Glucosa oxidasa para determinar glucemia

La glucosa es considerada como la principal fuente de energía metabólica para el ser humano. Es un azúcar simple, clasificado como monosacárido, que se obtiene de los alimentos, específicamente, de los carbohidratos. La glucemia es un término que se usa para describir la concentración de glucosa en sangre, proveniente del metabolismo de los alimentos y por su producción en el hígado.

1. Revista - Divulgación de Ciencia y Educación
Septiembre - Diciembre 2023, Vol.1, No.3
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Glucosa oxidasa para determinar glucemia
Beatriz Teresita Martín-Márquez,
1
Flavio Sandoval-García,
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Fernanda Isadora Corona -Meraz
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Glucosa en sangre
La glucosa es considerada como la principal
fuente de energía metabólica para el ser humano.
Es un azúcar simple, clasificado como
monosacárido, que se obtiene de los alimentos,
específicamente, de los carbohidratos. La
glucemia es un término que se usa para describir
la concentración de glucosa en sangre,
proveniente del metabolismo de los alimentos y
por su producción en el hígado. Los niveles de
glucemia normales, en ayuno de 8 a 12 horas,
deben ser menores a 99 miligramos por decilitro
(mg/dL) para considerarse normales (un decilitro,
dL, es la décima parte de un litro). Si los niveles se
encuentran entre 100 y 125 mg/dL, se considera
que hay un estado previo a la diabetes, llamado
prediabetes, y si superan los 126 mg/dL, se habla
de diabetes.

Métodos para cuantificar la glucemia
Existen diferentes métodos para determinar la
glucemia en sangre, algunos son muy antiguos, y
suelen ser rutinarias en muchos laboratorios de
análisis clínicos. Algunas de las técnicas más
antiguas se remontan a inicios del siglo XI; tenían
como fundamento, detectar cambios químicos
conocidos como reacciones de oxidación-
reducción. Estas reacciones suceden cuando un
elemento químico pierde o gana electrones
(oxidación y reducción, respectivamente; no
sucede una sin la otra). Un método conocido, el
Ensayo del Licor de Fehling, ideado por el químico
alemán Hermann von Feh ling, se basa en la
detección de azúcares reductores como la
glucosa, la sacarosa (azúcar de mesa), o la
fructosa (azúcar de las frutas). En esta técnica, el
cobre que se encuentra en el Licor de Fehling, se
reduce (gana electrones) en presencia de
glucosa. Para completar esta reacción, es
necesario calentar la mezcla, y si hay glucosa, se
observará un cambio de color: de azul a rojo.


Posteriormente se desarrollaron otras técnicas
que dependen del poder reductor de la glucosa,
como el reactivo de Benedict o el método de
reducción de ferricianuro. Sin embargo, no eran
específicas, y eran tóxicas por lo que se
desarrollaron métodos no peligrosos, para
determinar la glucemia.

Concentración de glucosa en sangre. A) Niveles
de glucosa en circulación sanguínea, por rangos.
B) Toma de niveles de glucosa por medio de un
glucómetro. Creado con Biorender con número
de aprobación XO267R005F.

Método enzimático para determinar
glucosa
Gracias al avance en el estudio y descubrimiento
de las enzimas, que son moléculas biológicas que
aceleran las reacciones químicas, se
abandonaron las técnicas antiguas, y se
empezaron a realizar determinaciones
enzimáticas (es decir, utilizando enzimas, que
tienen la ventaja de ser específicas de sustrato;
ver enseguida). El método de la glucosa oxidasa
fue una de las primeras técnicas en ser empleada,
para la glucemia, y se considera como un método
de referencia, por ser muy específico, sensible,
exacto y preciso (en otras palabras, por
reconocer sólo la molécula de interés, incluso si

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se encuentra en baja concentración; la medición
es confiable y reproducible, sin grandes
variaciones).

Método de la glucosa oxidasa
El método de la glucosa oxidasa se utiliza para
medir los niveles de glucosa en una muestra, de
sangre o de otro tipo. Consiste en añadir una
enzima llamada glucosa oxidasa a la muestra.
Esta enzima reacciona con la glucosa presente y
la convierte en otro compuesto, produciendo
peróxido de hidrógeno. La cantidad de peróxido
de hidrógeno generado se relaciona
directamente con la cantidad de glucosa en la
muestra, lo que permite medir los niveles de
glucosa de manera precisa. El procedimiento
para realizar la determinación por este método es
el siguiente:
1. Se toma una muestra que contiene glucosa,
por ejemplo, una gota de sangre.
2. Se agrega una enzima llamada glucosa
oxidasa a la muestra. La glucosa oxidasa
reacciona específicamente con la glucosa.
3. La glucosa oxidasa convierte la glucosa en la
muestra en ácido glucurónico y peróxido de
hidrógeno.
4. Se mide la cantidad de peróxido de
hidrógeno producido, que es proporcional a
la cantidad de glucosa en la muestra.
5. Los resultados se expresan en unidades de
concentración de glucosa, generalment e en
mg/dL, si la muestra es de sangre.
Para entender mejor cómo funciona la glucosa
oxidasa, es necesario conocer dónde se
encuentra y qué reacción química realiza. La
glucosa oxidasa es una enzima descubierta en
extractos del hongo llamado Aspergillus niger, sin
embargo, también se ha encontrado en plantas,
animales, insectos, bacterias, cítricos y algas
rojas. La glucosa oxidasa tiene como función
principal acelerar una reacción química de
oxidación de la glucosa para formar ácido
glucurónico y peróxido de hidrógeno. Para la
determinación de glucosa en muestras en un
laboratorio clínico es necesario adicionar otra
reacción química a la reacción de la glucosa
oxidasa. En primer lugar, se realiza la reacción de
la glucosa oxidasa, en la que se produce peróxido
de hidrógeno; después, la cantidad de peróxido
de hidrógeno formada reacciona con una
molécula que cambia de color ( cromógeno)
conocida como 4-aminoantiripina (4-AA) y fenol,
para crear una molécula llamada quinoneimina,
la cual tiene un color rosado-purpúreo. Por lo
tanto, con esta reacción se puede observar que
una muestra que contiene glucosa pasa de ser
incolora a un color rosa-morado. En la figura 2 se
describe la reacción para la determinación de
glucosa por el método de glucosa oxidasa. A esta
reacción se le conoce como la reacción de
Trinder y es importante conocer que es una
reacción colorimétrica, es decir, es una reacción
en la que la intensidad del color es proporcional
a la concentración de la glucosa en la muestra.

Determinación de glucosa por el método de
glucosa oxidasa. Creado con Biorender con
número de aprobación XQ261IPSW3.

Determinación de glucosa por tiras
reactivas
Actualmente es posible conocer la cantidad de
glucosa en sangre de forma “casera”, para
monitorear durante el día los niveles de glucemia,
sin necesidad de realizar una toma de sangre de
la vena. La determinación de glucosa por tiras
reactivas se realiza con un aparato conocido
como glucómetro, que detecta en una pequeña
gota de sangre la cantidad de glucosa. Estas tiras
reactivas contienen, en el extremo en que se
deposita la sangre, pequeñas cantidades de la
enzima glucosa oxidasa, que, en combinación
con otros reactivos, generan al contacto con la
glucosa que es analizada por el glucómetro, y que
es traducida en la pantalla como la cantidad de
glucosa, en mg/dL.

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Comentario final
Los métodos para la determinación de la
glucemia han pasado por varias etapa s a través
del tiempo y a medida que avanza el
conocimiento científico se han perfeccionado
para brindar, tanto al médico como al paciente,
confiabilidad en la obtención de resultados. El
método colorimétrico enzimático de la glucosa
oxidasa sigue siendo e mpleado para la
cuantificación de la glucosa en circulación
sanguínea, tanto en los laboratorios clínicos
como en los glucómetros caseros.

Palabras clave: glucemia; glucosa oxidasa;
métodos colorimétricos enzimáticos.

1
Beatriz Teresita Martín Márquez: Departamento
de Biología Molecular en Medicina, Centro
Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad
de Guadalajara. Licenciada en Químico
Farmacobiólogo, Doctora en Ciencias Biomédicas
Orientación Inmunología.
Contacto: [email protected]

2
Flavio Sandoval García: Departamento de
Neurociencias, Centro Universitario de Ciencias
de la Salud, Universidad de Guadalajara.
Licenciado en Químico Farmacobiólogo, Doctor
en Ciencias Biomédicas Orientación
Neurociencias.
Contacto: [email protected]

3
Fernanda Isadora Corona Meraz: Departamento
de Ciencias Biomédicas, Centro de Investigación
Multidisciplinario en Salud, Centro Universitario
de Tonalá, Universidad de Guadalajara.
Licenciada en Químico Farmacobiólogo, Doctora
en Ciencias Biomédicas Orientación Inmunología.
Contacto: [email protected]


Lecturas recomendadas
Sparks, J. R., Kishman, E. E., Sarzynski, M. A., Davis,
J. M., Grandjean, P. W., Durstine, J. L., & Wang, X.
(2021, Dec). Glycemic variability: Importance,
relationship with physical activity, and the
influence of exercise. Sports Med Health Sci,
3(4), 183 -193.
https://doi.org/10.1016/j.smhs.2021.09.004
Tarasek, D., Gasowska-Bajger, B., & Wojtasek, H.
(2020, Apr). Mechanisms of interference of p -
diphenols with the Trinder reaction. Bioorg
Chem, 97 , 10369 2.
https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.103692
Zhu, X., Sun, J., & Chu, J. (2018, Jan). High-content
screening of Aspergillus niger with both
increased production and high secretion rate
of glucose oxidase. Biotechnol Lett, 40(1), 103-110.
https://doi.org/10.1007/s10529-017-2442-y