Theoretical Biology & Medical Modelling, 2006; 3: 34-34 (más artículos en esta revista)

Predicción de hierro y anemias por deficiencia de folato estándar de análisis de sangre: el mecanismo y las consecuencias para la medicina clínica y la salud pública en los países en desarrollo

BioMed Central
Alan E Dugdale (a.dugdale @ acenet.net.au) [1]
[1] Departamento de Pediatría y Salud Infantil, Facultad de Medicina de la Universidad de Queensland, Q 4006, Australia

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Resumen
Fondo

Los países en desarrollo tienen una alta prevalencia de enfermedades, pero las instalaciones para diagnóstico y tratamiento de ellos son limitadas. Tenemos que utilizar los recursos disponibles de manera que no se necesitan cuando hay equipos sofisticados y personal capacitado. La anemia es común; deficiencia de hierro afecta a la salud y la productividad; deficiencia de folato en mujeres embarazadas provoca anormalidades fetales. Pocos países en desarrollo pueden medir el folato o ferritina, pero estándar de análisis automatizado de sangre están ampliamente disponibles y pueden ayudar a predecir el folato y la deficiencia de hierro. El RDW-CV% (coeficiente de variación de la anchura de glóbulos rojos) mide la variabilidad en el tamaño de los glóbulos rojos (RBC) en la rutina de análisis automatizado de las células sanguíneas, pero rara vez se informó. Los niveles de RDW-CV% y la hemoglobina (Hb) puede predecir anemia por deficiencia de hierro.

Método y resultados

He escrito un ordenador modelo basado en el mecanismo estándar para la formación de sangre y destrucción. Esto demuestra que la anemia se desarrolla antes y durante la recuperación, hay normales y anormales de glóbulos rojos (pequeños en la deficiencia de hierro y en gran deficiencia de folato) en la circulación. El modelo calcula la anomalía en el RDW-CV% a nivel automatizado de análisis de sangre. A principios de la deficiencia de hierro durante la recuperación y el hemograma muestra la Hb cerca del límite inferior de la normalidad, MCV un bajo y un alto RDW-CV%. Un patrón similar, pero con un mayor MCV, se desarrolla en la deficiencia de folato. La deficiencia de folatos es a menudo breve y no puede causar anemia. El alto RDW-CV% puede persistir durante tres meses.

Conclusión

Esta larga huella podría ser médicamente útil para detectar la deficiencia de folato y así limitar el daño fetal en las personas y las comunidades. Pocos médicos y trabajadores de la sanidad pública saber sobre RDW-CV%. Norma informes de sangre para uso clínico debe incluir la RDW-CV% nota y el posible significado de los valores anormales.

Fondo

Un reciente documento [1], ha confirmado las anteriores conclusiones de los autores [2, 3] que podemos predecir la aparición de anemia por deficiencia de hierro mediante la producción de analizadores automatizados de sangre. Estos documentos demuestran que la sangre cambios paralelos los bajos niveles de hierro. Los principales indicadores de nivel de hemoglobina (Hb), cerca del límite inferior de la normalidad y un alto nivel de anisocytosis medido por el coeficiente de variación (%) de los glóbulos rojos de distribución de anchura (RDW-CV%). N mecanismo de este hallazgo se propuso. I describir un modelo de simulación por ordenador que sigue la formación y destrucción de glóbulos rojos (RBC). Cuando estándar hipótesis sobre la formación de glóbulos rojos y la destrucción se utilizan, y con un suministro adecuado de hierro, la salida del modelo corresponde a los resultados normales en sangre. Cuando el hierro es la deficiencia que hasta ahora inexplicables cambios parecidos. El modelo también explica por qué las personas con anemia macrocítica puede tener el nivel normal de folato, aunque los cambios en la sangre se deben a deficiencia de folato [4].

El mecanismo del modelo es la siguiente. Cuando la médula ósea normal tiene suficiente materia prima y estímulo hormonal, que produce suficiente glóbulos rojos normales para mantener los niveles de Hb circulante. Los valores medios de difusión de RBC se entenderá volumen celular (MCV) 90 ± 10 y RDW-CV 12%. Cuando no hay suficiente hierro para haemopoiesis normal, la médula produce microcytes con MCV 60 ± 7. Tras el inicio de haemopoiesis alterado, la circulación contiene una mezcla de células normales y microcytes, por lo que el RDW-CV% aumenta rápidamente, mucho antes de que los niveles generales de MCV y la caída de Hb por debajo del rango normal. Cuando se carece de ácido fólico, la médula produce macrocytes, la mezcla de macrocytes y normal RBC plantea la RDW-CV% antes del MCV y convertirse en Hb anormal.

El modelo de ordenador

El modelo es un programa que sigue los cambios en los glóbulos rojos contenidos en un solo milímetro cúbico de sangre. El modelo se basa en una matriz, 120 columnas de ancho; cada columna contiene el número y las propiedades de RBC formado en un solo día. El modelo se ejecuta con intervalos de uno (simulado) los días. Las nuevas células formadas se introducen en la columna 1 de la matriz. En cada iteración (día), la cohorte de células se mueve una columna a la derecha: la columna 1 -> Columna 2, Columna 10 -> Columna 11, y así sucesivamente. Se supone que el RBC en la columna 120 se han destruido y perdido para la circulación. En esta versión simple del modelo, una duración de 120 días se supone. También quiero aprovechar el bajo nivel de Hb normal como de 110 g / l (la Organización Mundial de la Salud del límite inferior de Hb normal para las mujeres adultas) y el límite superior de la normalidad RDW-CV% al 15%.

Los datos de entrada son: (a) el número de células formadas, (b) la media de volumen de células, (c) la desviación estándar de la media del volumen celular, (d) la media de células de hemoglobina, (e) el número de días durante los cuales Estas condiciones se aplican. Se supone que el tipo de haemopoiesis cambia de una forma a otra, por ejemplo, normal a deficiente en hierro, el plazo de un día, pero esto no es crítico para el funcionamiento del modelo. Esta sencilla versión del modelo también asume que todos los eritrocitos tienen una vida útil de 120 días.

Al comienzo de la carrera la matriz está vacía. Para rellenar la matriz, el modelo se ejecuta durante 120 días con valores normales para cada uno de los parámetros de entrada. En cualquier iteración, las características de los glóbulos rojos contenidos en un solo milímetro cúbico de sangre puede ser demostrado. Los valores de salida son RBC contar por mm cúbico, la hemoglobina g / l, con una media de volumen celular (MCV), con una media de células de hemoglobina (SMI), con una media de células concentración de hemoglobina (%) (MCHC%) y el rojo-la distribución de células de ancho (RDW - CV%). Una vez que la matriz es pobladas, el tipo de haemopoiesis se puede cambiar y el efecto sobre los parámetros de RBC se muestra.

Métodos y resultados
La deficiencia de hierro

El cuadro 1 muestra los efectos de la deficiencia de hierro en el hemograma. El modelo se ejecute por primera vez durante 120 días con haemopoiesis normal para poblar la matriz (RBC / día 40000, MCV 90, SD de MCV 10, SMI 30). A raíz de esto, el modelo se extiende por 30 días (días 0 - 30) con haemopoiesis normal, luego de 150 días (días 30 - 180) con deficiencia de hierro haemopoiesis (RBC / día 30000, MCV 60, de MCV SD 7, SMI 18) .

El MCV, de salud maternoinfantil y RDW-CV% en el volumen de sangre son inicialmente normales. A finales de los 30 días de anormal haemopoiesis, la Hb y la MCV han disminuido pero permanecen dentro de límites normales. Sin embargo, el RDW-CV% pasa a ser anormalmente alta, al pasar de 11,2% a 18,3%, debido a la mezcla de distribuir microcytes y normocytes. Después de 50 días de la deficiencia de hierro es la Hb 111, todavía dentro del rango normal, pero el RDW-CV% ha aumentado aún más a 21,3%. La Hb continúa descendiendo y el RDW-CV% sigue aumentando hasta que todas las células normales formado antes de que la deficiencia de hierro haemopoiesis se han retirado de la circulación. Después de esto, hay un modelo uniforme de la población con deficiencia de hierro RBC, el nivel de Hb y se estabiliza el RDW-CV% regresa a niveles normales. La conclusión fundamental es que el RDW-CV% se convierte en anormal, mientras que la Hb y MCV se encuentran dentro del rango normal. Esto explica los resultados [2, 3] de que un alto RDW-CV% predice más tarde anemia por deficiencia de hierro. Cuando el hierro se da la terapia y los retornos haemopoiesis normal (no mostrado aquí), se volverán a ser normales y con deficiencia de hierro-RBC en la circulación por lo que el RDW-CV% volverá a aumentar a niveles anormales hasta que la microcytes formó durante el período de hierro la deficiencia de llegar al final de su vida útil.

Deficiencia de folato

El organismo tiene amplias reservas de hierro, por lo que la deficiencia de hierro es probable que sea un compromiso a largo plazo que producen los eventos típicos de la anemia. El folato es una soluble en agua vitamina. Órgano tiendas son relativamente pequeñas y lábil de manera temporal reducción de la ingesta alimentaria puede producir a corto plazo (menos de 1 mes) deficiencia de folato, que es relevado por unos de comidas que contienen ácido fólico los alimentos. Hortalizas y frutas son las fuentes habituales de ácido fólico; en los países en desarrollo, la escasez estacional ocurren a menudo, en los países occidentales, las malas personas pueden renunciar a estos alimentos cuando menos efectivo disponible es de bienestar o de otros pagos. Por lo general, ello tendría poco efecto sobre la salud, pero si la mujer está en el primer trimestre del embarazo, aunque sea temporal de la deficiencia de ácido fólico podrían producir graves y permanentes de los efectos sobre el feto. El modelo muestra que a corto plazo la deficiencia produce efectos característicos sobre el RBC parámetros.

El cuadro 2 muestra los cambios asociados a corto plazo deficiencia de folato. Al igual que en el cuadro 1, el modelo está poblada con RBC normal y luego correr para otros 30 días con haempoiesis normal. Desde Día 10 a Día 40, haemopoiesis turnos de normal a la macrocítica patrón de deficiencia de folato. Del día 40 en adelante, la deficiencia de folato se ha corregido y haemopoiesis vuelve al modo normal. Durante este corto período de deficiencia de folato, la Hb cae y se levanta el MCV, pero ambos se mantienen dentro de límites normales. Sin embargo, el RDW-CV% se eleva rápidamente más allá de los límites normales. Sigue siendo alta para los más de 100 días después del final de la deficiencia de folato, es decir, hasta la cohorte de macrocytes ha dejado a la circulación 120 días después de que el nivel de ácido fólico ha vuelto a la normalidad.

Discusión

Este modelo coloca a valores numéricos para el conocido proceso de formación de glóbulos rojos y la destrucción. Al hacerlo, se muestra el motivo de que hasta ahora no explicada observaciones [1 - 3] y predice otras aplicaciones clínicas de rutina, análisis de sangre. El modelo muestra que en la deficiencia de hierro, lo que podría ser debido a la falta de hierro o falta de disponibilidad de hierro como consecuencia de una infección aguda, hay una rápida y prolongada en el lugar RDW-CV% antes de los otros parámetros indican anemia. El RDW-CV% sigue siendo alto hasta la sangre está totalmente poblada por células hipocrómica. Cuando el hierro se da y la haemopoiesis vuelve a la normalidad, una vez más hay un aumento en el RDW-CV% (no se muestra en el cuadro 1] durante el tiempo que hay una población mixta de la normalidad y microcítica RBC en la circulación.

El modelo muestra resultados similares a corto plazo deficiencia de folato. El MCV aumentos y disminuciones Hb, pero estos se mantienen dentro de límites normales, mientras que el RDW-CV% se eleva rápidamente más allá de los límites normales. Los niveles de folato puede volver rápidamente a la normalidad cuando se alimenta de folato, pero los efectos hematológicos permanecer durante varios meses después del regreso de la normalidad haemopoiesis hasta el macrocytes dejar la circulación. Esto explica la falta de correlación entre los niveles séricos de ácido fólico y anemia macrocítica [4, 5]].

Este método de detección temprana de hierro y ácido fólico deficiencias se ha diseñado para su uso en los países donde la deficiencia de hierro es muy común - hasta el 50% de mujeres en edad fértil - deficiencia de folato mucho menos comunes y otras causas, con la excepción de la malaria y la talasemia en algunos países, poco frecuentes. El modelo sugiere que las medidas de MCV y RDW-CV% tienen dos funciones: en primer lugar, para detectar la posibilidad de un problema, en segundo lugar, para determinar la naturaleza del problema. Uchida [2] reportaron una sensibilidad del 77,1% para la anemia por deficiencia de hierro, el 49,2% de anemia por deficiencia de hierro más latente la deficiencia de hierro, y la especificidad 90,6%. En la talasemia menor, el RDW-CV% tiene más probabilidades de ser normal [6], pero Green [7] declaró que la discriminación no es buena y otros parámetros que se miden mediante analizadores automáticos, pero no informó, como la distribución de células de hemoglobina , Puede ser mejor. En la anemia de talasemia, el nivel de hemoglobina es baja pero la RDW-CV% suele ser normal [8]. En el caso de la anemia crónica la enfermedad RDW-CV% es a menudo dentro del rango normal [9] y la malaria en el RDW-CV% es baja [10], pero la mejor discriminador es un recuento bajo de plaquetas [11].

Este método no puede distinguir entre el ácido fólico y vitamina B12 deficiencias, pero la deficiencia de B12 es mucho menos común en la mayoría de los países en desarrollo. Cuando más de uno de estos nutrientes esenciales es baja, entonces las mediciones de Hb, MCV y RDW-CV% sólo reflejan los efectos de la limitación de nutrientes. Es muy poco probable que más de uno de estos será un nutriente limitante, al mismo tiempo. Por ejemplo, si el hierro y el folato son a la vez baja de hierro pero es la limitación de nutrientes, entonces el RBC se pequeñas y hipocrómica, con un bajo MCV y Hb y un alto RDW-CV%. Si se da de hierro para corregir la deficiencia de hierro, entonces no habrá una respuesta parcial hasta haemopoiesis está limitado por los bajos de folato. En este momento el MCV y RDW-CV% mostrará la deficiencia de folato.

La sensibilidad y especificidad de este método de predicción de deficiencia de hierro no puede ser calculado a partir de la modelo, pero se dan en los documentos citados. La sensibilidad y especificidad para la deficiencia de folato no se puede determinar. Si hay a largo plazo deficiencia de folato, los niveles séricos de ácido fólico se corresponden con los cambios hematológicos, pero Robinson y Mladonovic [4] en cuenta que los niveles de folato puede ser normal incluso en presencia de anemia macrocítica. A corto plazo las deficiencias de folato que no conducen a la anemia, pero puede causar daño fetal, los cambios en el MCV y RDW-CV% permanecen mucho después de que el nivel de ácido fólico ha vuelto a la normalidad. No podrá haber otro método para la detección de los últimos deficiencia de folato y, por tanto, no estándar de oro para calcular la sensibilidad y especificidad.

Este es un modelo muy simple diseñado para mostrar las causas de los cambios hasta ahora no explicada en el MCV y RDW-CV% y su significación clínica. Para simplificar, he asumido que es la formación de glóbulos rojos, ya sea normal o anormal (con deficiencia de hierro o deficiencia de folato), aunque el modelo de cambios poco si queremos asumir una transición gradual. Yo no han efectuado ningún intento de incluir los efectos de otros factores tales como la eritropoyetina en la formación de sangre. Este método de detección de deficiencias de hierro y ácido fólico no sustituye las medidas estándar de hierro sérico y ácido fólico, sino que proporciona una herramienta útil en las regiones donde es frecuente la anemia y los recursos limitados.

Descripción técnica del modelo

El modelo está escrito en lenguaje BASIC DOS y se pueden ejecutar en cualquier PC basado en ordenador. Una versión compilada y el código fuente están disponibles. Los detalles y el código del modelo de ordenador están disponibles a partir de la autora.

Abreviaturas

Nivel de hemoglobina Hb (g / l)

RDW-CV% Coeficiente de variación de la anchura de glóbulos rojos (%)

MCV media de glóbulos rojos Volumen (fl)

MCHC% Cell media la concentración de hemoglobina (%)

Ht Hematocrito

La media de células de la salud maternoinfantil de hemoglobina (pg)

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Autores de las contribuciones

El autor dilucidado el mecanismo descrito, diseñado y escribió el programa de ordenador y también escribió el documento.

Agradecimientos

Doy las gracias al Dr Tommaso Cavalli-Sforza, Asesor de Nutrición, Oficina Regional de la OMS en Manila por su asesoramiento y ayuda, y la Sra vivi Khan, Jefe Dietista, el Gobierno de Fiji por su ayuda.