SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.23 issue1-2Tercer caso de satelitismo plaquetario en Costa Rica: un fenómeno poco reportadoPrevención contra diseminación: la antítesis entre epidemiología y guerra biológica author indexsubject indexarticles search
Home Pagealphabetic serial listing  

Services on Demand

Article

Indicators

Related links

  • Have no similar articlesSimilars in SciELO

Share


Revista Costarricense de Ciencias Médicas

Print version ISSN 0253-2948

Rev. costarric. cienc. méd vol.23 n.1-2 San José Jun. 2002

 

El cromo como elemento esencial en los humanos
 

Ana Alvarado-Gámez 1*, Rigoberto Blanco-Sáenz 1,2, Erick Mora-Morales 2,3



Resumen

El cromo es un elemento esencial para humanos y animales ya que tiene una función preponderante en el metabolismo de la insulina como factor de tolerancia a la glucosa (FTG). Su deficiencia genera un deterioro del metabolismo de la glucosa por la mala eficiencia de la insulina. Debido a la importancia de este elemento se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva y se presentan algunos estudios realizados con animales de laboratorio y seres humanos, que demuestran con resultados el efecto del cromo sobre el mejoramiento del estado de pacientes diabéticos no insulino dependientes. Se presentan tres sustancias como formas biológicamente activas del cromo: un material rico en cromo conocido como factor de tolerancia de la glucosa, el picolinato de cromo, y una sustancia de bajo peso molecular LMWCr en sus formas apo y holo que contiene cromo que se enlaza al receptor de insulina y mejora su actividad. También se presenta información sobre el estado de la diabetes en Costa Rica. (Rev Costarric Cienc Med 2002; 23: 55-68)
 

Palabras claves: Cromo, diabetes mellitus, glucosa, insulina.
 

Abstract

The Chromium is an essential element for human and animals, because it a preponderant function in the insulin metabolism as a glucose tolerance factor (GTF). The deficiency of chromium engenders a deterioration in the glucose metabolism due to bad efficiency of insulin. Because the importance of this element an exhaustive reference review was made and this presents some studies realized in laboratory animals and in human beings where it is prove with resuits the effect of chromium over the improvement of patients with non-insulin dependant diabetes. Three substances are presented as chromium active biological forms: a material rich in chromium known as glucose tolerance factor, chromium picolinate and a substance of low molecular weight LMWCr in its forms of apo and holo that contains chromium and it links the insulin receptor and improves its activity. Also this paper presents information about the condition of diabetes in Costa Rica.

Key words: Chromium, diabetes mellitus, glucose, insulin.
 

Introducción

El cromo es el elemento número 21 en cuanto a abundancia sobre la corteza terrestre, y su contenido promedio en el suelo es de alrededor de 100 mg/kg. Aunque éste existe en varios estados de oxidación, el cero, el trivalente y el hexavalente son los estados más importantes en el medio ambiente y los productos comerciales. Casi todo el cromo presente en la naturaleza está en la forma trivalente como Cr3+ y se le encuentra en la mayoría de los materiales biológicos, asociado fuertemente con proteínas, ácidos nucleicos y en una variedad de ligandos de baja masa molar (se han encontrado concentraciones muy altas en fracciones de nucleoproteínas) (1, 2).

Se considera un elemento traza esencial en humanos y animales y tiene una función importante en el metabolismo de la insulina, como factor de tolerancia a la glucosa (FTG). Su deficiencia provoca un deterioro del metabolismo de la glucosa debido a la mala eficiencia de la insulina. Cuando hay deficiencia de este elemento aparecen síntomas parecidos a los ocasionados por la diabetes y enfermedades cardiovasculares (3, 4). El deterioro de la tolerancia a la glucosa es el primer síntoma de esta deficiencia en animales de experimentación y es posible que sea una de las causas de la intolerancia a la glucosa en los humanos (1-8).

La función del cromo de mantener normal la tolerancia a la glucosa en ratas de laboratorio fue establecida desde 1959. Este descubrimiento se basó en observaciones en ratas alimentadas con dietas purificadas y que contenían todos los nutrientes esenciales conocidos hasta esa fecha. Durante esa investigación se identificó como agente activo al cromo trivalente, el cual en cantidades de microgramos y en la forma de ciertos complejos inorgánicos prevenía y curaba el deterioro de la tolerancia a la glucosa en animales de laboratorio. Estos experimentos sugirieron que el cromo actuaba en el primer paso del metabolismo de los azúcares, en el transporte de las células donde la insulina también ejerce su acción primaria (6).

La manera en que el ser humano puede obtener este elemento es a través del consumo de alimentos ricos en cromo. La Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos recomienda una dosis segura y adecuada de cromo de 50-200 µg como consumo diario en las dietas de los humanos, que se han caracterizado por ser muy pobres en este elemento, pues el consumo promedio diario es de 50-80 µg, lo cual se considera insuficiente (4,8-12).

La concentración en sangre varía de acuerdo al nivel nutricional de las personas, por lo que se informan concentraciones entre 0,16 µg/L y 0,73 µg/L de cromo, con una distribución igual en las células rojas y el plasma, pero los valores de este elemento en los eritrocitos se relacionan con las exposiciones ocupacionales, por lo que se recomienda realizar las determinaciones de cromo en plasma y en suero sanguíneo. Según el Centro de Investigación en Cáncer, se recomienda una concentración en sangre < 0,5 µg/L y varios estudios en suero han encontrado de 0,67-0,83 µg/L en personas sanas y 0,22-0,36 µg/L en diabéticos (1, 5, 11)

Algunos alimentos que pueden proporcionar concentraciones altas de cromo en sangre son los cereales integrales, el bróculi, las vainicas, y algunas cervezas y vinos. Las dietas inadecuadas bajas en cromo son aquellas ricas en frutas, vegetales y granos lo mismo que en azúcares simples (2). En productos alimenticios, se encuentra desde una concentración de µg/kg hasta 0,5 µg/kg y está presente en la mayoría de los alimentos (4). (Cuadro 1)

 

 
Un estrés crónico puede alterar los requisitos de los micronutrientes como el cromo. El exceso de glucosa, el consumo de dietas ricas en azúcares simples, la lactancia, diferentes infecciones, el trauma físico y el ejercicio agudo se consideran como un estrés que altera el metabolismo de cromo en humanos. Las pérdidas de cromo en la orina pueden utilizarse como una medida de la respuesta del organismo al estrés, ya que una vez que el cromo se moviliza como respuesta a ese estrés, no es reabsorbido por los riñones y se pierde en la orina. Por el contrario un estudio señaló que el suplemento de cromo en períodos de estado basal (sin estrés) no tuvo ningún efecto. (13, 14). (Cuadro 2)

 

 
El estrés crónico, como por ejemplo, el consumir dietas ricas en azúcares simples, puede finalmente tener efectos negativos generales en la salud e inducir a grandes pérdidas de cromo. Esto quedó demostrado en un estudio que involucro a 37 sujetos (hombres y mujeres) a los que se les administraron dietas de referencia y luego dietas ricas en azúcares, 15% de las calorías provenían de azúcares complejos y 35% de azúcares simples. El contenido de cromo en las dietas fue de aproximadamente 116 mg/1000 calorías. Comparadas con las dietas de referencia, el consumo de dietas ricas en azúcares aumentó la pérdida de cromo en la orina de un 10% a un 300% en 27 de los 37 sujetos. La pérdida en hombres y mujeres fue similar y no hubo diferencia significativa en la absorción de cromo x (excreción urinaria/consumo) x10 (15). Estos datos demuestran que el consumo de dietas ricas en azúcares simples estimula la pérdida de cromo; esto, unido a una ingesta insuficiente puede llevar a una deficiencia marginal de cromo, lo cual está asociado al deterioro del metabolismo de azúcares, de la glucosa y de los lípidos.

Entre los signos y síntomas debidos a la insuficiencia de cromo se encuentran el deterioro de la tolerancia a la glucosa, la hiperglucemia en ayunas, la glucosuria, la hipoglucemia, la circulación elevada de insulina, la disminución en el número de receptores de insulina, la disminución de enlazamiento de la insulina, el porcentaje elevado de grasa corporal, la neuropatía periférica, el aumento de la presión ocular, la encefalopatía, el cociente respiratorio bajo y el metabolismo anormal de nitrógeno (2, 8).

Actualmente el cromo no ha sido aceptado en los profesionales de medicina como una modalidad terapéutica para la diabetes a pesar de la gran evidencia que existe del papel de este elemento en la prevención o retraso del deterioro de la tolerancia a la glucosa en personas mayores y con diabetes y que potencializa la acción de la insulina. No se incluye en el programa de prevención de la diabetes en los Estados Unidos, cuyo costo es de 150 millones de dólares por año, y está auspiciado por el Instituto Nacional de Salud NIH. (3, 5, 22). Actualmente se le considera como un suplemento nutricional alternativo al tratamiento médico y sería un candidato ideal para incluirlo en los programas de prevención de la diabetes, ya que se ha demostrado en los diferentes estudios realizados, que sus efectos se pueden evaluar en ensayos clínicos estandarizados.
 

Cromo y Diabetes Mellitus

La diabetes mellitus es un desorden metabólico que se caracteriza por una hiperglicemia y cantidades muy bajas o ausencia de insulina. No se considera como una enfermedad única, sino como un grupo heterogéneo de afecciones con manifestaciones clínicas y bioquímicas similares, que son el resultado de muchos factores de tipo genético y ambiental que interactúan entre sí. Por estas razones es un síndrome y no una enfermedad. Existen varias clasificaciones para la diabetes, entre ellas la que presenta la organización Mundial de la Salud OMS es la siguiente (16, 17):

La primera clasificación clínica es la diabetes mellitus, tipo I insulino dependiente DMID y tipo II no insulino dependiente DMNID, también la diabetes mellitus que está asociada con otros síndromes como la enfermedad pancreática, enfermedad de etiología hormonal, condiciones inducidas por fármacos o agentes químicos, ciertos síndromes genéticos y anormalidades del receptor de insulina. El segundo tipo de manifestaciones clínicas es la tolerancia alterada a la glucosa, que puede asociarse o no a obesidad y otras condiciones o síndromes. El tercer tipo de manifestaciones es la diabetes gestacional (durante el embarazo).

El suplemento de cromo es esencial para los seres humanos especialmente para los diabéticos, ya que este tipo de pacientes presentan un metabolismo de cromo alterado y requieren mayores cantidades de éste suplemento nutritivo debido a su mala asimilación; por lo que los diabéticos absorben más cromo que los no diabéticos, pero sufren mayores pérdidas de este elemento por la orina. La deficiencia de cromo es una consecuencia de la diabetes más que una causa y por eso se hace indispensable su suplemento en los pacientes diabéticos, ya que pueden mejorar la tolerancia a la glucosa y los niveles de insulina (2, 18).

En las últimas tres décadas se ha demostrado en varios estudios, que el proporcionar las cantidades adecuadas de cromo en la dieta diaria de pacientes con deterioro de la tolerancia a la glucosa o con diabetes, da como resultado un mejoramiento del nivel de glucosa en sangre, de la insulina y de algunas variables lipídicas (5, 18). El mejoramiento nutricional de cromo junto con la insulina han disminuido los factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares. También se han normalizado los niveles de colesterol total, y colesterol de lipoproteínas de alta y baja densidad, lo mismo que los triglicéridos, tanto en animales de laboratorio, como en humanos, después de suplementos de cromo (3, 5, 19-20)

Como elemento traza, este elemento está involucrado en la regulación de la glucosa en la sangre. Muchos científicos han realizado diferentes estudios que documentan efectos benéficos por los suplementos de cromo, aunque, algunos pocos no informan de algún efecto con respecto a este elemento (2, 9, 10, 13-15, 18, 19, 21-30). Abraham y colaboradores (23) presentaron un estudio realizado con 76 pacientes, 63 hombres y 13 mujeres, con edades entre 42 y 83 años. Todos los pacientes presentaron arteriosclerosis, con infarto del miocardio previo y o claudicación intermitente de moderada a severa. Un grupo de pacientes recibieron suplemento de cromo y otro grupo un placebo. Se dio seguimiento a los pacientes para determinar parámetros importantes en sangre y orina sanguíneos relacionados con sus patologías durante el tratamiento continuo con cromo. Este elemento se analizó en suero una vez al mes para asegurar el cumplimiento del paciente.

Después de un mes de terapia, la concentración de cromo en suero se había incrementado por lo menos cinco veces y se mantuvo así todavía después de tres meses. Mientras tanto, los pacientes que recibieron placebo mantuvieron un nivel de cromo en suero muy constante durante todo el tiempo de estudio. Hubo un pequeño cambio en la concentración de glucosa en los pacientes diabéticos que recibieron suplemento de cromo, pero éste no fue significativo estadísticamente. Este estudio demostró un aumento importante en el colesterol HDL con un descenso significativo del colesterol VLDL como resultado del tratamiento con cromo. Aunque otros estudios han demostrado cambios en el colesterol total, en éste se confirma lo encontrado por otros, sobre el aumento dado en las HDL. Se sabe que este tipo de colesterol es un importante factor negativo de riesgo de enfermedades coronarias. Esto da una idea de la posible función que cumple el cromo en el control de la arteriosclerosis, lo cual debe investigarse más a fondo (2, 23).
 

Variación del Cromo con la Edad

En la diabetes establecida en la madurez, las concentraciones de insulina son a menudo normales o elevadas, pero en estos pacientes la hormona es ineficiente. La concentración de glucosa en la sangre también aumenta, para combatir este aumento la concentración de la insulina aumenta aún más. El cromo previene este aumento en insulina mejorando su actividad o eficiencia. Por lo tanto, se necesita menos insulina y la concentración circulante disminuye y se estabiliza la concentración de glucosa. Si la intolerancia a la glucosa puede prevenirse con una nutrición adecuada en cromo, también, se podría prevenir la diabetes establecida en la madurez (18, 21, 24, 31-35).

Offenbacher y colaboradores (26, 27) realizaron un trabajo en el que se investigó la concentración de cromo en el suero y la orina de pacientes diabéticos mayores y su relación entre el cromo y algunas enfermedades; lo mismo que en sujetos mayores sanos, con el fin de proporcionar las bases teóricas de los efectos biológicos del cromo. Según los resultados, la concentración de cromo en la orina y en el suero aumenta y disminuye respectivamente con la edad. Además, se señala que las pérdidas altas de cromo en la orina son frecuentes en las personas mayores. Esto demuestra que la edad reduce la retención de cromo y altera su metabolismo.

La concentración de cromo en sangre es un indicativo de su ingesta dietética, cuando se expone el cuerpo a compuestos solubles de cromo trivalente. Los resultados analíticos indican que las concentraciones de cromo en el suero y la orina de los diabéticos es significativamente menor que los del grupo de personas sanas. Esto implica que la absorción y utilización de cromo en las personas saludables son mejores que en los diabéticos. Las concentraciones de cromo en la orina de las personas mayores de 70 años, sin embargo, fueron significativamente mayores que los de las personas en edades comprendidas entre 60-70 años (18, 24-27, 32-35).

Davies y colaboradores estudiaron una población de 40 872 pacientes y analizaron 51 665 muestras de cabello, sudor y suero sanguíneo, y observaron descensos en las concentraciones de cromo con la edad, por ejemplo niños entre 1-4 años presentaron un contenido de cromo en suero de 0,50 + 0,10 µg/L, entre 25-29 años, 0,42 ± 0,07 µg/L, y entre 70-74 años, 0,30 ± 0,07 µg/L. Este descenso tiene consecuencias profundas en la salud en términos de diabetes y enfermedades cardiovasculares, su morbilidad y mortalidad (33). También, se informan deficiencias de cromo y pérdidas en la orina en niños desnutridos o con quemaduras, lo mismo que en niños diabéticos (28, 35).
 

Nutrición Parenteral

La nutrición parenteral total se diseñó con el fin de dar a los pacientes todos los carbohidratos, proteínas, grasas, vitaminas y minerales que necesitan para mantener la salud hasta que ellos puedan alimentarse en forma normal y obtener los nutrientes de los alimentos. Algunos de los pacientes alimentados por vía intravenosa durante meses desarrollaron altas concentraciones de glucosa en sangre, como si fueran diabéticos, sin serio. Se les dio tratamiento con insulina para tratar las condiciones similares a la diabetes, y aún así la insulina no actuó como se esperaba. Cuando se determinó que el cromo era necesario para la acción de la insulina, se pensó en que posiblemente este elemento hacía falta en las disoluciones de nutrición parenteral total. Desde que se les proporcionó cromo en cantidades de 50 mg a estas soluciones, se notó un mejoramiento en las concentraciones de glucosa hasta valores normales (18,34).

En otro estudio (5) que se realizó en pacientes con intolerancia a la glucosa, hubo una respuesta positiva al cromo durante períodos largos de alimentación parenteral total. Tres casos tuvieron en común largos períodos de inducción de siete meses o más, con deterioro de la tolerancia a la glucosa, una resistencia pronunciada a la insulina y una gran pérdida de peso. Se les administró cloruro de cromo por vía intravenosa hasta 5 mmol/día y casi en forma inmediata recuperaron la sensibilidad normal a la insulina y la tolerancia a la glucosa; durante el corto período de tratamiento con cromo, también, mejoraron otros signos y síntomas que habían desarrollado.

Se ha observado hiperglicemia en personas con concentraciones de cromo muy bajos. La necesidad de cromo para una tolerancia normal a la glucosa se determinó en una paciente que recibía nutrición parenteral total sin suplemento de este elemento por períodos prolongados. Con el tiempo desarrolló concentraciones elevadas de azúcar en la sangre que regresaron a la normalidad cuando se le suministró cloruro de cromo a la infusión parenteral. Según recomendaciones de la Asociación Médica Americana, se agregan cantidades suficientes de cromo a las soluciones intravenosas en los Estados Unidos desde 1979 (26).
 

El Factor de Tolerancia a la Glucosa

El factor de tolerancia a la glucosa (FTG) es un compuesto de cromo trivalente que se encuentra en forma natural en la levadura de cerveza. La estructura responsable de la actividad parece estar constituida por ácido nicotínico - cromo - ácido nicotínico enlazada a ligandos de ácido glutámico, glicina y cisteína. Sus funciones son varias entre las que se consideran: el mejoramiento del deterioro de la tolerancia intravenosa a la glucosa in vivo, el incremento del metabolismo de la glucosa en las levaduras, y el efecto de potencializar la acción de la insulina sobre el metabolismo de la glucosa en tejidos grasos de ratas de laboratorio (2, 5, 7, 19, 31). Hay evidencia de estudios in vitro y con animales de que el cromo debe estar unido a ciertos ligandos para ser completamente activo, tales como ácido nicotínico, la glutationa y otros ligandos orgánicos de sulfhidrilo (19).

El ácido nicotínico y la glutationa parecen ser los componentes de un complejo de cromo que presenta una actividad superior in vitro. Las altas concentraciones de ácido nicotínico se usan para tratar hipercolesterolemia conllevan a un deterioro de la tolerancia de la glucosa y resistencia a la insulina, mientras que una disminución en las dosis (50 a 300 mg/día) ha mejorado esa tolerancia en personas diabéticas. También se reporta que el cromo tiene efectos similares. Estos datos sugieren que el cromo y el ácido nicotínico pueden actuar por el mismo mecanismo, incrementando el sustrato (cromo y ácido nicotínico) para la sintesis del FTG.

A la fecha se han encontrado sustancias parecidas al FTG en alimentos, pastos, riñones de cerdo y se ha aislado de la orina humana, del hígado de ratón y de calostro bovino. (26-27, 31). El cromo unido a un ligando de bajo peso molecular fue aislado de. Su masa molar aproximada fue de 1500 y estaba compuesto de cromo, ácido aspártico, ácido glutámico, glicina y cisteína; aunque no se detectó ácido nicotínico. El compuesto presentó alguna actividad biológica sobre la oxidación de la glucosa, parecida a la ejercida por las preparaciones del factor de tolerancia a la glucosa (2).

Por ejemplo en un estudio realizado por Uberg y Zemel en 1987 (24), demostraron que los pacientes que consumieron cromo y ácido nicotínico mejoraron su tolerancia a la glucosa, pero no la mejoraron cuando se les administró cada uno de esos suplementos aisladamente. El estudio se llevó a cabo en 16 sujetos mayores de 65 años, todos gozando de buena salud y ninguno padecía de diabetes. De acuerdo a los resultados de ese estudio se pudo concluir que ni el cromo ni el ácido nicotínico generaron un efecto significativo sobre la tolerancia de la glucosa; mientras tanto, la combinación de ambos causó una reducción significativa de la glucosa de 14,8 %. Estos datos no indican el mecanismo de este efecto, pero se presume que potencializa la acción de la insulina, pues los tratamientos no tuvieron efecto sobre las concentraciones de insulina en ayunas o después de 60 minutos de haber comido.

No se conoce el mecanismo por el cual las sales de cromo biológicamente inactivas se convierten en el factor de tolerancia a la glucosa activo (FTG), que contiene complejos de cromo y ácido nicotínico, con alta actividad biológica en el FTG in vitro e in vIvo. Muy poco se sabe de donde ocurre esa transformación en los mamíferos y nada sobre la fuente de ácido nicotínico que está coordinado con el cromo para formar el FTG.

El ácido nicotínico no es considerado ni como esencial, ni como metabolito, por lo que ha recibido muy poca atención, excepto como precursor de la nicotinamida. Los alimentos para animales se refuerzan con ácido nicotínico como fuente de niacina. Por el contrario, muy poco de niacina se utiliza en los alimentos para humanos en la forma de ácido nicotínico, y se tienen diversos resultados de estudios con suplementos de este compuesto.

Según Mertz (5) el FTG parece que potencializa el enlace de la insulina por iniciación de intercambio de disulfuro entre la insulina y los receptores de la membrana, aunque no se han presentado datos para excluir la acción post receptor del FTG. Algunos datos de laboratorio han demostrado que una combinación de cromo inorgánico y ácido nicotínico producen un aumento significativo en la afinidad de la insulina por su receptor en cultivos de monocitos humanos transformados U-937, mientras que ninguna de esas sustancias influye en el enlace, en ausencia del otro. Abraham y colaboradores en su estudio demuestran que las concentraciones de ácido nicotínico no farmacológicos tienen un efecto único sobre el metabolismo humano que no presentan otras formas de niacina (23). En el estudio realizado por Thomas y Gropper no se encontró ningún efecto significativo del suplemento nutritivo de cromo-ácido nicotínico, en insulina plasmática, glucosa o concentración lipídica, aunque este suplemento disminuyó ligeramente el colesterol de baja densidad (LDL), los triglicéridos, la concentración de glucosa en ayunas y la concentración de glucosa post prandial, en individuos con diabetes mellitus no dependiente de insulina (19).

Investigadores japoneses (31) administraron cromo bajo diferentes condiciones y llegaron a la conclusión que el cromo inyectado en forma intra-peritoneal o intravenosa, se incorpora dentro de dos especies químicas, una de masa molar alta y la otra de masa molar baja. La primera es una proteína de 70 kDa, que contiene de 5 a 6 átomos de cromo por molécula, lo que corresponde a aproximadamente a 80 mmol/kg. El cromo en esta forma se puede enlazar parcialmente a una cromatina que estimula significativamente la síntesis de ARN. Estos estudios le dan una función reguladora al cromo enlazado a proteínas, en la síntesis de ácidos nucleicos; en contraste con la reacción incontrolado del cromo hexavalente con el material genético.
 

Actividad Biológica y Metabolismodel Cromo

Además del FTG se han descrito otros dos componentes activos, un picolinato de cromo y una "sustancia enlazante de cromo de bajo peso molecular". El picolinato de cromo Cr (Pic)3 se considera un suplemento nutricional muy popular y significa una industria millonaria por su demanda y alto consumo, aunque a concentraciones fisiológicamente relevantes, según estudios hechos por Wetterhahn et al., puede inducir a daños en los cromosomas en células ováricas de hamster chinos y su mecanismo ha sido elucidado recientemente (36-38). Los ligandos de Cr (Pic) 3 preparan al potencial redox del centro crómico, para una reducción por medio de agentes reductores biológicos como los ascorbatos o los tioles. El Cr (II) reducido reacciona con el oxígeno y en el proceso se generan radicales hidroxilo que son agentes potenciales de daño al ADN. Además, este Cr (Pic) 3 es extremadamente estable e inactivo con el agua o los amortiguadores comunes, no transfiere el cromo a la transferrina o a la albúmina y parece no verse afectado por la presencia de ácidos grasos o colesterol (36, 37). Mientras que el cromo de bajo peso molecular, LMWCr por sus siglas en inglés, fue purificada a partir de calostro bovino por Yamamoto et al; y se estudiaron sus propiedades, lo mismo que su actividad biológica, la cual está bastante probada (31, 36, 37, 39-43). (La actividad biológica se refiere a la habilidad de estimular la producción de CO2 a partir de la glucosa, en adipocitos de rata aislados como función de la concentración de insulina). Esta sustancia es un oligopéptido de 10 aminoácidos de origen natural y se le conoce como "sustancia enlazante de cromo de bajo peso molecular", que puede funcionar como parte de un mecanismo de autoamplificación, indicador de insulina, por medio de la estimulación de la actividad de la quinasa del receptor de insulina. El modo de acción del LMWCr es parecido al de la proteína indicativa enlazante de calcio, la calmodulina. Esta especie se mantiene en su forma activa de apo-oligopéptido, en respuesta al flujo de cromo y enlaza cuatro iones cromo. El holo-oligopéptido es luego capaz de enlazarse al receptor de insulina amplificando así la actividad de la quinasa insulino receptor.

La forma apo-LMWCr se almacena en las células sensibles a la insulina, en respuesta al aumento de la concentración de esta hormona en la sangre, a su vez es el resultado de una concentración de glicemia en la sangre después de comer. La insulina se enlaza a su receptor, adquiriendo un cambio en la conformación, que resulta en la autofosforilación de los residuos de tirosina en el lado interno del receptor. Esto transforma al receptor en una tirosina quinasa activa y transmite la señal desde la insulina hasta la célula. En respuesta a la insulina, el cromo se mueve desde la sangre hasta las células sensibles a la insulina; aquí el flujo de cromo hace que el apo-LMWCr se cargue de cromo. Luego el holo LMWCr (holocromodulina) se enlaza al receptor en su conformación activa amplificando su actividad como quinasa. Cuando la indicación debe finalizar, una disminución en la concentración de insulina en sangre facilita la relajación de la conformación del receptor, y el holo-LMWCr es eliminado de la célula. Finalmente la LMWCr es excretado en la orina.

El cromo funciona dentro de la célula durante o antes del transporte de glucosa. Debido a que los primeros eventos entre el enlace de la insulina y su receptor y el transporte de glucosa son eventos de transducción de señales; por ejemplo, fosforilación y desfosforilación de residuos de proteínas. Se ha demostrado que el LMWCr aumenta la actividad de la tirosina quinasa del receptor activado de la insulina y activa la membrana de la fosfotirosina fosfatasa en membranas de adipocitos. En experimentos con LMWCr de hígado bovino en la membrana adipocítica de ratas en presencia de 100 nM de insulina, se aumentó hasta 8 veces la actividad de la proteína dependiente de insulina, la tirosina quinasa, mientras que en ausencia de insulina no se observó activación de la actividad de la tirosina quinasa (41-43).

 Los estudios controlados en humanos son necesarios para establecer el efecto del cromo sobre el metabolismo de la glucosa y los lípidos con el fin de encontrar las bases de la teoría relacionada con el modo de acción del cromo (5, 7). Utilizando una nueva generación de instrumentos analíticos para medir el cromo en la dieta, en sangre u orina, se hace más fácil relacionar los hallazgos clínicos con la dieta y las concentraciones de cromo en el organismo. Actualmente no se tiene una prueba disponible para diagnosticar la condición o estado del cromo en el organismo antes de proceder al suplemento de este elemento. Si una respuesta negativa de cromo se vuelve positiva por ejemplo con la ingestión de levadura alta en cromo, algunos investigadores sugieren el uso de esta respuesta relativa del cromo como un indicador del estado del cromo (5, 11, 36).

 En otro estudio realizado por Anderson y colaboradores en 1991 (21) se determinó que las pérdidas de cromo en la orina están relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos y se consideran como un indicador útil del estado del cromo. El cromo puede ser excretado en las heces y la orina, pero esta última es la que se considera importante como parámetro de estado del cromo en el organismo. Casi todo el cromo en la orina está presente en forma de complejos de baja masa molar. El de la sangre coordinado con pequeñas moléculas de ligandos es filtrada por los glomérulos y luego es reabsorbida del filtrado cerca de un 63% en los túbulos. Existe cierto acuerdo en la cantidad excretada diariamente de cromo urinario. Algunos documentan concentraciones de 860 pig/L de orina, y ámbitos normales entre 1,8 y 11,0 µg/L, con valores promedios entre 3,6 y 4,0 µg/L. Pierce y Cholak informan promedios de excreción de 5,0 mg/L en personas no expuestas. Los valores más bajos son los más confiables y más comunes. Se ha estimado por tanto un valor de 10,0 mg por 24 horas (11,28).

Para determinar los contenidos de cromo en sangre y orina, la literatura informa de varios estudios en los que utilizan la espectrometría de Absorción Atómica, como la técnica más recomendada, pues se requiere cantidades muy pequeñas de muestra para el análisis. También esta técnica ofrece límites de detección bastante bajos, menores a 1 µg /L, que son los niveles normales en que se espera encontrar el cromo tanto en sangre como en orina (45-52).
 

Situación de la diabetes en Costa Rica.

La diabetes mellitus tipo II no dependiente de insulina DMNID, es el tipo de diabetes de mayor incidencia en Costa Rica, pero no existen estudios sobre la prevalencia de este padecimiento a nivel nacional. En los últimos años los patrones epidemiológicos de enfermedades crónicas degenerativas han cambiado, y por ejemplo las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades congénitas, la incidencia de tumores y la violencia son las más comunes (53-55).

En Costa Rica desde 1983 se estableció el Programa Nacional de Enfermedades Crónicas no Transmisibles, que se enfocó al control de la Diabetes Mellitus y la Hipertensión Arterial. Según datos existentes a nivel nacional, la prevalencia de diabetes se determinó en un 6% en personas mayores de 15 años, especialmente del tipo II DMNID, lo que proyectó un estimado de 210 000 diabéticos en todo el territorio nacional. La diabetes genera una cantidad considerable de consultas médicas y egresos a nivel hospitalario (56). En 1992 el 3,08% de las consultas de mujeres y el 2,73% de las consultas de hombres en clínicas y hospitales de la CCSS fue por causa de la diabetes mellitus, y se atendieron un total de 173 374 consultas que corresponde a unos 45 000 diabéticos.

Los egresos por diabetes mellitus en 1994 fueron de 4123 para un 1,4% del total de egresos, con una estancia hospitalaria de estancias de 50 231 días, con un promedio de 12,2 días de estancia por paciente. En 1995 el total de egresos por esa misma causa fue de 4521 frente a 2796 por enfermedad hipertensiva. La tasa de egreso hospitalario debido a diabetes en las mujeres (16,5 x 10 000) es mayor que en hombres (9,80 x 10 000) y por edades es mayor a partir de los 60 años (53).

Por área geográfica la diabetes mellitus es la segunda causa de egresos hospitalarios después de las infecciones intestinales, con la tasa mayor en la zona urbano bajura, 21 por cada 10 000 habitantes, en el resto del país se mantiene entre 10,8 y 13,5 por cada 10000 habitantes.

La tasa de mortalidad asociada a diabetes mellitus en 1996 fue de 1,28 por cada 10 000 habitantes, (440 muertes reportadas), comparada con el periodo entre 1981 y 1984 en que esa misma tasa fue de 0,79 por cada 10 000 habitantes, lo que significa un incremento de 1,24 x 10 000 si se considera dentro del mismo grupo a aquellos diabéticos cuya principal causa de muerte fue la enfermedad cardiovascular. También es importante indicar que una mayor proporción de las defunciones asociadas a la diabetes mellitus son debidas a padecimientos renales relacionados (53).
 

Conclusiones

Existe suficiente evidencia por los estudios mencionados del efecto que tiene el cromo en sus formas biológicamente activas en el mejoramiento de la acción de la insulina en pacientes diabéticos no insulino dependientes. La situación de la diabetes en nuestro país alcanza cifras importantes y cabe la posibilidad de utilizar dietas ricas en cromo en pacientes diabéticos no insulino dependientes. No existe ningún estudio sobre el contenido de cromo en alimentos, aguas, orina o sangre en humanos.

El Centro de Electroquímica y Energía Química de la Universidad de Costa Rica cuenta con el personal idóneo y el equipo necesario para iniciar un estudio sobre el estatus de cromo en sangre y orina. Se tiene un proyecto con el fin de establecer una metodología analítica confiable para determinar el nivel o estatus de cromo en sangre y orina, el cual serviría como base para que en conjunto con la Caja Costarricense de Seguro Social, se aplique dicha metodología en muestras de personas sanas y en pacientes diabéticos tipo II DMNID, pues no se tiene ningún estudio de este tipo en el país. Además, con la información obtenida cabría la posibilidad de realizar estudios posteriores con pacientes diabéticos a los que se les proporcionen suplementos de cromo, y determinar si se produce una disminución de la concentración de glucosa en sangre, y se mejora la eficiencia de la insulina, y de otros parámetros clínicos relacionados.
 

 Referencias

1. Vercruysse, A. Hazardous metals in human toxicology, techniques and instrumentation in analitical chemistry, Vol IV, Amsterdam: Elsevier, 1984: pp. 61-63, 253-277.         [ Links ]

2. Anderson R. Chromium as an essential nutrient for humans. Regul Toxicol Pharmacol 1997; 26:S35-S41.         [ Links ]

3. Ahmad Y, Khalid Q. Chromium: its role in diabetes and heart disease. En: Said, H.M., Rahman MA, DeSilva LA, eds. Elements in health and disease. Karachi, Pakistan 1987. pp. 261-266.         [ Links ]

4. Bukhari AQ, Ahmad S, Mirza M. The role of trace elements in health and disease. En: Rahman MA, DeSilva LA, eds. Elements in health and disease. Karachi, Pakistan 1987. pp. 116-126.         [ Links ]

5. Mertz W. Chromium in human nutrition: a Review. J Nutr 1993; 123:626-33.         [ Links ]

6. Mertz W. The essential trace elements. Science 1981; 213:1332-1338.         [ Links ]

7. Mertz W. Chromium occurrence and function in biological systems. Physiol Rev 1969; 49:163-203.         [ Links ]

8. Preuss HG, Anderson RA. Chromium update: examining recent literature 1997-1998, Curr OpinClin Metab Care, 1998; 1:509-512.         [ Links ]

9. Anderson RA, Bryden N, Polansky, M.. Serum chromium of human subjects: effects of chromium supplementation and glucose. Am J Clin Nutr 1985; 41:571-577.         [ Links ]

10. Anderson R, Kozlovsky, A. Chromium intake, absorption and excretion of subjects consuming self-selected diets. Am J Clin Nutr 1985; 41:1177-1183.

11. Offenbacher E, Spencer H, Dowlings, HJ; et al. Metabolic chromium balancees in men. Am J Clin Nutr 1986; 44: 77-82.         [ Links ]

12. Rosson JW, Foster KJ, Walton RJ, et al. Hair concentrations in adult insulin-treated diabetics. Clin Chim Acta 1979; 93:299-304.

13. Anderson R, Polansky M, Bryden N, et al. Chromium supplementation of human subjects: effects on glucose, insulin and lipid variables. Metabolism 1983, 32: 894-899.         [ Links ]

14. Anderson R, Polansky M, Bryden N, et al. Effects of supplemental chromium on patients with symptoms of reactive hypogiycemia. Metabolism, 1987; 36:351-355.         [ Links ]

15. Kozlovsky AS, Mosser PB, Reiser S, et al. Effects of diets high in simple sugars on urinary chromium losses. Metabolism 1986; 35:515-518.         [ Links ]

16. Prado J, Pochner M. Clasificación de la diabetes mellitus conceptos actuales. En: Memoria de las Conferencias del XIV Curso Panamericano para Graduados "Diabetes mellitus en medicina general", San José: Pfizer; 1982. pp. 19-26.         [ Links ]

17. Islas S, Lifshitz A. Diabetes Mellitus, México: Editorial lnteramericana McGraw-Hill, 1993: pp. 41-55.         [ Links ]

18. Anderson R, Cheng N, Bryden, N, et al. Elevated intakes of supplemental chromium improve glucose and insulin variables in individuals with type 2 diabetes. Diabetes 1997; 46:1786-1791.         [ Links ]

19. Thomas V, Gropper S. Effect of chromium nicotinic acid supplementation on selected cardiovascular disease risk factor. Biol Trace Elem Res 1996; 55:297-305.         [ Links ]

20. Ravina A, Slezak L, Mirsky N, et al. Reversal of corticosteroid-induced diabetes mellitus with supplemental chromium. Diabet Med 1999; 16:164-167.         [ Links ]

21. Anderson R, Polansky M, Bryden N, et al. Supplemental-chromium effects on glucose, insuline, glucagon, and urinary chromium losses in subjects consuming contolled low-chromium diets. Am J Clin Nutr 1991; 54:909-16.         [ Links ]

22. Linday LA. Trivalent chromium and the diabetes prevention program. Medical Hypotheses 1997; 49:47-49.         [ Links ]

23. Abraham A, Brooks B, Eyiath U. The effects of chromium supplementation on serum glucose and lipids in patients with and without non-insulin dependant diabetes. Metabolism 1992; 41:768-771.         [ Links ]

24. Urberg M.; Zemel M. B.; Evidence for Synergism Between Chromium and Nicotinic Acid in Control of Glucose Tolerance in Elderly Humans. Metabolism 1987; 36: 896-899.         [ Links ]

25. Ding W, Chai Z, Duan Pet al. Serum and urine chromium concentrations in elderly diabetics. Biol Trace Elem Res 1998; 63, 231-237.         [ Links ]

26. Offenbacher E, Rinko C, Pi-Sunyer FX. The effects of inorganic chromulm and brewer's yeast on glucose tolerance, plasma lipids, and plasma chromium in elderly subjects Am J Clin Nutr 1985; 42:454-461.         [ Links ]

27. Offenbacher E, Pi-Sunyer FX. Beneficial effect of chromuim-rich yeast on glucose tolerance and blood lipids in elderly subjects. Diabetes 1980; 29:919-925.         [ Links ]

28. Carr G, Wilkinson AW. The urinary excretions of iron, and chromium by children with burns and scaids. Clin Chim Acta 1979; 96:73-78.         [ Links ]

29. Mertz W, Roginski E, Schroeder H. Some aspects of glucose metabolism of chromium-deficient rats raised in a strictly controlled environment. J Nutr 1965, 86: 107112.         [ Links ]

30. Spicer MT, Stoecker BJ, Chen T, et al. Maternal and fetal insuline like growth factor system and embryonic survival during pregnacy in rats: interaction between dietary chromium and diabetes, J Nutr 1998; 128:2341-2347.         [ Links ]

31. Yamamoto A,Wada O, Susuki H. Purification and properties of biologically active chromium complex from bovine colostrums. J Nutr 1988; 118:39-45.         [ Links ]

32. Potter J, Levin P, Anderson R. Glucose metabolism in glucose-intolerant older people during chromium supplementation. Metabolism 1985; 34:199-204.         [ Links ]

33. Davies S, McLaren J, Hunnisett A, et al. Age-related decrease in chromium levels in 51.665 hair, sweat, and serum samples from patients-implications for the prevention of cardiovascular disease and type II diabetes mellitus. Metabolism 1997; 46:469-473.         [ Links ]

34. Mennen B. Dietary chromium: an overview. Chromium information bureau, 1998, www.chromium.edu/intro.htm

35. Morris BW, Kemp G J, Hardisty, CA. Plasma chromium and chromium excretion in diabetes. Clin Chem 1985; 31: 334-335.         [ Links ]

36. Davis CM, Sumrail KH, Vincent JB, A biological active form of chromium may activate a membrane phosphotyrosine phosphatase (ptp). Biochem 1996; 35:12963-12969.         [ Links ]

37. Speetjens JK, Parand A, Crowder MW, et al. Low-molecular-Weight chromium-binding substance and biomimetic [Cr3O (O2CCH2CH3)6(H2O)3] do not cleave DNA under physiologically-relevant conditions Polyhedron 1999; 18: 2617-2624.         [ Links ]

38. Sugden KD, Geer RD, Rogers SJ. Oxygen radical-medicated DNA damage by redox-active Cr(iii) completes, Biochem 1992; 31:11626 -11631.         [ Links ]

39. Vincent J. Relationship between glucose tolerance factor and low-molecular-weight chromium-binding substance. J Nutr 1994; 124:117-118.         [ Links ]

40. Mertz W. Reply to the letter of Dr. Vincent. J Nutr 1994; 124:119.         [ Links ]

41. Davies CM, Vincent JB. Chromium oligopeptide activases insuline receptor tyrosine kinase activity. lnorg Chem 1997; 36:4382-4385.         [ Links ]

42. Davies CM, Royer AC, Vincent JB. Synthetic multinuclear chromium assembly activases insuline receptor kinase activity: functional model for low-molecular-weight chromium-binding substance. Inorg Chem 1997, 36:5316-5320.         [ Links ]

43. Vincent, J.B.; Elucidating a biological role for chromium at a molecular level, Acc Chem Res 2000: 33:503-510.         [ Links ]

44. White MF, Kahn CR. The insulin signaling system. J Biolog Chem 1994; 269:1-4.         [ Links ]

45. Yuregir GT. Problems encountered in trace element studies in developing countries, En: Rahman MA, DeSilva LA, eds. Elements in health and disease. Karachi, Pakistan 1987. p.p. 90-101.         [ Links ]

46. Harnly JM, O'Haver TC. Background correction for analysis of high- solids samples by graphite furnace atomic absorption. Anal Chem 1977; 49:2187-2193.

47. Guthrie B, Wolf W, Veillon C. Background correction and related problems in the determination of chromium in urine by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Anal Chem 1978; 50:1900-1902.         [ Links ]

48. Veillon C, Wolf W, Guthrie B. Determination of chromium in biological materials by stable isotope dilution. Anal Chem 1979; 51:1022-1024.         [ Links ]

49. Routh MW. Analytical parameters for the determination of chromium in urine by electrothermal atomic absorption spectrometry. Anal Chem 1980; 52:182-185.         [ Links ]

50. Veillon, C.; Patterson K.; Bryden, N.; Chromium in Urine as Measured by Atomic Absorption Spectrometry. Clin Chem 1982; 28:2309-2311.         [ Links ]

51. Ericson, S.P.; McHalsky, M.; Rabinow B.; et al, Sampling and Analysis Techniques for Monitoring Serum for Trace Elements. Clin Chem 1986; 32: 1350-1356.

52. Granadillo V, Parra de Machado L, Romero RA. Determination of total chromium in whole blood, blood components, bone and urine by fast furnace program electrothermal atomization as and using neither analyte isoformation nor background correction. Anal Chem 1994; 66: 3624-3631.         [ Links ]

53. Morice A. Situación de las enfermedades crónicas no transmisibles en Costa Rica, Programa Carmen-Costa Rica, INCIENSA, Tres Ríos, Costa Rica: 1998; pp. 41-43, 50-57.         [ Links ]

54. Ministerio de Salud. Memoria Anual 99. San José, Costa Rica: 2000; pp.80-81         [ Links ]

55. Ministerio de Salud. Condiciones o entidades trazadoras, diabetes mellitus, Comisión Nacional de Condiciones Trazadoras, San José, Costa Rica: 1997; p 1.         [ Links ]
 

1 Centro de Electroquímica y Energía Química, Universidad de Costa Rica

2 Caja Costarricense de Seguro Social.

3 Escuela de Medicina, Universidad de Costa Rica
* Correspondencia