¿Sabes cómo funciona un glucómetro?, te lo cuento todo aquí.
El glucómetro se está volviendo un dispositivo cada vez más común en nuestras casas y es que se estima que 14 millones de adultos en México viven con diabetes, según la International Diabetes Federation.
El glucómetro, ese dispositivo tecnológico que nos ayuda a medir la cantidad de glucosa en nuestra sangre, esconde detrás de su funcionamiento la maravillosa simplicidad de una reacción química entre la glucosa y una enzima (la glucosa oxidasa).
¡Pero vamos despacio!
¿Qué es una enzima?, bueno, las enzimas son proteínas que producen o aceleran procesos químicos específicos en nuestro cuerpo, por ejemplo, hacen posible la coagulación de la sangre, pero también intervienen en la digestión de los alimentos que consumimos. La glucosa oxidasa es la enzima que acelera la oxidación de la glucosa para formar D-glucono-δ-lactona y peróxido de hidrógeno.
Es posible que no escuches su nombre con mucha frecuencia pero la glucosa oxidasa es ampliamente utilizada a nivel industrial, debido a que es un aditivo importante para la conservación de alimentos y forma parte de los reactivos diversos análisis clínicos en sangre. Por ejemplo, es usada para eliminar la glucosa del huevo antes de su deshidratación y evitar, así, las reacciones químicas que producen el oscurecimiento del huevo. En la industria panadera, se utiliza para obtener masas más firmes y por su actividad oxidante, se usa como conservante natural.
Pero su uso estrella se encuentra en los laboratorios de análisis clínicos, esos establecimientos a los acudimos a dejar nuestras muestras biológicas para hacernos estudios químicos de sangre, orina, etc. La glucosa oxidasa se usa principalmente como reactivo para la determinación de glucemia (glucosa en la sangre) y gracias a Leland Clark (bioquímico) y Champ Lyons (médico y cirujano), la encontramos presente en las tiras reactivas de los glucómetros.
¿Pero cómo se logra colocar esta enzima en las tiras reactivas?
Bueno, primero debemos mencionar a Detlev Müller (profesor de botánica) a quién se le atribuye haber realizado las primeras extracciones de esta enzima en 1928, a partir de cepas de dos hongos (Aspergillus niger y Penicillium glaucum).
Posteriormente, en 1952 Leland Clark, ante la necesidad de medir la concentración de oxígeno presente en la sangre, inventó un dispositivo para ello, conocido ahora como el “electrodo de Clark”, el cual media el oxígeno usando un electrodo de platino, ayudado de un segundo electrodo de plata como referencia. Las reacciones químicas que se dan sobre estos dos electrodos da como resultado una variación de voltaje que se puede asociar directamente con la cantidad de oxígeno que pasa hacia el electrodo de platino, a través de una membrana de teflón.
Esta membrana de teflón, posteriormente, fue cambiada por una membrana de celulosa, en la cual se puede inmovilizar la enzima glucosa oxidasa, simplemente humedeciendo la membrana en una solución que contenga a la enzima. Aquí, la enzima hace su magia, generando oxígeno al reaccionar con la glucosa, el cual es recibido por el electrodo de platino y la variación de voltaje nos ayuda a determinar la cantidad de oxígeno generado y por lo tanto la cantidad de glucosa presente en la sangre.
En el CFATA, en conjunto con estudiantes de licenciatura y posgrado, diseñamos y sintetizamos diversas membranas para inmovilizar otras enzimas, con el objetivo de desarrollar nuevos materiales que serán la base de dispositivos de sensado de última generación.
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Fuentes de información:
- https://www.idf.org/privacy-policy, consultado 11/04/2022
- S. Badui, Química de los Alimentos, 2013.
- Zoghbi et.al, Extracción y purificación de glucosa oxidasa para fines diagnósticos producida en medios a base de fertilizantes y azúcar industrial, Rev. Soc. Ven. Microbiol. v.28 n.1, 2008
- Severinghaus, J. W. The invention and development of blood gas analysis apparatus. Anesthesiology, 97(1), 253–6, 2002
El Dr. Ángel Ramón Hernández Martínez es investigador del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la UNAM, Campus Juriquilla
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