¿Qué es el deuterio?
El deuterio es un isótopo estable del hidrógeno. Un isótopo es un tipo de átomo, donde el átomo es la unidad más pequeña de materia que reúne las propiedades químicas de un elemento de la tabla periódica. Los átomos se conforman de electrones, protones y neutrones. Los átomos pertenecientes a un mismo elemento químico pueden presentar diferentes cantidades de neutrones en su núcleo, y a estas variedades se les denomina “isótopos”.
Todos los isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas, pero difieren en sus propiedades físicas, particularmente en la masa atómica. Sí emiten radiación se les denomina “isótopos radioactivos” o “inestables”, en caso de que no emitan se les denomina “isótopos estables”.
La radiación es energía que se desplaza como ondas o partículas. Algunos ejemplos de las fuentes de radiación más conocidas son el sol, los hornos de microondas y los aparatos de radios de automóviles. Gran parte de está radiación no supone ningún riesgo, pero en ocasiones puede afectar la salud. Debido a que los isótopos estables no emiten radiación, no plantean ningún riesgo para las personas, independientemente de la edad. Además es una técnica no invasiva y fácil aplicación, ya que utiliza saliva u orina como muestra de análisis, pero lo más común es la saliva, lo que la hace aplicable también en niños. Esta aplicación se considera una ventaja importante de esta técnica, ya que se puede usar en poblaciones pediátricas infantiles y puede ser aplicable en diversos grupos etarios.
El deuterio está compuesto por un protón, un neutrón y un electrón. En promedio, uno de cada 6,420 átomos de hidrógeno es deuterio, por lo que este isótopo puede estar presente en las moléculas que contienen hidrógeno, como el agua. El agua es el componente corporal más abundante y varía entre 80% al nacer y 45% en personas con obesidad. El agua es el medio necesario para diversas reacciones químicas y el transporte de nutrientes y hormonas, por lo que las modificaciones en el agua corporal total (ACT) pueden causar un cambio significativo en el peso corporal, debido a esto, el ACT es un parámetro fundamental en la evaluación de la composición corporal. Un adulto tiene aproximadamente 6g de deuterio. En bioquímica, el deuterio se utiliza como trazador de moléculas para estudiar reacciones químicas, cambios metabólicos y componentes corporales.
Aplicación en la evaluación de la composición corporal
A través de los isótopos estables se puede medir la cantidad de agua de otros nutrientes presentes en el cuerpo humano, así como la cantidad del nutriente ingerido que es absorbido y metabolizado o excretado. Estos también sirven para medir el índice de absorción, utilización o síntesis de proteínas, grasas o carbohidratos.
Mediante el análisis de isótopos estables se puede determinar el ACT, y dado este componente se puede realizar una determinación de la masa ósea, Masa Libre de Grasa (MLG) y Masa Grasa (MG) a través de uno o varios métodos como pueden ser la Absorciometría Dual de Rayos X o pletismografía por desplazamiento de aire para MLG y MG. Se debe tener en cuenta que la MG no contiene una cantidad de agua significativa, mientras que la MLG está compuesta entre un 73%-80% de agua.
Esta técnica puede ser un modelo de análisis de composición corporal mediante 2 compartimentos para poder determinar uno de 4 compartimentos, estimando los elementos de MLG anhidra (sin agua), agua, MG y masa ósea.
Asimismo, la cantidad de ACT disminuye con la edad y puede alterarse debido a ciertos factores endógenos y exógenos.
Un recién nacido contiene un 80% de agua aproximadamente, y esa proporción disminuye progresivamente conforme se va desarrollando. Por lo tanto, la MLG se puede determinar midiendo el ACT y utilizando un coeficiente de hidratación adecuado, ya que el nivel de hidratación puede afectar los resultados, al igual que la presencia de enfermedades o condiciones que generan deshidratación sobrehidratación, como el ejercicio exhaustivo. Es importante tomar en cuenta que las poblaciones donde se ha validado esta técnica incluyen principalmente niños caucásicos y afroacmericanos, lo cual puede ser una limitación y por ende, un área de oportunidad de investigación en diversas etnias.La MG es la diferencia entre el peso corporal y la masa libre de grasa. La técnica de dilución deuterio consiste en lo siguiente:
Se toma una muestra de saliva u orina de una persona justo antes de que consuma una dosis de agua marcada con deuterio
Se repite el protocolo anterior 3 y 5 horas después. En las muestras de saliva y orina de la persona se puede observar el aumento de nivel de deuterio.
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Las muestras de saliva y orina de la persona sometida a la prueba una vez que alcanzó el equilibrio emocional de los isótopos contienen niveles más elevados de deuterio. El deuterio dura entre 3 y 5 horas en distribuirse uniformemente por todo el cuerpo.
Se comparan las muestras de orina o saliva de la persona antes de la prueba con las obtenidas después de su administración, para así calcular el ACT, la masa libre de grasa, y finalmente, la cantidad de grasa presente en el cuerpo.
Los isótopos estables del carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el hierro y el zinc se pueden usar en estudios que evalúan el estado nutricional, el gasto energético, las prácticas de lactancia materna, la situación de los micronutrientes y la absorción de nutrientes de los alimentos que consumimos. Por ejemplo, mediante el estudio de los diferentes fluidos del cuerpo humano, es posible entender si los niños de un lugar o población determinada, están aumentando de peso debido a que incrementa MLG o si la MG es el aumento en gran medida. Cabe mencionar que, esta técnica puede ser de utilidad para mujeres embarazadas y así poder analizar ciertas deficiencias de algunas vitaminas y minerales. Dado lo anteriormente mencionado, esto puede contribuir para que las autoridades sanitarias mejoren sus programas y campañas de salud relacionados a la evaluación de estado de salud y desde luego, aprovechar áreas de oportunidad para la aplicación y validación en otras etnias.
Referencias:
- ¿Qué es el deuterio? (2024, julio 31). Iaea.org.
- Sinha, S., & Loechl, C. U. (2023). Atoms for nutrition: IAEA’s contribution to tackling malnutrition. The Journal of Nutrition, 153(1), 10-16.
- Madsen, M. (2014). Por el hilo se saca el ovillo: Contribución de las técnicas isotópicas a la nutrición. Organismo Internacional de Energía Atómica Boletin, 55(1), 5-8.
- Pallaro, A., & Tarducci, G. (2014). Utilidad de las técnicas nucleares en nutrición: evaluación de la masa grasa corporal y de la ingesta de leche materna. Archivos argentinos de pediatría, 112(6), 537-541
- ¿Qué es la radiación? (2024, mayo 3). Iaea.org.