COBALTO
Información clínica
El cobalto es un elemento traza esencial para el organismo humano siendo un componente esencial para la vitamina B12 (su estructura queda reflejada en la siguiente imagen)
Un déficit de Cobalto se acompaña de todos los signos y síntomas del déficit de vitamina B12 y se debe frecuentemente a problemas de absorción como la carencia de factor intrínseco o la malnutrición.
El cobalto se emplea en la fabricación de aleaciones pesadas con altos puntos de fusión y resistencia a la oxidación. Las sales de cobalto también se emplean en la industria de la pigmentación y del vidrio, también se utiliza en las aleaciones de prótesis ortopédicas.
El isotopo radioactivo de Cobalto se utiliza como emisor gamma en biología experimental terapia para el cáncer y radiografía industrial.
Los trabajadores ocupacionales pueden estar expuestos a polvo de cobalto, lo que motiva dermatitis de contacto, cardiomiopatía, daño renal y hepático.
En la mayoría de pacientes sometidos a cirugía ortopédica., los implantes son biocompatibles sin embargo hay un creciente reconocimiento que a largo plazo, estos implantes pueden estar asociados a efectos adversos sobre la salud y a ciertas respuestas de los tejidos locales en algunos individuos.
La introducción de prótesis metal-metal para la artroplastia de cadera ha mostrado la preocupación acerca de la respuesta biológica a los productos de degradación del metal, tanto es así que la concentración de metales en suero y en orina resulta más elevada que en pacientes que presentan los implantes convencionales de metal-polietileno.
Utilidad clínica
Evaluar el contenido del elemento en suero y orina, para evaluar toxicidad por cobalto.
Control del desgaste de implantes protésico metálico.
Interpretación de resultados
No debe utilizarse la determinación de Co para evaluar la actividad de la vitamina B12.
Concentraciones iguales o superiores a 1 ng/mL, indican posible exposición ocupacional o ambiental. Concentraciones tóxicas se deben interpretar en función de la fuente de exposición. Si el cobalto se ingiere concentraciones superiores a 5 ng/mL sugieren toxicidad probable y una exposición elevada. Estas concentraciones están reguladas por los Límites de Exposición profesional para Agentes químicos en España (2019) Tabla de valores límite biológicos.
Pacientes portadores de prótesis total de cadera con par fricción metal-metal en buenas condiciones pueden presentar niveles séricos de cobalto de hasta 10 µg/L y urinarios de hasta 5 µg/L. Niveles superiores son sugestivos de desgaste de prótesis.
Se debe cuidar que las condiciones de extracción sean extremadamente rigurosas y libres de de potenciales fuentes de contaminación, para poder interpretar de modo correcto concentraciones elevadas del elemento.
En la siguiente imagen se esquematiza el metabolismo de cromo y cobalto en la exposición industrial por inhalación. (Keegan G et al, Crit Rev in Toxicology 2008, 34: 645-74)
En el siguiente esquema se describe el metabolismo de cobalto y cromo (a partir de la liberación de partículas en prótesis Me-Polietieleno. (Keegan G et al, Crit Rev in Toxicology 2008, 34: 645-74)
CROMO
Información clínica
El cromo (III) se considera un elemento esencial forma parte del factor de tolerancia a la glucosa (GTF) complejo que tiene dos moléculas de niacina y 4 sitios de de coordinación ligados a los aminoácidos Glu, Gly y Cys.
La principal función del Cr (III) se ejerce por enlace a un octapéptido intracelular de bajo peso molecular, la cromodulina que facilita la respuesta de los receptores de insulina. El mecanismo de esta acción se inicia con la activación de los receptores de insulina en las membranas celulares por enlace a la insulina circulante Dicho enlace estimula el movimiento del Cr unido a la transferrina plasmática hacia el interior celular. Una vez dentro de la célula el Cr se enlaza a la cromodulina, activándola de modo que se una a los receptores de insulina y potencie su actividad Kinasa. Al descender la concentración plasmática de insulina a valores normales, el factor cromodulina se libera de la célula y finaliza su acción.
El cromo (III) es en general poco tóxico debido a su baja absorción si bien a altas dosis causa daño renal y hepático. Algunos fluidos intravenosos pueden presentar contaminación por cromo debido a los procesos de fabricación.
La exposición por vía aérea al cromo (VI) fuerte oxidante debido a la polución industrial puede producir daño tisular en las vías nasales y los pulmones, dermatitis, úlceras, además de ser un compuesto carcinógeno.
Existe una clara diferencia entre la exposición industrial y la ortopédica:
En la industria del acero, la exposición es inhalada y a altas concentraciones, el cromo es altamente tóxico, cancerígeno y hexavalente.
En el caso de la ortopédica es continua y de bajo nivel, el cromo de las prótesis es trivalente y menos tóxico.
Utilidad clínica
Evaluar el contenido del elemento en suero y en orina, de interés en situaciones de intolerancia a la glucosa y diabetes y en enfermedad cardiovascular.
Monitorización de suplementación dietética con Cromo.
Control del desgaste de implantes protésicos metálicos.
Interpretación de resultados
Pacientes portadores de prótesis total de cadera con par de fricción metal – metal en buenas condiciones pueden presentar niveles séricos de cromo de hasta 0.6 µg/L.
Concentraciones sérica superiores a 1 µg/L y urinarias superiores a 20 µg/24 h son indicativas de desgaste prótesis.
Los especímenes normales poseen concentraciones extremadamente bajas de cromo. Por tanto concentraciones elevadas pueden ser fácilmente resultado de contaminación externa.
Es necesario extremar las condiciones de recogida de muestra y no son aceptables muestras recogidas en contenedores con anticoagulante ya que estos contienen trazas de cromo.
En pacientes con exposición ocupacional se recomiendan concentraciones urinarias inferiores a 10 µg/g de creatinina al inicio de la semana laboral e inferiores a 25 µg/g de creatinina al final de la semana laboral. Estas concentraciones están reguladas por los Límites de Exposición profesional para Agentes químicos en España (2019) Tabla de valores límite biológicos.
Metales en artroplastias de cadera
Prótesis total de cadera (PTC) Es una de las intervenciones más frecuentes en cirugía ortopédica.
Tiene cuatro elementos dos fijados al hueso: Cotilo y vástago y dos interpuestos articulados sometidos a fricción y desgaste, por ello sometidos al roce son la cabeza esférica y el recubrimiento del cótilo (Par de fricción).
En la actualidad se emplean en pares de fricción aleaciones metálicas, cerámicas y plásticos pudiéndose combinar elementos similares en el par (metal-metal, ceramica-ceramica) o elementos diferentes (cerámica-metal, cerámica-polietileno, metal-polietileno)
Se denomina roce a la generación de partículas de Co-Cr de escala nanométrica que pasan a la circulación general, se extienden a diversos órganos pudiendo ser detectadas en sangre y suero.
La Sociedad Española de Cirugía de cadera (SECC) establece guía de actuación ante pacientes portadores de PTC con par de fricción Me-Me y recomienda monitorización de los niveles de Cobalto y Cromo. (Documento de información y asesoramiento: Actuación ante pacientes portadores de prótesis total de cadera con par de fricción metal-metal, 2012)
Determinación de Cobalto y Cromo en el Laboratorio
Espectroscopia de absorción atómica con atomización electrotérmica (ETAAS): Corrección de fondo Zeeeman: Utiliza lámpara de cátodo hueco bien de cobalto o de cromo, tanto calibradores como controles y muestras se mezclan con un modificador de la matriz para conseguir sales estables a alta temperatura. El calentamiento de la muestra se realiza en un tubo de grafito, las etapas de este proceso son secado, mineralización de la materia orgánica, atomización y limpieza.
Espectrometría de masas con plasma acoplado por inducción (ICP-MS) Utiliza como fuente de radiación plasma de acoplamiento inducido y como detector un espectrómetro de masas.
Los iones generados en el plasma pasan a través de un filtro cuadrupolar que separa iones generados según relación carga-masa, cada masa separada llega al detector donde se cuantifica cada elemento de la muestra. Tiene la ventaja que permite realizar análisis simultaneo monoelemental, con bajos límites de detección y amplio rango de linealidad.
Como limitaciones que al tratarse de muestras biológicas la presencia de constituyentes orgánicos e inorgánicos pueden producir efecto matriz. También se pueden producir interferencia espectrales generadas por iones poliatómicos lo que implica que la capacidad de detección de algunos elementos se vea comprometida, como solución a este problema se pueden utilizar equipos de alta resolución HR-ICP-MS.
Se requiere tanto para todas estas técnicas personal técnico experimentado.
CASOS CLÍNICOS
1 Mal estado general, hipoacusia, diabetes, hipotiroidismo, poliglobulia y polineuropatia en un hombre de 63 años portador de dos prótesis totales de cadera. Llorente Ballesteros MT, Nogué Sarau S, Fernández-Valencia J. Repercusión de los Elementos traza u oligoelementos y minerales en la salud. SEQC 2015-16. Ed. Cont; Lab Clin 26. 54-66.
2 Toxicidad por cobalto después de artroplastia total de cadera posterior a fractura de cabeza cerámica. Pelayo Tomás JM, Novoa Parra C, Gómez-Barbero P. Rev Esp Cir Ortop Traumatol 2017; 61(3): 203-207.
