deficiencia de galactocinas Hay que tener en cuenta que ambos tipos son autosómicos recesivos, lo que significa que es necesario heredar las dos copias del gen mutado, una de cada padre, para desarrollar la afección.
Tanto la galactosemia tipo I como la tipo II suelen presentarse de forma temprana, en cuanto el bebé comienza a ser amamantado, ya que la leche materna contiene lactosa, que es digerida por la enzima lactasa en galactosa y glucosa.
En la galactosemia, toda esta galactosa acaba siendo convertida en galactitol por la aldosa reductasa El exceso de galactitol se acumula principalmente en el cristalino y atrae el agua, lo que acaba provocando que la fibra del cristalino se hinche hasta romperse.
Esto se denomina lesión celular osmótica, y conduce rápidamente a cataratas infantiles, es decir, la opacificación del cristalino.
El principal síntoma de las cataratas es una deficiencia visual indolora que suele ser bilateral, y estos niños pueden presentarse con incapacidad para seguir objetos o para desarrollar una sonrisa social en respuesta a la sonrisa de otra persona, porque no pueden ver bien.
Otro signo revelador es la leucocoria o "pupila blanca", que es un reflejo blanco anómalo desde la retina del ojo, también llamado reflejo pupilar blanco.
La galactosemia tipo I es mucho más grave Esto se debe a que la galactosa todavía puede convertirse en galactosa 1-fosfato.
Además de la acumulación de galactitol que conduce a las cataratas, en la galactosemia tipo I también se acumula la galactosa-1-fosfato, que queda atrapada dentro de las células del hígado y del cerebro.
Los síntomas son hepatomegalia, o agrandamiento del hígado, asociada a ictericia. Además, hay letargo y discapacidad intelectual, así como náuseas, vómitos, diarrea y mala alimentación; todo ello combinado da lugar a un retraso en el desarroll La sepsis es una complicación potencialmente mortal, sobre todo por infección por E.
coli. El diagnóstico de la galactosemia se basa en los análisis de sangre, que muestran un valor elevado de galactosa en la sangre.
Parte del exceso de galactosa se excreta en la orina, dando lugar a la galactosuria. Un resultado que no debe confundir el diagnóstico es que la tira reactiva en orina ha sido negativa para los azúcares Esa prueba se refiere solo a la glucosa, pero hay análisis de orina no específicos que pueden detectar azúcares reductores, como la galactosa, la fructosa y la lactos Si hay algún azúcar reductor distinto de la glucosa en la orina, obtendremos un test de orina negativo y un test reductor positiv En muchos países, estas pruebas se realizan como un cribado neonatal uniforme.
El diagnóstico puede confirmarse con un análisis de sangre que mide la actividad enzimática reducida de GALT o de galactocinasa, respectivamente para los tipos I y II; ambos se tratan con una dieta libre de galactosa y lactosa de por vida.
En cuanto a los trastornos del metabolismo de la fructosa, cabe destacar la fructosuria esencial y la intolerancia hereditaria a la fructosa, ambas de carácter autosómico recesivo.
La fructosa se convierte primero en fructosa-1-fosfato por la fructocinasa, que no puede salir de las células. Luego, la aldolasa B descompone la fructosa-1-fosfato para ser utilizada en la gluconeogénesis o en la glucólisis.

Fructose metabolism d/o9:25–10:03

Parte de la fructosa puede pasar por una vía alternativa, en la que se convierte en fructosa-6-fosfato por la enzima hexocinasa, que también puede utilizarse para la gluconeogénesis o la glucólisis.
En la fructosuria esencial, hay una deficiencia de fructocinasa. Esto significa que la fructosa no puede convertirse en fructosa-1-fosfato, por lo que se acumula.
La buena noticia es que la fructosa en sí misma no es tóxica, y solo se excretará en la orina. Además, recuerde que parte de ese exceso de fructosa aún puede convertirse en fructosa-6-fosfato por la hexocinasa.

Essential fructosuria10:03–10:49

El diagnóstico suele basarse en una prueba reductora positiva en orina, mientras que la confirmación se realiza con un análisis de sangre que muestra la disminución de la actividad enzimática de la fructocinasa.
Afortunadamente, la fructosuria esencial no necesita ningún tratamiento ni dieta específica. En cambio, la intolerancia hereditaria a la fructosa está causada por una deficiencia de aldolasa B.
Esto da lugar a la acumulación de fructosa-1-fosfato, que es realmente tóxica, por lo que puede causar problemas bastante graves en cuanto el niño empieza a consumir fructosa de la fruta, la miel o zumos.
Los síntomas iniciales son letargo, náuseas y vómitos. Además, la intolerancia hereditaria a la fructosa causa daños renales, que en última instancia pueden conducir a la insuficiencia renal Aún más importante es que se produzcan daños en el hígado, lo que lleva a la hepatomegalia e ictericia, así como hipoglucemia grave o concentraciones bajas de glucosa en sangre.

Hered. fructose intol.10:49–12:05

La fructosa-1-fosfato actúa como un sumidero de fosfato que absorbe todo el fosfato, reduciendo la cantidad de ATP disponible para sintetizar glucosa.
El diagnóstico, una vez más, implica una prueba reductora positiva y puede confirmarse al encontrar concentraciones bajas de aldolasa B en una biopsia de hígado.
El tratamiento debe comenzar lo antes posible y requiere la exclusión de por vida de la fructosa y la sacarosa de la dieta.
El último trastorno que se presenta es la intolerancia a la lactosa. Se trata de un trastorno digestivo muy frecuente que afecta específicamente a la absorción de la lactosa, que se encuentra principalmente en los productos lácteos.
La enzima digestiva lactasa degrada la lactosa en glucosa y galactosa, que son absorbidas por los intestinos En la intolerancia a la lactosa existe una deficiencia de lactasa, por lo que no se puede digerir la lactosa.
Como consecuencia, toda esta lactosa está disponible para ser fermentada por las bacterias que componen la flora intestinal en una mezcla de gases como el hidrógeno, así como pequeños ácidos orgánicos como el ácido láctico, que atraen el agua hacia el intestino.

Lactose intolerance12:05–15:00

En raras ocasiones, la intolerancia a la lactosa puede ser congénita, lo que significa que los bebés son deficientes desde el nacimient Esto se denomina deficiencia congénita de lactasa, y es un trastorno autosómico recesivo.
Por otro lado, la mayoría de los casos de intolerancia a la lactosa son adquiridos, y pueden clasificarse como primarios o secundarios.
La intolerancia primaria a la lactosa se produce cuando la expresión del gen que codifica la lactasa se inhibe después de la infancia y, posteriormente, la producción de lactasa disminuye mucho a medida que envejecemos.
Esta patología afecta típicamente a personas de ascendencia asiática, africana o nativa americana. En cambio, la mayoría de los caucásicos, sobre todo los de origen noreuropeo, siguen teniendo una actividad de lactasa elevada hasta la edad adulta.
Por otro lado, la intolerancia a la lactosa secundaria puede desarrollarse como resultado de un trastorno intestinal subyacente, como una gastroenteritis o enfermedades autoinmunes que dañan la mucosa del intestino delgado.
Los síntomas de la intolerancia a la lactosa se producen tras la ingestión de leche u otros productos lácteos e incluyen distensión y dolor abdominal, junto con gases y diarrea.
Es importante tener en cuenta que la diarrea no es sanguinolenta, sino acuosa, voluminosa y espumosa. Para diagnosticar la intolerancia a la lactosa se realiza una prueba de hidrógeno en el aliento después de beber una solución de lactosa, que revela un mayor contenido de hidrógeno.
Además, un análisis de heces puede detectar el ácido láctico de la fermentación. En los exámenes, a veces se intenta despistar incluyendo "biopsia intestinal" como opción de respuesta.
Esta suele ser la respuesta equivocada, ya que es una prueba demasiado invasiva. Y además, en los casos de intolerancia a la lactosa congénita y primaria adquirida, solo mostraría una mucosa intestinal normal.
El tratamiento de la intolerancia a la lactosa consiste en eliminar la lactosa de la dieta. También se pueden tomar suplementos orales de lactasa cuando se consumen productos lácteos.
Como breve resumen... La deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa está causada por una deficiencia de una de las enzimas del complejo piruvato deshidrogenasa, lo que lleva a una disminución de acetil-CoA; se presenta con mala alimentación, síntomas neurológicos, acidosis láctica y concentraciones elevadas de alanina.
La galactosemia tipo I o clásica está causada por una deficiencia de la galactosa-1-fosfato uridiltransferasa, o GALT, que conduce a la acumulación de galactosa-1-fosfato; se presenta con ictericia, hepatomegalia, náuseas, vómitos, discapacidad intelectual, retraso en el desarrollo y sepsis por E.

Review15:00–16:47

coli, así como la acumulación de galactitol, que conduce a cataratas. Por otro lado, la galactosemia tipo II está causada por la deficiencia de galactocinasa, por lo que solo se acumula galactitol, y el único síntoma son las cataratas.
La fructosuria esencial está causada por una deficiencia de fructocinasa, que provoca la excreción de fructosa en la orina, y es asintomática.
La intolerancia hereditaria a la fructosa está causada por la deficiencia de la aldolasa B y se manifiesta con náuseas, vómitos, hepatomegalia, ictericia e hipoglucemia, y puede provocar insuficiencia renal.
Por último, la intolerancia a la lactosa es el resultado de una deficiencia de lactasa; puede ser congénita o adquirida, que a su vez puede ser primaria, debida a la disminución de la expresión de la lactasa después de la infancia, o secundaria, debida a una gastroenteritis o una enfermedad autoinmune.
Los síntomas son distensión, dolor abdominal tipo cólico, gases y diarrea acuosa, tras la ingestión de productos lácteos.
Volvamos a Emily y Chris. Emily es la niña de 5 días que presentaba opacidad bilateral del cristalino, lo que sugiere que tiene cataratas infantil Esto ya debería hacer pensar en algún tipo de galactosemia.
Además, tenía vómitos, diarrea, mala alimentación y letargo, lo que sugiere que se trata de una galactosemia tipo I o clásica.

Summary16:47–17:54

Emily también presenta una coloración amarillenta de la esclerótica, que suele significar ictericia, y que probablemente se asocia a la hepatomegalia encontrada en la exploración físic La última pista es la prueba de tira reactiva de orina negativa y la prueba reductora positiva.
El hecho de que nació en casa indica que, quizás, no le hicieron las pruebas de cribado del recién nacido. Los análisis de sangre confirmaron la reducción de la actividad de GALT, por lo que Emily empezó a seguir una dieta sin galactosa ni lactos Por otro lado, Chris, el hombre de 21 años, acudió con episodios repetidos de distensión, calambres abdominales, flatulencia y diarrea acuosa y espumosa.
Es un caso bastante sencillo de intolerancia a la lactosa. El hecho de que Chris tenga ascendencia asiática, combinado con el hecho de que niega tener enfermedades concomitantes o infecciones gastrointestinales recientes, significa que probablemente sea algo primario adquirido.
Una prueba de hidrógeno en el aliento confirmó el aumento de las concentraciones de hidrógeno, por lo cual se indica a Chris que elimine la lactosa de su dieta o que utilice una píldora de lactasa siempre que no pueda evitar los lácteos.
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