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La Corporación para Investigaciones Biológicas
agradece a los Editores de esta obra por haber donado
a nuestro Fondo Edito...
MANUAL DE
LÍQUIDOS Y ELECTROLITOS
FUNDAMENTOS
DE MEDICINA
Hernán Vélez A.
William Rojas M.
Jaime Borrero R.
Jorge Restrepo M. †
MANUAL DE
LÍQUIDOS Y ELECTRO...
©2006 por la Corporación para Investigaciones Biológicas, CIB. Reservados todos
los derechos. Ni todo el libro ni parte de...
DEDICATORIA
A los estudiantes de Medicina de todas las edades.
A mi esposa Dora por su constancia y tenacidad.
Jaime Borre...
ACERCA DE LA CIB
Cuando usted compra un libro del Fondo Editorial de la Corporación para Investiga-
ciones Biológicas (CIB...
PRÓLOGO
La Corporación presenta hoy, por primera vez, un libro que se acompaña
de un programa informático para utilizar en...
PREFACIO
Alo largo de mi experiencia académica como Nefrólogo y de mis múltiples
contactosconestudiantes,internos,resident...
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ÍNDICE DE AUTORES
Luis Ernesto Barragán Ramírez Internista nefrólogo Universidad Surcolom-
biana, Neiva, Huila.
Jaime...
xv
TABLA DE CONTENIDO
Capítulo 1 Líquidos, electrolitos y equilibrio acidobásico................. 1
Jaime Borrero Ramírez
...
xvi
Capítulo 17 Cetoacidosis diabética y estado hiperglucémico
hiperosmolar .................................................
xvii
ÍNDICE DE SIGLAS Y ABREVIATURAS
µg microgramo
ATOT ácidos débiles totales
BIF brecha de iones fuertes
(en inglés SIG ...
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Líquidos,electrolitosy
equilibrioacidobásico
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Líquidos, electrolitos y
equilibrio acidobásico
1Dr. Jaime Borrero Ramíre...
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Manual de Líquidos y Electrolitos - Vélez
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  1. 1. La Corporación para Investigaciones Biológicas agradece a los Editores de esta obra por haber donado a nuestro Fondo Editorial las regalías que les corresponden por las ventas de este libro.
  2. 2. MANUAL DE LÍQUIDOS Y ELECTROLITOS
  3. 3. FUNDAMENTOS DE MEDICINA Hernán Vélez A. William Rojas M. Jaime Borrero R. Jorge Restrepo M. † MANUAL DE LÍQUIDOS Y ELECTROLITOS Jaime Borrero Ramírez Alfredo Constaín Franco Jaime Restrepo Cuartas Corporación para Investigaciones Biológicas Medellín, Colombia. 2006
  4. 4. ©2006 por la Corporación para Investigaciones Biológicas, CIB. Reservados todos los derechos. Ni todo el libro ni parte de él puede ser reproducido, archivado o transmitido en forma alguna o mediante algún sistema electrónico, mecánico o de fotorreproducción, memoria o cualquier otro, sin permiso por escrito del editor. Todos los conceptos aquí expuestos son responsabilidad de los autores. ISBN: 958-9400-90-6 Diseño y diagramación: Fondo Editorial CIB Preprensa: Especial Prepress Impresión y terminación: Quebecor World Bogotá S.A. Carátula: El nacimiento de Venus (1486), por Alessandro di Mariano Filipepi. Venus nació del Mediterráneo y llegó primero a las playas de Chipre, flotandoen unaconchadeostra. La vida provienedelmar: sus elementos minerales existen en proporciones casi exactas en los fluidos biológicos del cuerpo humano. Hecho en Colombia/Manufactured in Colombia ADVERTENCIA Se debe valorar la pertinencia de los conocimientos científicos publicados en cualquier libro de medicina antes de aplicarlos en la práctica clínica. Quien use esta obra, debe consultar diferentes fuentes de información para tener la seguridad de que sus decisiones contengan actualizaciones sobre cambios en procedimientos, contraindicaciones y supresiones o nuevas emisiones de fármacos, además de garantizar las dosificaciones correctas. Por tanto, es el lector (no el autor ni el editor) el responsable del uso de la información aquí publicada y de los resultados que obtenga con ella. Corporación para Investigaciones Biológicas Teléfono: +57 (4) 441 08 55. Fax +57 (4) 441 55 14 Internet: http://www.cib.org.co Correo-e: cib@cib.org.co Medellín, Colombia
  5. 5. DEDICATORIA A los estudiantes de Medicina de todas las edades. A mi esposa Dora por su constancia y tenacidad. Jaime Borrero Ramírez A mi familia, de donde vengo y con la que voy, por su apoyo permanente. Alfredo Constaín Franco A los estudiantes de Medicina. Jaime Restrepo Cuartas AGRADECIMIENTOS A CORPAÚL, por el apoyo que brindó para la financiación del programa para asistentes digitales que acompaña este libro.
  6. 6. ACERCA DE LA CIB Cuando usted compra un libro del Fondo Editorial de la Corporación para Investiga- ciones Biológicas (CIB), contribuye con la investigación científica en América Latina en las áreas médica y biotecnológica. La CIB es una institución privada, sin ánimo de lucro dedicada a: Investigación. La CIB trabaja en la búsqueda de mejores métodos de diagnóstico y tratamiento para enfermedades producidas por hongos, bacterias, virus y parásitos en humanos y en el sector agropecuario. También, adelanta investigaciones en en- fermedades autoinmunes y en hipertensión, haciendo uso de técnicas de biología molecular. Formación de investigadores. En forma permanente, la CIB entrena un número importante de estudiantes de todas las universidades del país que quieren ser in- vestigadores, especialmente en el campo de las maestrías y los doctorados, y tiene acuerdos de sociedad con universidades como la Pontificia Bolivariana, la de Pam- plona y la Nacional de Colombia. Con La Universidad Pontificia Bolivariana y con el Instituto de Ciencias de la Salud (CES) se tiene un programa de doctorado en Cien- cias Médicas. Además, a nivel de pregrado, presta capacitación a médicos, biólogos, bacteriólogos y auxiliares de laboratorio. Difusión del conocimiento. Las investigaciones de la CIB producen artículos cientí- ficos para revistas nacionales e internacionales indexadas, ayudando al progreso de la ciencia mundial desde el ámbito latinoamericano. Los investigadores de la CIB participan como autores y editores en varios de los libros del Fondo Editorial que hoy cuenta con más de 40 títulos. Servicios de diagnóstico. La CIB sirve de soporte a médicos y laboratorios en la ejecución y elaboración de exámenes para diagnósticos especializados, en el campo de las enfermedades infecciosas y autoinmunes. Además, se presta apoyo en el área de diagnóstico y control en el sector agropecuario. Desarrollo en biotecnología. Igualmente, la Corporación trabaja en la evaluación de bacterias y hongos que sirven para la producción de bioinsecticidas y en el desa- rrollo de plantas transgénicas resistentes a plagas y enfermedades.
  7. 7. PRÓLOGO La Corporación presenta hoy, por primera vez, un libro que se acompaña de un programa informático para utilizar en el diagnóstico y el trata- miento de las enfermedades que en él se estudian. Tres hechos nos enorgullecen en esta ocasión. Primero, la CIB completa una larga tradición en la literatura médica colombiana y latinoamerica- na. Hace exactamente 35 años, en enero de 1971, se daba inicio a nues- tra colección principal, Fundamentos de Medicina, editada en su primera edición por la Universidad de Antioquia. Los editores de entonces fueron los Drs. Hernán Vélez Atehortúa, Jorge Restrepo Molina y el Dr. Jaime Borrero Ramírez, quien de manera especial nos acompaña ahora como editor y coautor de este texto. A Fundamentos de Medicina se han ido sumando Fundamentos de Cirugía, Fundamentos de Pediatría, Fundamentos de Salud Pública y Fundamen- tos de Odontología. Así mismo, de manera simultánea con este libro, estamos lanzando una serie de textos dirigidos a los estudiantes y pro- fesionales del área de Medicina Veterinaria, Fundamentos de Medicina Veterinaria, de la cual Terapéutica Veterinaria es el primer título con el que la CIB incursiona en tan importante área del conocimiento. Esto constituye un motivo más de satisfacción. Tercero, el software que hoy presentamos, es el primero en español del que tengamos noticia para el manejo de los líquidos y electrolitos, y de los pocos que existen en el momento en este idioma, para ser usado en dispositivos móviles en el área de la salud. Esperamos, que en el lecho del enfermo, el médico pueda hacer uso de esta magnífica herramienta. Creemos que es tiempo de migrar a la información y las herramientas digitales. Esta obra es el primer paso. La Internet y las nuevas tecno- logías, como la computación móvil, ya hacen parte de nuestras vidas y empiezan a ser indispensables para proporcionar un correcto cuidado médico a nuestros pacientes, con la última evidencia de que se disponga y con la mínima incertidumbre posible. La CIB hace aquí su aporte para construir ese ideal. Alexander Ramos R. Director Fondo Editorial CIB
  8. 8. PREFACIO Alo largo de mi experiencia académica como Nefrólogo y de mis múltiples contactosconestudiantes,internos,residentesycolegas,encontrécomo una necesidad sentida, la de un manual sobre líquidos, electrolitos y equilibrio acidobásico que fuera claro, coherente y de fácil manejo. Acudí a la Corporación para Investigaciones Biológicas, donde fui gratamente sorprendido, pues los doctores Jaime Restrepo Cuartas y Alfredo Constaín Franco venían impulsando la misma idea. En enero de 2005 seleccionamos los autores de capítulos e iniciamos labores, centralizadas en el Fondo Editorial de la Corporación para Investigaciones Biológicas y coordinadas por el doctor Alexander Ramos, hasta culminar la obra, organizada en 5 secciones, con 20 capítulos y unos anexos. En los seis capítulos iniciales se analizan los conceptos generales del equilibrio hidroelectrolítico y acidobásico, la fisiología renal y la homeostasis de los iones: sodio, potasio, calcio, fósforo y magnesio. Los capítulos siete a diez se dedican al análisis de las alteraciones patológicas de los iones y su tratamiento. En la tercera sección, capítulos 11 a 16, se presentan y discuten las alteraciones del equilibrio acidobásico y su tratamiento, con un enfoque práctico basado en las teorías de Peter-Stewart. Es una sección para leer con calma, reflexionar y luego aplicar. Loscapítulos17a19sededicanalossíndromeshiperosmolares,elmanejo de líquidos y electrolitos en el paciente quirúrgico y las alteraciones del equilibrio acidobásico en el paciente crítico. La quinta sección se dedica al paciente pediátrico. Difícil de congeniar lo que corresponde netamente al niño, con lo que le es común con el adulto. Sin embargo, los doctores Liliana María Rubio Elorza y José Martínez Salas supieron balancear sus conocimientos con las limitaciones del manual y el capítulo es altamente informativo. Lo novedoso y útil para los médicos hospitalarios, es la inclusión, sin costo adicional, de un programa para asistente digital, destinado a convertirse en su auxiliar indispensable. Los editores del Manual queremos colaborar con su publicación, en forma positiva, al bienestar de nuestros colegas profesionales y estudiantes. Jaime Borrero Ramírez
  9. 9. xiii ÍNDICE DE AUTORES Luis Ernesto Barragán Ramírez Internista nefrólogo Universidad Surcolom- biana, Neiva, Huila. Jaime Borrero Ramírez Ex decano de la Facultad de Medicina de la Universidad de Antioquia y fundador de la Unidad Renal y del Grupo de Trasplantes del Hospital Universitario San Vicente de Paúl, Medellín. Alfredo Constaín Franco Médico cirujano y cirujano general de la Uni- versidad Nacional de Colombia. Especialista en Medicina Crítica y Cuidados Intensivos de la Universidad Pontificia Bolivariana. Profe- sor asistente Departamento de Cirugía de la Universidad de Antioquia y Hospital Uni- versitario San Vicente de Paúl. Intensivista clínicas Soma y Bolivariana, Medellín. José Martínez Salas Médico pediatra. Nefrólogo pediatra. Profe- sor titular Facultad de Medicina de la Uni- versidad de Antioquia. Ex jefe de la Unidad Renal Pediátrica Hospital Universitario San Vicente de Paúl, Medellín. Jaime Iván Pantoja Agreda Internista nefrólogo Hospital Universitario Hernando Moncaleano Perdomo, Neiva, Huila. Jaime Restrepo Cuartas Médico cirujano de la Universidad de An- tioquia. Profesor titular de cirugía general, cofundador y miembro del Grupo de Tras- plantes de la Universidad de Antioquia. Ex rector de la misma universidad de 1995 al 2002. Actualmente Director General de la Corporación para Investigaciones Biológicas, CIB, Medellín. Liliana María Rubio Elorza Pediatra nefróloga. Jefe de la Unidad Renal Pediátrica Hospital Universitario San Vicente de Paúl, Medellín. Desarrollador del programa informático José Fdo. Flórez Arango Médico cirujano de la Universidad de An- tioquia. Magíster en Ciencias Básicas Bio- médicas, U. de Antioquia. Profesor, U. de Antioquia. Estudiante de doctorado, Univer- sity of Texas Health Science Center - School of Health Information Sciences. Houston, Texas.
  10. 10. xv TABLA DE CONTENIDO Capítulo 1 Líquidos, electrolitos y equilibrio acidobásico................. 1 Jaime Borrero Ramírez Jaime Restrepo Cuartas Capítulo 2 Conceptos básicos de fisiología renal ..........................16 Jaime Borrero Ramírez Capítulo 3 Homeostasis del equilibrio acidobásico ........................40 Alfredo Constaín Franco Jaime Borrero Ramírez Capítulo 4 Sodio y el concepto de volumen circulante efectivo .......54 Jaime Borrero Ramírez Capítulo 5 Homeostasis del potasio ..........................................59 Jaime Iván Pantoja Agreda Capítulo 6 Homeostasis del calcio, el fósforo y el magnesio ............67 Alfredo Constaín Franco Jaime Borrero Ramírez Capítulo 7 Hipernatremias y síndromes hiperosmolares .................74 Jaime Borrero Ramírez Capítulo 8 Hiponatremias y síndromes hipoosmolares ...................81 Jaime Borrero Ramírez Capítulo 9 Trastornos del potasio .............................................94 Jaime Borrero Ramírez Jaime Iván Pantoja Agreda Capítulo 10 Alteraciones del calcio, fósforo y magnesio ................ 111 Alfredo Constaín Franco Jaime Borrero Ramírez Capítulo 11 Alteraciones del equilibrio acidobásico ...................... 124 Alfredo Constaín Franco Capítulo 12 Acidosis metabólica .............................................. 138 Alfredo Constaín Franco Capítulo 13 Alcalosis metabólica ............................................. 149 Alfredo Constaín Franco Capítulo 14 Acidosis respiratoria ............................................. 156 Alfredo Constaín Franco Capítulo 15 Alcalosis respiratoria ............................................. 162 Alfredo Constaín Franco Capítulo 16 Alteraciones acidobásicas y alteraciones mixtas: enfoque práctico.................................................. 168 Alfredo Constaín Franco
  11. 11. xvi Capítulo 17 Cetoacidosis diabética y estado hiperglucémico hiperosmolar ...................................................... 179 Luis Ernesto Barragán Ramírez Capítulo 18 Manejo de líquidos y electrolitos en el paciente quirúrgico ..194 Jaime Restrepo Cuartas Capítulo 19 Alteraciones acidobásicas en el paciente crítico .......... 216 Alfredo Constaín Franco Capítulo 20 Líquidos y electrolitos en el paciente pediátrico .......... 236 José Martínez Salas Liliana María Rubio Elorza Capítulo 21 Anexos .............................................................. 302 Jaime Borrero Ramírez Alfredo Constaín Franco
  12. 12. xvii ÍNDICE DE SIGLAS Y ABREVIATURAS µg microgramo ATOT ácidos débiles totales BIF brecha de iones fuertes (en inglés SIG por strong ion gap) DAD dextrosa en agua destilada DIF diferencia de iones fuertes (en inglés, SID, por strong ion difference) g gramo GI gastrointestinal h hora HCO3 — ión bicarbonato HTA hipertensión arterial IAM infarto agudo del miocardio IM intramuscular IV intravenoso kg kilogramo L litro m metro mEq miliequivalente min minuto mg miligramo mL mililitro mmol milimol mOsm miliosmol s segundo UCI unidad de cuidados intensivos
  13. 13. 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos, electrolitos y equilibrio acidobásico 1Dr. Jaime Borrero Ramírez Dr. Jaime Restrepo Cuartas Conceptos generales En este capítulo se presentan las bases fisiológicas generales que permi- ten comprender la regulación de los líquidos, los electrolitos y los siste- mas acidobásicos en el organismo humano; también, las que establecen cuáles son los cambios que se presentan en situaciones anormales, y cómo se le puede facilitar al organismo la activación de los mecanismos compensatorios. El agua del organismo El agua es el principal componente de los seres vivos y sus propiedades dependen de la estructura molecular, la cual tiene una disposición mor- fológica en forma de V, con 2 átomos de hidrógeno con una carga positiva débil y uno de oxígeno cargado negativamente (figura 1-1). Por su configu- ración tetraédrica adopta la forma de un campo eléctrico y por su atrac- ción electrostática mantiene una forma rígida cuando está en estado de cristalización, conservando esta misma disposición por períodos más cor- tos si se encuentra en estado líquido (figura 1-2). Estas particularidades hacen del agua un excelente solvente para los electrolitos, ya que la in- terposición de las moléculas de agua reduce la atracción entre los iones. 105º H (+) (+)H (—) (—) Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Kleeman C. Clini- cal disorders of fluid and electrolyte metabolism. New York: McGraw-Hill; 1980. Figura 1-1. Estructura molecular del agua. Se aprecian las órbitas del par de elec- trones en el átomo de oxígeno y la carga positiva de los átomos de hidrógeno. O
  14. 14. 2 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Figura 1-2. Estructura del hielo. La figura de las esferas grandes representan el oxígeno y las pequeñas, el hidrógeno. Se ilustra la unión de las moléculas de agua, mediante los atómos de hidrógeno —línea discontinua—. Las múltiples uniones son responsables de la estructura cristalina del hielo. Las múltiples uniones entre las moléculas de agua determinan que ésta tenga un alto calor específico, lo cual es importante como conduc- tor térmico, lo que le permite estabilizar la temperatura corporal de los humanos. La pérdida de calor con la evaporación resulta de la ruptura de las uniones entre los iones de hidrógeno durante la perspiración; así, el hombre puede controlar el exceso de temperatura. Igualmente, el agua es un excelente estabilizador de membranas y a la vez desempeña un importante papel en los fenómenos de permeabilidad celular. En resumen las características fundamentales del agua son: • Ser un excelente solvente • Es termorregulador y conductor eléctrico • Estabiliza las membranas celulares • Permite la permeabilidad celular • Se disocia para producir iones hidrógeno Distribución de los líquidos en el organismo Las mediciones con óxido de deuterio, tritio o antipirina han permiti- do establecer que en adultos normales el porcentaje de agua corporal fluctúa entre el 45 y el 60% del peso total. Las variaciones dependen de la edad, la cantidad de grasa y el sexo; el porcentaje de agua corporal tiene una relación inversa con la edad y con el porcentaje de grasa del organismo, esto último se debe a que la concentración de agua en las Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Kleeman C. Clini- cal disorders of fluid and electrolyte metabolism. New York: McGraw-Hill; 1980.
  15. 15. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 3 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Figura 1-3. Distribución del agua corporal —en litros y en porcentaje del peso cor- poral— e intercambio de líquido entre los diferentes compartimientos en un varón normal de setenta kilogramos. grasas es apenas del 10%. Por lo anterior, el agua corporal total es menor en los ancianos, las mujeres —quienes tienen mayor proporción de grasa que el hombre— y los obesos. El agua del organismo en el recién nacido representa un 75% del peso corporal, en el hombre adulto el 60% y en la mujer el 50%, por su mayor porcentaje de grasa. En mayores de 60 años: hombres 50% y mujeres 45%. Del total de agua del organismo un 60% es intracelular y un 40% ex- tracelular. En un adulto de 70 kg de peso: Agua total 0,6 x peso = 42 L 100% Líquido intracelular 0,4 x peso = 28 L 66% Líquido extracelular 0,2 x peso = 14 L 33% Líquido intersticial: ¾ del LEC 10,5 L 0,75% Plasma: ¼ del LEC 3,5 L 0,25% Los líquidos intersticiales y el plasma están separados por la pared capi- lar. El líquido de los huesos no es intercambiable y el del tejido conectivo y de los cartílagos se moviliza con mucha lentitud. Existen también mo- deradas cantidades de líquido en las cavidades pericárdica, peritoneal y pleural. El líquido transcelular posee una composición iónica variable y se forma por trasporte activo celular; a este compartimiento pertenecen las secreciones salival, biliar, pancreática, gonadal, bronquial, ocular, sudorípara, gastrointestinal, cerebroespinal y renal (figura 1-3). Balance hídrico El balance hídrico es el estado de equilibrio entre el ingreso y la salida de líquidos del organismo; en éste, la variación diaria es muy pequeña Plasma 3,0 L (4,5%) Agua del tejido conectivo 3,0 L (4,5%) Agua del los huesos 3,0 L (4,5%) Líquido intersticial 8,5 L (12,0%) Líquido intracelular 23,0 L (33,0%) Líquidotranscelular 1,0L(1,5%) Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Kleeman C. Clini- cal disorders of fluid and electrolyte metabolism. New York: McGraw-Hill; 1980.
  16. 16. 4 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 y sólo representa un 0,2% del peso. Cuando se presenta un balance ne- gativo, por un exceso en las pérdidas o una disminución en los ingresos, sobreviene la deshidratación y cuando ocurre el fenómeno contrario se presenta la sobrehidratación. En ambas circunstancias el organismo hace uso de sus mecanismos de compensación, bien sea para retener el faltan- te o para eliminar el excedente. El agua se obtiene en el organismo mediante el consumo de líquidos, por liberación a partir de los alimentos o por el fenómeno de oxidación endógena. En un adulto normal, los requerimientos de agua oscilan en- tre 2.000 y 3.000 mL diarios, pero estos valores dependen del clima, el ejercicio físico y las costumbres. El control de los ingresos está mediado por la sed —sensación de sequedad de las mucosas que se presenta du- rante los estados de deshidratación—, cuyos mecanismos homeostáticos se activan al estimularse el eje hipotálamo-hipófisis y la producción de hormonas reguladoras, lo cual ocurre a partir de una disminución supe- rior al 1% del peso en agua. Para calcular las necesidades diarias se han empleado varias fórmulas: 1.800 mL por metro cuadrado de superficie corporal —más empleada en los niños— y 0,35 mL por kilogramo de peso para el adulto joven. Este valor disminuye en los viejos y aumenta en los niños. El agua sale del organismo a través de la piel, el tracto respiratorio, la vía urinaria y el tracto gastrointestinal. Las salidas por la piel —transpiración— dependen de la concentración atmosférica de vapor de agua, el ejercicio físico y los cambios de tempe- ratura; esta eliminación corresponde a un proceso activo para dispersar calor. La eliminación diaria suele ser de 400 a 800 mL; durante la fiebre se pierden 0,2 mL/kg/hora/grado centígrado. En general, por cada grado centígrado de más, se pueden perder 100 mL en 24 horas. La eliminación pulmonar depende de las diferencias de tensión entre el vapor de aire inspirado y el espirado y se aumenta con el incremento de la frecuencia respiratoria. En condiciones normales se eliminan unos 400 mL por día en un adulto normal. En la vía urinaria, la eliminación oscila entre 1.200 y 1.500 mL al día, variación que depende de la ingesta y de las necesidades del organismo para eliminar solutos como el sodio, la úrea, la creatinina y otras sustan- cias. El organismo tolera descensos del volumen urinario hasta 500 mL al día, pero este límite es necesario para eliminar los 35 gramos de solutos diarios que salen en la orina. En el proceso intervienen factores hormo- nales como los de la hormona antidiurética, la hormona natriurética y la aldosterona, el uso de medicamentos que aumenten la presión arterial o el flujo plasmático renal y las alteraciones en el funcionamiento de los órganos. El estrés puede producir oliguria con retención de sodio y de cloro y eliminación de potasio. La evacuación con las materias fecales es normalmente menor de 200 mL al día y tiene relación con la dieta. Por supuesto, en estados patológicos como la diarrea, el vómito, la obstrucción intestinal o las fístulas, el tracto gastrointestinal es un importante sitio de pérdidas. En el tracto digestivo existe un amplio intercambio de líquidos entre la luz y el compartimiento extracelular. La composición iónica de las distintas secreciones digestivas puede apreciarse en la tabla 1-1.
  17. 17. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 5 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 En general, las secreciones salival y gástrica son hipotónicas y las intestinales, la bilis y las pancreáticas son isotónicas, por lo cual los reemplazos deben hacerse teniendo en cuenta estas consideraciones. Así mismo, debe recordarse que las pérdidas gástricas tienen la tendencia a producir alcalosis hipoclorémica y las pérdidas pancreaticobiliares, aci- dosis metabólica. La eliminación urinaria es el recurso más especializado que establece el organismo para la regulación hidroelectrolítica, por tanto, su volumen representa la diferencia entre la ingesta y la salida de los líquidos. En condiciones normales se eliminan unos 50 mL por hora en un adulto, lo cual representa un volumen entre 1.000 y 1.500 mL diarios. Esta canti- dad depende, sin embargo, de la ingesta y de los estados patológicos, por lo que se deben tener en cuenta problemas como la diabetes me- llitus, la diabetes insípida, la intoxicación alcohólica y las alteraciones renales, por ejemplo. Regulación del balance de agua Ingresos en mL/día Egresos en mL/día Líquidos 1.200 Insensibles 700 Por alimentos 1.000 Sudor 100 Agua metabólica 300 Heces 200 0 Orina 1.500 Total 2.500 2.500 Secreción Volumen en 24 horas (mL) Sodio (mEq/L) Potasio (mEq/L) Cloro (mEq/L) Bicarbonato (mEq/L) Saliva 1.500 40 15 15 50 Gástrica 2.500 60 10 90 1 Duodenoye- yunal 2.000 100 5 100 20 Del íleon 1.000 120 5 100 20 Jugo biliar 1.000 120 5 100 70 Pancreática 1.000 140 5 80 100 Fuente: Restrepo J, Aristizábal H, Velásquez O, Cano F. Equilibrio hidroelectrolítico en el adulto. En: Olarte F, Aristizábal H, Botero M, Restrepo J. Cirugía. Tomo I. Medellín: Universidad de Antioquia; 1982: 37. Tabla 1-1. Volumen y composición hidroelectrolítica de las secreciones digestivas normales.
  18. 18. 6 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Efecto del ejercicio, la temperatura ambiente y la fiebre sobre el equi- librio hídrico Pérdida de agua Climas cálidos Ejercicio fuerte Fiebre (en mL/día) Pulmones 350 700 Por cada grado Sudor 1.300 - 1.500 4.000- 5.000 de aumento, Orina 800 – 1.100 500 100 mL Pérdidas totales 2.100 – 2.950 5.200 – 6.200 Las pérdidas totales se deben reemplazar para mantener el balance hí- drico. En caso de diarrea o vómito las pérdidas pueden ser considerables. En la persona normal el balance hidroelectrolítico se mantiene estable dentro de límites relativamente estrechos. Unidades corporales de medida El agua ocupa en un adulto normal, de un 55 a un 60% del peso corporal total y en ella se disuelven los distintos componentes orgánicos e inor- gánicos, denominados solutos; las unidades corporales de medida esta- blecen las relaciones entre dichos solutos y el solvente. Con base en las relaciones mencionadas se puede calcular por ejemplo la cantidad total de cada uno de los solutos y su concentración plasmática; para hallar estos y otros valores es necesario tener en cuenta algunos conceptos bioquímicos básicos que se enuncian a continuación: Peso atómico. Es un número arbitrario que se obtiene al comparar el peso de un átomo de oxígeno, estipulado en 16, con el de los otros ele- mentos de la tabla periódica (véase tabla 1-2). Peso molecular. Es la suma de los pesos atómicos de los elementos que componen una molécula de una sustancia; esta suma expresada en gra- mos se denomina mol (molécula gramo) (véase tabla 1-3). En la práctica médica se utiliza como unidad el milimol (mmol). Para el caso de los gases, bajo patrones constantes de temperatura y presión, el volumen ocupado por un mol es de 22,4 litros. Equivalencia electroquímica. Es la capacidad que tiene un ión de com- binarse con otro, propiedad que depende de la valencia. Los iones mul- tivalentes tienen mayor poder de combinación, de tal modo que un ión divalente se combina con dos monovalentes. El patrón de referencia es el hidrógeno; así, un equivalente de un ión es la cantidad de éste que puede combinarse con un gramo de hidrógeno, o expresado de otro modo, un equivalente de una sustancia es su peso atómico dividido por la valencia. Concepto de equivalencia. Las partículas de carga positiva se denomi- nan cationes y las de carga negativa aniones. Al combinarse los cationes y los aniones, lo hacen de acuerdo con su carga o valencia y no con su peso molecular. De este modo, un equivalente se define como el peso en gramos de un elemento que se combina o reemplaza. Un gramo del ión H+ es igual a un mol de H+ y contiene 6,02 x 10 a la 23 partículas.
  19. 19. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 7 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 1 mol de H+ + 1 mol de Cl— = 1 mol HCl (1 g) (35,5 g) = (36,5 g) Similarmente, un mol de un catión univalente, carga +1, es igual a un equivalente porque puede reemplazar el H+ y puede combinarse con un equivalente de un anión. 1 mol de Na+ + 1 mol de Cl— = 1 mol de NaCl (23 g) (35,5 g) (58,5 g) Pero un mol de un catión divalente como el Ca++ se combinará con 2 mo- les de Cl— y es igual a 2 equivalentes Elemento Símbolo Peso atómico Aluminio Al 26,98 Azufre S 32,07 Bromo Br 79,92 Calcio Ca 40,08 Carbono C 12,01 Cloro CI 35,46 Cromo Cr 52,01 Cobre Cu 63,54 Fósforo P 30,98 Hidrógeno H 1,01 Hierro Fe 55,85 Magnesio Mg 24,32 Manganeso Mn 54,94 Mercurio Hg 200,61 Nitrógeno N 14,01 Oxígeno O 16,00 Plata Ag 107,88 Potasio K 39,10 Sodio Na 22,99 Tungsteno W 183,86 Yodo Y 126,91 Zinc Zn 65,38 Tabla 1-2. Peso atómico de los elementos biológicamente importantes. Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M. Kleeman C. Clinical disorders of fluid and electrolyte metabolism. New York: McGraw-Hill; 1980.
  20. 20. 8 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 1 mol Ca++ + 2 mol Cl— = 1 mol CaCl2 (40 g) (71 g) (111 g) En los líquidos orgánicos diluidos, las concentraciones de los iones se dan en milésimas de equivalente y para convertir milimoles a miliequivalen- tes se usan las siguientes fórmulas: mEq/L = mmol/L x valencia. mEq/L O utilizando la primera ecuación: mEq/L = x valencia Peso mol Concepto de molaridad. Es importante porque según la ley de Avogadro, 1 mol de una sustancia no disociable contiene el mismo número de par- tículas (6,02 x 1023 ). Molaridad es la cantidad de una sustancia relativa a su peso atómico o molecular: un mol se define como el peso molecular de una sustancia en gramos: siendo el peso atómico del sodio 23 gramos, 23 mg son un mili- mol y disueltos en un litro de agua representan 1 milimol por litro Entonces 1 milimol de Na+ contiene el mismo número de átomos que un milimol de Cl— aunque éste pese 35,5 mg y aquel 23 mg. Conceptos de osmolaridad y de osmolalidad. La osmolaridad se refiere al número de partículas de soluto por litro de agua y la osmolalidad al número de partículas por kilogramo de peso: la osmolaridad es tempe- ratura dependiente porque el volumen aumenta al aumentar aquella. La Sustancia Fórmula Peso molecular Peso de un mol (g) Peso de un milimol (mg) Glucosa C6H1206 6(12) + 12(1) + 6(16) = 180 180 180 Cloruro de potasio KCI 39 + 35,5 = 74,5 74,5 74,5 Bicarbonato de sodio NaHCO3 — 23 + 1 + 12 + 3(16) = 84 84 84 Cloruro de calcio CaCI2 40 + 2(35,5) = 111 111 111 Cloruro de amonio NH4CI 14 + 4(1) + 35,5 = 53,5 53,5 53,5 Bicarbonato HCO3 — 1 + 12 + 3(16) = 61 61 61 Sulfato SO2 — 32 + 4(16) = 96 96 96 Ion sodioa Na+ 23 23 Ion calcioa Ca2+ 40 40 Tabla 1-3. Peso molecular y peso en moles y milimoles de sustancias ionizadas y no ionizadas. a El peso de un mol de un elemento es igual a su peso atómico expresado en gramos. Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Kleeman C. Clinical disorders of fluid and electrolyte metabolism. New York: McGraw-Hill; 1980.
  21. 21. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 9 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 osmolalidad depende de la masa y es independiente de la temperatura; sin embargo en clínica se las usa indiferentemente. El solvente biológico es el agua y por ser las concentraciones de los solutos corporales muy bajas, su concentración se expresa en milimoles por kilogramo de agua. Fórmula para convertir mg/dL a mmol/kg. Tomando como ejemplo la concentración normal de la glucosa en el plasma y su peso molecular, su osmolaridad sería: mg/dL (100 mg x 10) mmol/kg= ___________________ < = 0,0056 = 5,6 mmol/L o kg Peso mol (180) Se deben tener en cuenta los siguientes cuatro principios: 1) La osmolalidad depende del número total de partículas disueltas por kg de peso y no depende de las cargas eléctricas de las mismas. 2) Los iones se combinan miliequivalente por miliequivalente y no mili- mol por milimol o miligramo por miligramo. 3) Para mantener la electroneutralidad debe existir un número igual de cationes y de aniones en los líquidos orgánicos. 4) La presión osmótica la determina exclusivamente el número total de partículas en solución y es independiente de factores tales como el tamaño de las partículas, su masa o su valencia. La osmolaridad y la tonicidad son sinónimos, aunque en el caso de so- luciones la tonicidad se relaciona con su efecto en el volumen de una célula: la solución isotónica no altera el volumen celular; la hipertónica la deshidrata y la hipotónica aumenta su volumen. Tonicidad. Se refiere a la presión osmótica efectiva y depende de la concentración de solutos osmóticamente activos en un fluido. La úrea, por ejemplo, que es permeable y atraviesa con facilidad las membranas celulares, no produce movimiento de agua, pues su concentración se difunde en ambos espacios, intra y extracelular; no tiene pues efectos tónicos. Pero el manitol, que es un soluto impermeable y no pasa del compartimiento extracelular al intracelular, sí origina salida de agua de la célula, por el efecto hipertónico que desencadena; de ahí su utilidad en el edema cerebral. Como la osmolalidad está determinada por el nú- mero de partículas y no por su clase, una solución al 5% de glucosa o una al 0,9% de solución salina, son isotónicas con relación al plasma, pero en el caso de la solución glucosada, el azúcar se consume y el volumen neto de agua aumenta, lo que se puede comportar finalmente como una solución hipotónica. A su vez, una solución al 5% de cloruro de sodio será hipertónica y una al 0,45% será hipotónica. Por esta razón, en el control rápido de las pérdidas agudas de líquidos, las soluciones hipertónicas pueden reestablecer rápidamente el volumen extracelular. Distribución de los electrólitos en el organismo El agua y los electrólitos se difunden libremente a través del endotelio de los capilares; su paso es restringido por las proteínas y los solutos que no atraviesan fácilmente las membranas. El líquido intersticial es enton- ces un ultrafiltrado del plasma, relativamente libre de proteínas; los ele- mentos que lo constituyen dependen del equilibrio de Gibbs-Donnan, el
  22. 22. 10 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 cual se obtiene cuando los iones difusibles —de acuerdo con los gradien- tes de concentración— establecen el equilibrio entre los compartimien- tos. La presencia de proteínas en el suero hace que la concentración de otros aniones sea baja y la de los cationes sea alta, en comparación con el líquido intersticial. La concentración de cada ión en el líquido intracelular difiere sustan- cialmente de la del líquido extracelular, predominando en el intracelular como cationes el potasio y el magnesio y como aniones las proteínas, los fosfatos y los sulfatos; además, la suma total de cationes y aniones intracelulares es mayor que en el líquido intersticial o en el suero. Sin embargo, existe un equilibrio osmótico entre la célula y el líquido inters- ticial lo cual parece depender de que hasta un 30% de los iones intra- celulares sean inactivos, posiblemente por estar unidos a lipoproteínas, nucleoproteínas, ácido ribonucleico y fosfato de adenosina libre. El sodio es el principal catión extracelular, y existe un 24% no intercambiable, que está localizado principalmente en los huesos. El potasio, por su par- te, es fundamentalmente intracelular y es en un 90% intercambiable. Fuerzas responsables del movimiento del agua y de los iones Presión hidrostática. Es la presión originada por la contracción cardiaca y trasmitida a lo largo del sistema arterial. En el lecho vascular microcir- culatorio es de 35 mmHg, lo que equivale a 0,04 atmósferas. La diferen- cia entre esta presión y la presión coloidosmótica dada por las proteínas del suero, establece una presión de difusión o coeficiente de filtración hacia los tejidos, lo que permite la salida de agua y solutos del lecho vascular al intersticio; este proceso se revierte en el extremo venoso por la disminución de la presión hidrostática (figura 1-4). Presión osmótica. Las moléculas no difusibles a través de las mem- branas semipermeables producen un flujo de agua hacia el sitio donde Tejidos Presión hidrostática PO: presión oncótica PH: presión hidrostática Extremoarterial Presión hidrostática 35 mmHg Presión oncótica 25 mmHg Capilar 25 pH PO 25 PO PH 15 -10+10 Presión oncótica Extremovenoso 25 Figura 1-4. Presentación de un capilar y de las fuerzas que participan en el equilibrio de Starling. En el extremo arterial del capilar, la presión hidrostática es mayor que la oncótica, por tanto hay salida de líquido; mientras que en el extremo venoso la relación entre dichas presiones se invierte con la consiguiente reabsorción neta de líquido. Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Kleeman C. Clinical disorders of fluid and electrolyte metabolismo New York: McGraw-Hill; 1980: 21.
  23. 23. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 11 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 ellas se encuentran, denominado ósmosis, lo cual establece una presión que se opone a la hidrostática. Esta presión osmótica es proporcional a la concentración de los solutos no difusibles y depende de la tempera- tura absoluta. La permeabilidad depende del tipo de membrana y del tamaño de las partículas; en las membranas biológicas, partículas como la úrea y el glicerol pasan relativamente fácil y no son componentes osmóticos. La actividad fisiológica y química de los electrólitos depende del nú- mero de partículas por unidad de volumen, mmol/L; del número de car- gas eléctricas por unidad de volumen, mEq/L, y del número de partículas osmóticamente activas, mOsm/L. La presión osmótica efectiva depende- rá de las sustancias que no atraviesen las membranas semipermeables, como las proteínas. Presión oncótica. Es la presión osmótica ejercida por moléculas de gran tamaño, especialmente las proteínas que se encuentran en solución en el plasma. Este efecto se debe primordialmente a la albúmina y puede lograrse con otras sustancias como el dextrán o las poligelatinas. Su valor promedio de de 27 mmHg y es primordial como determinante del movi- miento líquido a través de los capilares. Permeabilidad capilar. Los capilares tienen una gran permeabilidad, lo que permite el flujo de agua y partículas hacia el intersticio en el lado arterial y su regreso en el lado venoso. La superficie de filtración capilar es enorme y puede estimarse en 6.300 metros cuadrados. En las células, los movimientos de agua se hacen a través de los poros celulares y el flujo a través de estos orificios depende de la ley de Poiseuille1 . Trasporte de los solutos en las membranas biológicas. Las membranas biológicas poseen un doble estrato lipídico en el cual se encuentran las proteínas globulares, que parecen ser las responsables de la formación de los canales para el agua y otras moléculas. Los solutos pueden atravesar las membranas por difusión o por un proceso de transporte activo. Existe un coeficiente de permeabilidad que depende del área de la membrana, de las diferencias de concentra- ción del soluto a ambos lados de la membrana y del tiempo del proceso. Como la célula tiene en su interior aniones impermeables, como las pro- teínas y los ácidos nucleicos, existe una presión osmótica que favorece el ingreso de iones difusibles lo cual podría producir edema de la célula y ruptura de las membranas; este efecto se controla por un mecanis- mo activo de bombas iónicas que extraen el sodio, lo que genera una diferencia de potencial a través de la membrana, siendo positiva en el exterior y negativa en el interior. El potencial de membrana del múscu- lo estriado se calcula en -90 milivoltios; para mantener este potencial negativo debe ingresar potasio a la célula y salir sodio, con lo cual se mantiene el volumen. El enfriamiento celular, por ejemplo a 0°, reduce la salida de sodio, disminuye la diferencia de potencial y permite que el sodio y el cloro entren a la célula; así mismo, el potasio sale y se produce edema celular (véase figura 1-5). El descubrimiento en 1957 de una enzima, la Na-K-ATPasa permitió establecer la importancia del trasporte activo no sólo para el sodio y el potasio sino también para el bicarbonato, el magnesio y el calcio.
  24. 24. 12 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Sustancias de importancia fisiológica y su equivalencia Sustancia Peso molecular Miliequivalentes Miliosmoles Sodio + 23,0 1 1 Potasio + 39,1 1 1 Calcio ++ 40,1 2 1 NH4 + 18,0 1 1 HCO3 — 61,0 1 1 Cloro 35,5 1 1 Fósforo inorg. 95,0 3 1 Cloruro de sodio 58,5 2 2 Cloruro de calcio 111 4 3 Composición iónica de los compartimientos líquidos en el organismo Espacio extracelular Espacio intracelular Cationes mEq/L Aniones mEq/L Cationes mEq/L Aniones mEq/L Na+ 140 Cl— 105 Na+ 10 Cl— 5 K+ 4 HCO3 — 25 K+ 150 HCO3 — 12 Ca++ 5 Proteínas 16 Ca++ 0,001 Pinorg 100 Mg++ 2 H+ 0,000040 H+ 0,000079 pH 7,4 pH 7,1 Figura 1-5. Regulación del volumen celular. Se observan una célula con metabolismo normal —izquierda— y otra con inhibición metabólica reversible —derecha—. En la célula normal el sodio difunde hacia su interior y el potasio sale —línea interrumpi- da—, sin embargo, el transporte activo de iones extrae el sodio y capta el potasio para mantener estable el potencial de membrana, lo que impide la entrada de cloro. La célula de la derecha tiene bloqueada la bomba iónica, por lo tanto el sodio que entra no es extraído activamente y el potasio perdido no es remplazado; el potencial de membrana disminuye y el cloro ingresa a la célula, ocasionando una mayor entrada de sodio para preservar la neutralidad eléctrica. Este movimiento de solutos hacia la célula implica también la entrada de agua, con el consecuente edema. Fuente: Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Kleeman C. Clinical disorders of fluid and electrolyte metabolismo New York: McGraw-Hill; 1980: 26 An- : aniones intracelulares polivalentes no difusibles Metabolismo normal Metabolismo alterado + +++— — — — Na+ Cl— K+ K+ Na+ An- Na K+ K+ Na+ Cl— An- K+ + Cl—
  25. 25. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 13 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Los valores iónicos intracelulares son de células musculares esqueléticas, ya que los valores varían de célula a célula. Como puede observarse: 1. Los procesos metabólicos celulares se realizan dentro de un pH noto- riamente ácido. Sin embargo, lo vital para el organismo es mantener el pH extracelular dentro de un límite estrecho: 7,35 a 7,45. 2. Los valores del Mg intracelular varían en las diferentes células por lo que no se representan en el cuadro. 3. Para que se cumpla el postulado de la electroneutralidad y el pH sea de 7,4, se requiere que la suma total de los cationes sea igual a la de los aniones, siendo la concentración del ión hidrógeno muy baja, 40 nanoequivalentes o millonésimas de miliequivalente. 4. El principal catión extracelular es el Na+ y el intracelular el K+ .La diferencia en concentraciones de estos dos iones, la mantienen las bombas activas de Na+ /K+ /ATPasa localizadas en la membrana baso lateral de las células, que extraen el sodio que constantemente, por su gradiente de concentración, penetra en ellas. 5. Por su abundancia el Na+ y sus aniones acompañantes Cl— y HCO3 — son los principales determinantes de la osmolalidad del plasma y del LEC, por lo que para facilitar el cálculo se puede calcular la osmolalidad efectiva doblando la concentración del Na+ . Suponiendo que la concentración del Na+ determinada en el laboratorio fuera de 140 mOsmol, entonces la osmolalidad efectiva del plasma sería = Na (140) x 2 = 280 miliosmoles. Un cálculo más exacto se obtiene incluyendo la concentración de glucosa y de nitrógeno ureico, cuya importancia es clara en los enfermos diabéticos y en los pacientes con insuficiencia renal. Glucosa mg/dL x 10 N. ureico mg/dL Osmol plasma = (Na+ x 2) + + 180 (peso mol) 28 (peso mol) 100 25 De donde se deduce que: 2 x 140 + + = 294,4 mOsmol/L 18 2,8 Por estar el agua en equilibrio osmótico a través del endotelio capilar y las membranas celulares, la osmolalidad del plasma es también la de los espacios intra y extracelulares y sólo la presión osmótica rige el movi- miento de líquidos entre los dos espacios. Según la ley de Starling, el movimiento líquido a través de las paredes capilares, depende de la suma algebráica de las presiones hidrostática y oncótica; por ser los coeficientes de filtración del capilar y de reflexión de las proteínas del plasma constantes, no se incluyen en el cálculo. PFC = PHC – PO PFC = Presión de filtración capilar PHC = Presión hidrostática del capilar PO = Presión oncótica
  26. 26. 14 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Al comienzo del capilar la presión hidrostática es de 35 mmHg y la oncó- tica de 28. Al final son de 15 y 8, siendo la presión efectiva de filtración de 7 mmHg. La presión hidrostática intersticial tiene un valor (negativo) de –3 mmHg, lo que favorece la filtración. El líquido filtrado al intersticio regresa por los linfáticos y por el conducto torácico al sistema vascular. La circulación por el conducto torácico varía entre 1 a 4 litros diarios. Efectos de soluciones iso, hipo e hiper osmolares sobre los volúmenes corporales y su osmolalidad Hombre de 70 kg de peso: Agua total (42 litros) – líquido intracelular (28 litros) – líquido extracelu- lar (14 litros) – osmolalidad 290 mOsmol/kg Cambio en contenido y osmolalidad H2 O total LIC LEC LIC y LEC mOsm/kg/H2 0 + 1 L NaCl isot (0,9%) 43 L 0 15 290 - 1 L NaCl isot 41 L 0 13 290 + 1 L NaCl hipot (0,45%) 43 L +0,32 +068 287 - 1 L NaCl hipot 41 L -0,33 -0,67 293 + 1 L NaCl hipert (3%) 43 L -1,6 +2,6 307 Asumiendo en el hombre de 70 kg de peso una osmolalidad de 290 mOsmol/kg de peso debida a 145 mOsmol de Na+ en el LEC y 145 mOsmol de K+ en el LIC, un agua corporal total de 42 litros, de los cuales 28 son agua intracelular y 14 líquido extracelular. Los solutos totales serían: 290 x 42 = 12.180 Solutos extracelulares: 290 x 14 = 4.060 Si se agregaran 400 mOsm de NaCl al espacio extracelular, los solutos totales serían: 12.180 + 400 = 12.580 mOsmol Nueva osmolalidad del agua total: 12.580/42 = 299,5 mOsmol/kg Nuevos solutos extracelulares: 4.060 + 400 = 4.460 mOsmol/kg Nuevo volumen extracelular: 4.460/299,5 = 14,9 L/agua Nuevo volumen intracelular: 42 – 14,9 = 27,1 L/agua Nuevo Na+ extracelular: 299,5/2 = 149,74 mOsmol/kg El agregar aquel soluto al espacio extracelular provocó la salida de 900 mL de agua de las células al espacio extracelular, expandiéndolo y el afecto neto es un aumento en la osmolalidad de ambos compartimien- tos. Conclusión 1. Al calcular el volumen de distribución que ocasionan los cambios en la osmolalidad del plasma, se debe tomar en cuenta el agua total del cuerpo humano. Al ingerir por ej 1.500 mL de H2 O que se distribuyen en el espacio extracelular, se crearía un gradiente osmótico que favorece la entrada de agua a las células.
  27. 27. Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 15 Líquidos,electrolitosy equilibrioacidobásico 1 Solutos corporales totales iniciales: 12.180 mOsmol Solutos extracelulares: 4.060 mOsmol Solutos intracelulares: 12.180 – 4.060 = 8.120 mOsmol Nueva agua total: 42 litros + 1,5 litros = 43,5 kg o litros Nueva osmolalidad del agua total: 12.180/43,5 = 280 mOsmol/kg Nuevo volumen extracelular: 4.060 mOsmol/280 mOsmol = 14,5 L Nuevo volumen intracelular: 8.120 mOsmol/280 mOsmol = 29 L Relación del nuevo volumen intracelular al nuevo volumen acuoso total: 66,6% Nueva concentración del Na+ extracelular: 280 mOsmol/2 = 140 mEq/ mOsmo/kg Conclusión 2. Al ingresar agua al espacio extracelular se provoca una expansión con dilución proporcional de los líquidos intra y extracelular. Si se suministran 1.500 mL de una solución isotónica de NaCl, la osmo- lalidad no cambia y no se produce movimiento de agua a través de las membranas. Conclusión 3. La infusión de NaCl isotónico produce exclusivamente ex- pansión del espacio extracelular, sin modificaciones osmolares. Conclusión 4. La determinación de Na en plasma es una medida de con- centración y no de volumen, pues sólo refleja la relación de las cantida- des de Na+ y de H2 O presentes pero no sus valores absolutos. Por tanto, no hay correlación entre la concentración de Na+ en el plasma y el volumen de líquido extracelular; estos parámetros cambian en dirección paralela cuando se administra sodio, pero en opuesta dirección cuando se retiene agua: aumenta el volumen del líquido extracelular y baja el sodio. Tampoco hay correlación entre la concentración de Na+ en el plasma y su excreción urinaria: al retenerse agua, baja la concentración de so- dio en el plasma, pero aumenta su excreción en la orina por expansión del volumen extracelular. Conclusión 5. El volumen intracelular sí varía con la concentración de Na+ en el plasma, disminuyendo con la hipernatremia y aumentando con la hiponatremia, lo que produce cambios importantes a nivel de la célula cerebral con alteraciones neurológicas. LECTURAS RECOMENDADAS Briggs JP. Introduction to body fluids. En: Jacobson HR, Striker GE, Klahr S. St Louis, Missouri: Mosby, Year Book Inc; 1995, p. 864. Burton DR and Post TW. Clinical Physiology of Acid Base and Electrolyte Disorders. 5th Ed. New York: The McGraw-Hill Companies Inc.; 2002. p. 241-298. Hays R. Dynamics of body water and electrolytes. En: Maxwell M, Klee- man C. Clinical disorders of fluid and electrolyte metabolism. New York: McGraw-Hill; 1980. p. 21-26.
  28. 28. 16 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptos básicos de fisiología renal 2Dr. Jaime Borrero Ramírez Anatomía renal El Nefrón. Unidad funcional básica Cada riñón contiene aproximadamente un millón doscientos mil nefro- nes, cada uno trabajando individualmente, pero todos funcionan al uní- sono. Son sus componentes: las arteriolas aferente y eferente, el apara- to yuxtaglomerular, y los túbulos contorneado proximal, asa de Henle, distal y colectores (figura 2-1). A pesar de representar el riñón sólo un 0,45% del peso corporal total en el adulto, su importancia se deriva: 1. De que un 25% del débito cardíaco (1,2 litros), circula por ellos cada minuto. 2. La arteriola aferente conforma los capilares glomerulares, que en vez de continuarse con un territorio venular, se juntan para conformar la arteriola eferente, que conduce a una segunda red arterial, las arterias en horquilla y los capilares peritubulares, que suplen la cir- culación del resto del riñón; la circulación venosa en los túbulos corre paralela a la arterial. 3. La presión parcial de oxígeno medida en la corteza renal es de 50 mmHg; en la médula superficial de 20 mmHg y de sólo 10 mmHg en la médula profunda, lo cual implica que los procesos medulares de reabsorción y secreción, concentración y dilución, se realizan en un medio hipoxémico, lo que explica el por qué la necrosis tubular aguda es tan frecuente, así como es de rara la cortical 4. Las arterias arcuatas delimitan la corteza de la médula renal, siendo diferente la circulación en estas dos regiones. 5. La microcirculación renal es sui generis, pues está conformada por dos redes capilares en serie: la primera, de alta presión, los capilares glomerulares entre las arterias aferente y eferente, representan un 80% de la circulación renal total e irrigan la corteza, e influencian no sólo el flujo sanguíneo renal sino la presión de filtración glomerular. La segunda, que representa el 20% restante, perfunde la médula, y representa un flujo sanguíneo de 0,4 a 0,7 mL/min por gramo de tejido. La circulación por la arteriola eferente conduce a la segunda red capilar de baja presión que rodea los túbulos e irriga sus células, permitiendo los procesos de reabsorción y secreción tubular. 6. Los nefrones son de dos tipos, con redes capilares peritubulares dife- rentes: los corticales, con asas de Henle cortas y circulación capilar
  29. 29. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 17 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Figura 2-1. El nefrón. 1. Glomérulo 2. Túbulo contorneado proximal 3. Rama inicial descendente del asa de Henle 4. Rama descendente delgada del asa de Henle 5. Rama ascendente delgada del asa de Henle 6. Rama ascendente gruesa del asa de Henle 7. Mácula densa 8. Túbulo contorneado distal inicial 9. Túbulo distal final: porción recta 10. Túbulo colector similar a cualquier otro tejido y los yuxtamedulares con largas asas de Henle, a cada una de las cuales se adosa un capilar único de larga longitud (40 mm), los vasos rectos o en horquilla, que constituyen la única fuente de irrigación a la médula. Al aumentar el flujo sanguíneo a la médula, disminuye la osmolalidad en el intersticio, para aumen- tar cuando aquél se hace lento y contribuir así a los mecanismos de concentración y dilución de la orina. 7. El consumo renal de oxígeno es de 18 mL/min y en razón de la mag- nitud del flujo sanguíneo renal, la diferencia arteriovenosa es pe- queña (14 mL/L de sangre). El consumo de oxígeno de la corteza es veinte veces mayor que el de la médula interna con un metabolismo energético oxidativo que utitiza los ácidos grasos como sustrato. En la médula es anaeróbico, con baja utilización de oxígeno, siendo el sustrato principal la glucosa. Corteza Médula externa Médula interna Nefrón Yuxta Medular Nefrón Cortical 2 3 7 6 54 11 10 9 1 8 12 9 8 1 2 3 4 6
  30. 30. 18 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Arquitectura glomerular normal En el polo renal (figura 2-2), punto de entrada de la arteriola aferente y de salida de la eferente, se encuentra el aparato yuxtaglomerular con- formado por un conglomerado de células musculares lisas modificadas que rodean la arteriola aferente. Allí es donde se produce la renina, en las células mesangiales extraglomerulares. El túbulo contorneado distal, continuación del asa de Henle, vuelve al polo renal y se adosa al aparato yuxtaglomerular mediante una porción engrosada, la mácula densa, que secreta renina, conformándose de ese modo el sistema renina-angioten- sina-aldosterona, un componente del mecanismo de retroalimentación glomérulo-tubular, importante en la regulación del flujo sanguíneo renal y de la filtración glomerular. El glomérulo está conformado por un ramillete de capilares suplidos por la arteriola aferente, y drenados por la eferente. Durante el desarro- llo embrionario los capilares glomerulares presionan dentro del extremo Figura 2-2. Arquitectura glomerular normal. AA Arteriola aferente AE Arteriola eferente CE Célula endotelial CEP Célula epitelial CM Célula mesangial CMY Célula mesangial yuxtaglomerular CPT Célula tubular principal M Mesangio MB Membrana basal MD Mácula densa CE CEp CTP Mesangio AE CEP AA MD MB CMY CM
  31. 31. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 19 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 cerrado del túbulo proximal y conforman la cápsula de Bowman que re- cibe el ultrafiltrado glomerular. Estructura del capilar glomerular (figura 2-2) Está conformado por la capa visceral de la cápsula de Bowman que tiene el endotelio y las células endoteliales, la membrana basal y los podo- citos o células epiteliales, y el mesangio que tiene la célula muscular lisa mesangial que secreta la matriz mesangial, es fagocítica, secreta prostaglandinas y citoquinas y contribuye a mantener la presión hidros- tática que debe soportar el capilar glomerular. En conjunto constituyen la barrera de filtración. Arquitectura glomerular normal. El capilar glomerular es una estructura funcional y la membrana basal representa el elemento estructural más fuerte de la pared capilar, por ser una membrana elástica de considera- ble resistencia interna, que define su estructura cilíndrica; sin embargo, la basal no rodea totalmente la pared capilar, sino que su continuidad se interrumpe completamente al llegar a la célula mesangial, para reflejar- se y continuar formando el próximo capilar. Mecánicamente se complementan la membrana basal y la célula mesangial mediante prolongaciones contráctiles de la célula mesangial que llenan los espacios. El sistema membrana basal-célula mesangial es capaz de adaptarse a las fuerzas de distensión generadas por la presión hidrostática del capilar. El podocito actúa como una segunda estructura estabilizadora por dos mecanismos: llenando los ángulos de reflexión de la membrana basal entre los capilares vecinos con prolongaciones citoesqueléticas, y ado- sándose a la pared externa de la basal por los pericitos, que tienen un sistema contráctil muy desarrollado. Esta sofisticada estructura es necesaria por estar los capilares glo- merulares expuestos a gradientes de presión transglomerular del orden de 40 mmHg, generados por la sangre que entra, originando fuerzas de ex- pansión que deben ser contrarrestadas para lograr estabilidad mecánica. A la cápsula de Bowman ingresa el ultrafiltrado glomerular isoosmo- lar con el plasma, para seguir al túbulo proximal donde se reabsorben agua e iones en proporciones isoosmolares. La porción de plasma filtrada se denomina fracción de filtración y corresponde al 20% del flujo plasmático total; el 80% restante pasa a la arteriola eferente, a los túbulos por las arterias en horquilla y regresa por la vena renal a la circulación general. Funciones del riñón 1. Regulación del equilibrio hidroelectrolítico y ácidobásico 2. Remoción de productos de desecho 3. Remoción de productos químicos extraños 4. Gluconeogénesis. 5. Secreción de hormonas: renina, eritropoyetina y vitamina D3. Concepto de depuración Incorpora las dimensiones de volumen y tiempo y representa el volumen de plasma del cual se extrae una sustancia que se excreta en la orina en la unidad de tiempo
  32. 32. 20 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Es importante, porque permite determinar la perfusión renal, la fil- tración glomerular, y si una sustancia se reabsorbe o se secreta a su paso por el nefrón. Si tenemos en cuenta lo anterior, el rango de valores puede variar desde cero para sustancias que no son excretadas en la orina, como es el caso de la glucosa, que se filtra en el glomérulo y se reabsorbe completamente en el túbulo proximal Al subir las concentraciones de la sustancia hasta valores iguales a los del plasma, si la sustancia depurada se elimina completamente en la unidad de tiempo, se alcanza el flujo plasmático renal, caso del para- aminohipurato. Fórmula general de depuración Ox x V Dx = Px Dx = Depuración de una sustancia cualquiera. Ox = Concentración urinaria de la sustancia en mg/dL. Px = Concentración de la misma sustancia en el plasma en mg/dL. V = Volumen de orina en la unidad de tiempo (mL/min). Cuantificación del flujo plasmático renal Se basa en el principio de balance de masas de Fick, por el cual el ritmo de remoción de una sustancia del plasma (cantidad/tiempo), es igual a la cantidad que ingresa por el plasma arterial, menos la cantidad que sale por el plasma venoso. El principio es aplicable a cualquier órgano si se emplea la sustancia apropiada, que en el caso del riñón es el para- aminohipurato de sodio (PAH), el cual inyectado a bajas concentraciones lo depura el órgano en un solo paso, 20% por filtración glomerular y 80% por depuración tubular. De la cantidad de PAH en el plasma en la unidad de tiempo, el 10% regresa por la circulación venosa al torrente sanguíneo, por lo que el flujo plasmático renal se calcula: O.PAH x VO FPR = P.PAH x 0,9 O.PAH = concentración de PAH en la orina en mg/100 mL V.O = volumen de orina en la unidad de tiempo (1 min) P.PAH = concentración de PAH en el plasma, mg/100 mL El flujo plasmático renal normal es de 660 mL/min y el flujo sanguíneo renal total = FPR FSR = _______________ (1 – hematocrito) En razón a su depuración, cuando el PAH se inyecta a concentraciones progresivamente mayores, satura la capacidad de secreción tubular y permite calcular el TM de secreción
  33. 33. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 21 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Tasa de filtración glomerular Depuración de inulina. La inulina es un polímero de la fructosa de bajo peso molecular (5.000 daltons). No se produce ni se metaboliza en el organismo, ni es tóxica. Se filtra libremente en el glomérulo y no se ab- sorbe ni secreta por los túbulos renales, por lo que la cantidad filtrada en un minuto es igual a la cantidad excretada en ese mismo minuto, por ello, la depuración de inulina por el riñón, mide la tasa de filtración glomerular. Sin embargo, la inulina requiere ser inyectada por vía intravenosa y es difícil de determinar, por lo que en la práctica clínica se utiliza la depuración de creatinina. La creatinina es el producto final del metabolismo de la creatina muscular, tiene una concentración estable en el plasma y se filtra libremente en el glomérulo; sin embargo un 10 a 15% se depura por secreción tubular; por fortuna este factor de error se compensa por contener el plasma cromógenos como la acetona y el ácido ascórbico medidos por el picrato alcalino utilizado en la determinación colori- métrica que cancelan el posible error. La tasa de filtración glomerular es igual: Co (mg/dL) x V (mL/min) TFG = Cp (mg/dL) Co= concentración de creatinina en orina V = volumen de orina Cp = concentración de creatinina en plasma En la práctica el paciente colecta orina de 24 horas. El volumen total eliminado se divide por los minutos en 24 horas; los mg/dL en el numera- dor y el denominador se cancelan y el resultado se expresa en mL/min. La depuración de creatinina expresa la cantidad de plasma que circuló por el riñón en la unidad de tiempo, para que el órgano extrajera toda la creatinina y la eliminara en la orina. En forma aproximada la depuración de creatinina se puede calcular por la fórmula de Cockroft: 140 - edad x peso (kg) Depuración de creatinina = 72 x creatinina paciente En mujeres se multiplica el cálculo anterior por 0,85, por su mayor con- tenido de grasa. Se puede calcular también el recíproco de la creatinina tomando la unidad (1,0) como valor normal de la ceatinina sérica, sobre el valor de la creatinina del paciente y así determinar el porcentaje de función renal residual. 1,0 = % de función glomerular residual Creatinina del paciente
  34. 34. 22 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Filtración y reabsorción de agua y sustancias en 24 horas Sustancia Carga filtrada Cantidad % excretada Reabsorbido Agua 180 1,5 L 99,5 Sodio (mEq) 25.2OO 100 mEq 99,6 Potasio (mEq) 700 50 mEq 89,0 Calcio (mEq) 500 10 mEq 90,0 Bicarbonato (mEq) 4.300 2 mEq 99,9 Cloro (mEq) 18.000 150 mEq 99,2 Urea (g) 56 28 g 50,0 Glucosa (g) 180 0 100,0 Reabsorción-secreción tubular Los mecanismos de reabsorción o secreción tubular se pueden medir in- directamente respecto a la filtración glomerular: si la cantidad excreta- da de una sustancia es mayor que la TFG; dicha sustancia ha sido filtrada y además secretada. Si la cantidad eliminada es menor que la TFG, dicha sustancia se ha reabsorbido. Lo anterior se puede cuantificar como excreción fraccional (EF) que es la fracción de la cantidad filtrada que se reabsorbe o se secreta. Excreción fraccional Conc. orina en mg de X x Vol. orina 24 horas de sustacia X (EF) = Depuración creat. de X x Conc de X en suero (TFG) Ejemplo: una EF de 0,30 significa que el 70% de la sustancia filtrada se reabsorbió y una EF de 1,5 indica que un 50% más de la cantidad filtrada ha sido secretada. Transporte máximo (TM) de reabsorción o de secreción tubular Se lo define como la máxima capacidad tubular de transporte de una sustancia por unidad de tiempo. Para cuantificar el TM de reabsorción se utiliza la glucosa por reab- sorberse en un 100% (tabla 2-1). Para su medición se utiliza la glucosa por infusión, a concentraciones progresivamente mayores, para incrementar la concentración plasmática y con ella la carga filtrada por unidad de tiempo; la presencia de glucosa en la orina se empieza a observar y aumenta con la saturación tubular progresiva; el transporte máximo de reabsorción se alcanza cuando la cantidad eliminada en la orina no aumenta más. En el ejemplo, el TM de reabsorción de la glucosa es de 375 mg/min. La presencia de glucosa en la orina antes de alcanzar el verdadero TM, se debe a la diferente configuración anatómica de los nefrones; los
  35. 35. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 23 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 corticales superficiales, de asas de Henle cortas, se saturan con mayor rapidez y los yuxtamedulares de asas mas largas, más tardíamente. Para medir el TM de secreción se utilizan infusiones de PAH a concen- traciones crecientes, hasta saturar la capacidad máxima de secreción, en cuyo momento la cantidad excretada en la orina no aumentará más. Transporte de solutos a nivel tubular La filtración de proteínas a nivel glomerular es muy baja (40 mg/L), pero teniendo en cuenta que la filtración glomerular es de 180 L/día, en total se pueden filtrar 7.200 mg en las 24 horas. Estas proteínas son degra- dadas enzimáticamente por las células tubulares proximales, entran por endocitosis a la célula para ser convertidas en aminoácidos, que salen de la célula a través de la membrana basolateral y regresan a la sangre. El papel del riñón en la homeostasis de agua y solutos Segmento del nefrón Función Glomérulo Formar un ultrafiltrado isoosmolar del plasma Túbulo proximal Reabsorber isoosmolarmente el 65% del NaCl y del agua filtrados Reabsorber el HC03 — mediante secreción de H+ Principal sitio en el nefrón para producción de NH4 Reabsorber K+ , Ca++ , Mg++ , fosfato, urea y ácido úrico. Secretar aniones orgánicos y cationes, incluyendo fármacos ligados a proteínas. Asa de Henle Reabsorber 15 a 25% del NaCl filtrado. Multiplicador de contracorriente Principal sitio de regulación activa de la excre- ción de Mg++ Tiempo infusión min Tasa filtrac. glomer. mL/min Glucosa plasmática mg/mL Glucosa filtrada Tasa filtrac. glom. x glu- cosa plasm. glomer. mg/min Glubosa excr. Glucosa orina x vol min/mg Glucosa reabs. glucosa filtrada - glucosa excretada mg/min 0 100 1,0 100 0 100 20-40 100 2,0 200 0 200 60-80 100 2,8 280 15 265 80-100 100 3,5 350 40 310 100-110 100 4,0 400 60 340 110-130 100 4,5 450 80 370 130-140 100 5,0 500 125 375 140-170 100 5,5 550 175 375 Tabla 2-1. Cálculo del TM de reabsorción de la glucosa.
  36. 36. 24 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Túbulo distal Reabsorber una pequeña fracción del NaCl fil- trado Principal sitio con el segmento de conexión, de regulación activa de la excreción de Ca++ Segmento de conexión Las células principales: reabsorben Na y Cl y las del túbulo colector cortical, secretan K+ bajo el control parcial de la aldosterona Las células intercaladas secretan H+ , K+ y en la alcalosis metabólica secretan HCO3 _ Reabsorber agua en presencia de hormona an- tidiurética (HAD) Túbulo medular y Lugar de la modificación final de la orina colector Reabsorber NaCl con capacidad de reducir su concentración urinaria a menos de 1 mEq/L Reabsorber agua y urea en respuesta a la HAD Permitir la eliminación de orina concentrada o diluida Secretar H+ y NH3 para disminuir el pH urina- rio, hasta 4,5 Contribuir al balance de potasio mediante re- absorción o secreción Los riñones controlan la excreción de agua independientemente de la de los otros solutos importantes, sin desequilibrar sus funciones homeostá- ticas. Para cumplir su función los riñones deben depurar o eliminar en 24 horas, la carga osmolar, en promedio 10 mosmoles por kg de peso y la carga de aniones fijos resultante del metabolismo de las proteínas anió- nicas, en promedio 1 mEq por kg de peso. Autorregulación renal El riñón normal mantiene estables el flujo sanguíneo y la filtración glo- merular con presiones arteriales entre 80 y 180 mmHg, mediante meca- nismos miogénicos y por la retroalimentación túbuloglomerular En el mecanismo miogénico, al aumentar la presión arterial, la ar- teriola aferente tiende a distenderse y el músculo liso se contrae: el aumento en la resistencia arteriolar anula el efecto hipertensivo, con- servándose constantes el flujo sanguíneo y la filtración glomerular. Alteraciones desiguales e independientes en la resistencia de las arteriolas aferente y eferente pueden cambiar la tasa de filtración glomerular sin alterar el flujo sanguíneo renal, pues la resistencia vas- cular renal es influenciada por los nervios simpáticos y por sustancias vasoconstrictoras circulantes como la angiotensina II, la endotelina y la adenosina, o bien vasodilatadoras del tipo prostaglandinas, dopamina, bradiquininas y óxido nítrico. La autorregulación depende en esencia de cambios en el tono de la arteriola aferente por mecanismos no esclarecidos, aunque los bloquea- dores del calcio impiden la respuesta. La retroalimentación glomérulo-tubular adecúa la reabsorción tubu- lar proximal de agua y sodio a la tasa de filtración glomerular. Depende
  37. 37. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 25 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 parcialmente de factores físicos peritubulares y adicionalmente de la cantidad de líquido tubular que llega a las células altamente especia- lizadas de la mácula densa, localizadas al final de la rama ascendente gruesa del asa de Henle en su porción cortical. Estas células perciben la llegada y absorción de los iones, proceso mediado por el cotransportador Na-K-2Cl en la membrana tubular de la célula. Al reducirse el flujo sanguíneo renal y disminuir la tasa de filtración glomerular, inicialmente baja también la cantidad de Cl— que llega a la mácula densa, y se inicia por mecanismos desconocidos una respuesta local conducente a dilatación de la arteriola aferente con aumento en la presión intraglomerular y de la tasa de filtración hacia lo normal, con normalización del flujo a la mácula densa. A la inversa, un aumento del flujo sanguíneo renal y de la presión de perfusión con aumento de la tasa de filtración glomerular, producirá constricción de la arteriola aferente. De aquí se deduce que una función importante de la retroalimen- tación, a más de mantener constante la tasa de filtración glomerular, es mantener el flujo distal constante, ya que la mayoría del filtrado se reabsorbe en los túbulos proximales y en el asa de Henle, mientras los cambios cuantitativos finales se hacen en los túbulos colectores, cuya capacidad de reabsorción es limitada y sin la retroalimentación su capa- cidad se coparía, conduciendo a pérdidas letales de agua y sodio. Los efectos intrarrenales de la autorregulación glomérulo-tubular, mantienen el equilibrio hemodinámico renal y ayudan a prevenir el au- mento en la tasa de filtración glomerular en la hipertensión arterial o su disminución en la estenosis arterial renal unilateral. Papel de las arteriolas aferente y eferente en la circulación renal La contracción de la arteriola aferente disminuye la presión hidrostática del capilar glomerular, la tasa de filtración y el flujo sanguíneo renal. La contracción de la arteriola eferente aumenta la presión hidrostá- tica del capilar y disminuye la filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal. La dilatación de la arteriola eferente aumenta el flujo sanguíneo re- nal pero disminuye la presión hidrostática y la filtración glomerular. Finalmente la dilatación de la arteriola aferente aumenta los tres factores. Nervios adrenérgicos Inervan las arteriolas aferentes y eferentes y actúan sólo cuando dismi- nuye el volumen arterial circulante efectivo. La norepinefrina liberada por los nervios adrenérgicos, y la adrenalina circulante secretada por la médula adrenal, causan vasoconstricción al ligarse a los receptores adrenérgicos alfa, situados preferentemente en las arteriolas aferentes. Al reducirse el volumen circulante efectivo o por estímulos emocionales violentos, se activan, reduciendo el flujo sanguíneo renal y la filtración glomerular. Sistema de control renina-angiotensina-aldosterona (RAA) La renina es una enzima proteolítica que actúa sobre el sustrato angio- tensinógeno producido en el hígado y el riñón, para convertirse en angio- tensina 1. Sobre éste decapéptido inactivo actúa la enzima de conver- sión de la angiotensina para formar el octapéptido activo angiotensina 2,
  38. 38. 26 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 que actúa como hormona circulante o como agente paracrino generado localmente. Un 20% de la angiotensina 1 circulante se convierte en angiotensina 2 vasoactiva; ambas se forman también en las células yuxtaglomerulares y se liberan junto con renina, para actuar sobre las arteriolas glomerula- res. La angiotensina 2 también se produce en el líquido intersticial a par- tir de la angiotensina 1 de los capilares peritubulares. La angiotensina 2 derivada de células tubulares tiene efectos vasculares en el intersticio. Producción y liberación de renina El mecanismo efector final es una disminución en los niveles de calcio citosólico y un aumento en el AMP cíclico, controlado por la adenilato ci- clasa, y la inhibición de la fosfodiesterasa 3 que aumenta la secreción de renina en respuesta a la estimulación beta-adrenérgica. La hormona se libera como resultado de diversos estímulos fisiológicos: disminución de la carga de sodio que llega a la mácula densa; disminución en la perfu- sión de la arteriola aferente; disminución del volumen arterial efectivo; aumento en la actividad simpática renal; disminución de la carga de so- dio que llega a la mácula densa y disminución de la presión de perfusión en la arteria renal. Así mismo, la activan la angiotensina 2, la vasopresina, el óxido nitri- co, la endotelina, las prostaglandinas y el óxido nítrico. Sistema nervioso central y catecolaminas Las células yuxtaglomerulares, ricamente inervadas, responden a la epi- nefrina circulante con activación de los receptores beta 1, estímulo del AMP cíclico y liberación de renina; y en forma indirecta al activarse los receptores alfa 1 adrenérgicos. Al disminuir la presión en la arteriola aferente, disminuye el calcio citosólico en las células y se estimula la secreción de renina. Mácula densa Sus células detectan el descenso en las cargas de sodio o la depleción volumétrica y envían señales al aparato yuxtaglomerular que estimulan la secreción de renina. La angiotensina 2 y sus receptores La enzima de conversión de la angiotensina (ECA), se encuentra en el pulmón y en casi todos los tejidos ligada a los endotelios; a nivel renal se localiza en la cara luminal de los endotelios de arterias y arteriolas, en especial la aferente, en los capilares gomerulares, en las membranas de los túbulos proximales, y en el intersticio. La angiotensina 2 alcanza los receptores renales ya sea como hormo- na circulante o como angiotensina 1; se puede formar localmente por acción de la ECA en los endotelios, los túbulos y el intersticio, a partir de la angiotensina 1 presente. Paralelamente, las células yuxtaglomerulares pueden sintetizar angiotensina 1 y 2 y liberarlas junto con la renina para actuar sobre las arteriolas aferentes y eferentes. En la rata y en los humanos se han identificado 4 tipos de receptores de angiotensina 2: el T1 con 2 subtipos 1a y 1b, los AT2, activos y los T3 y T4 con poca influencia en la hemodinamia renal.
  39. 39. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 27 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Efectos renales de la angiotensina 2 y de sus receptores La activación de los subtipos 1a y 1b produce hipertensión arterial, va- soconstricción aferente y eferente, contracción mesangial, aumento de la reabsorción tubular proximal y distal, aumento de liberación de aldos- terona, disminución de secreción de renina, aumento de liberación de endotelina y de especies reactivas de oxígeno, aumento de liberación de prostaglandinas E2 y activación de citoquinas, de moléculas de adhesión y de factores del crecimiento. La activación de los receptores AT2 ocasiona vasodilatación, aumen- to de bradiquininas, disminución de proliferación vascular y activación de la sintetasa del óxido nítrico. Factores endoteliales Óxido nítrico (NO). Lo sintetizan los endotelios vasculares a partir de la arginina, por medio de una sintetasa, siendo la producción mayor en la médula que en la corteza. Su principal efecto es modular la vasoconstric- ción producida por la angiotensina 2, la endotelina y las catecolaminas, para mantener estable el flujo sanguíneo corticomedular. La inhibición aguda de la síntesis de NO disminuye el flujo sanguíneo renal en un 30%, por constricción de las arteriolas preglomerulares y eferentes, sin al- teración de la presión capilar glomerular. La vasodilatación del NO es mediada por el GMP cíclico. Endotelina. Pertenece a una familia de péptidos vasoconstrictores deri- vados del endotelio, con efectos hormonales paracrinos. Se produce por efecto de una endopeptidasa sobre su precursor, la endotelina grande, en los endotelios glomerulares, las células mesangiales y las células tu- bulares distales, en respuesta a la angiotensina 2, la epinefrina, la bra- diquinina, la vasopresina y la trombina. Sus efectos están mediados por dos receptores específicos: el Eta y el Etb, existentes en el glomérulo, los vasos renales y la médula. Normalmente los niveles basales de endotelina producen vasodilata- ción moderada, mediada quizás por los receptores Etb y por la liberación de NO endotelial; dosis bajas de endotelina disminuyen la actividad de la renina y dosis altas que reduzcan la excreción de sodio, la aumentan, efecto mediado por la mácula densa. Prostaglandinas. Las vasodilatadoras, producidas en las arteriolas glo- merulares y en las células mesangiales, estimulan la adenilciclasa y la formación de AMP cíclico. La PGE2 y la PGI2 atenúan el efecto de los agentes vasoconstrictores y a dosis mayores son vasodilatadoras y au- mentan el flujo sanguíneo renal. Las prostaglandinas endógenas regulan el flujo sanguíneo renal y la filtración glomerular, por efectos directos sobre el músculo vascular liso, e indirectamente modificando el efecto de estímulos neurales u hormonales. Ambas prostaglandinas estimulan la liberación de renina por efecto directo sobre las células yuxtaglomeru- lares. Sistema calicreína-quinina. Ha sido propuesto como un modulador im- portante de la síntesis de prostaglandinas y de la actividad del sistema
  40. 40. 28 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 RAA. Las quininas actúan en las células yuxtaglomerulares para estimu- lar la liberación de renina. Los niveles basales de quininas tienen poco valor en condiciones normales; sin embargo, durante la restricción de sodio y la depleción volumétrica, actúan como vasodilatadores para moderar la vasoconstricción renal asociada con niveles elevados de an- giotensina 2, norepinefrina y vasopresina, siendo sus efectos mayores en la médula que en la corteza. Péptido natriurético atrial (PNA). Los cardicitos auriculares sintetizan un precursor de alto peso molecular. El PNA es un péptido de 28 ami- noácidos, que se libera a la circulación cuando se distienden las paredes auriculares y aumenta el volumen. Se asocia con cambios en el contenido de sodio y el balance hídrico. Adicionalmente, existen el péptido ventricular cerebral y el renal o urodilatina. Los receptores NPR A, B y C se concentran en los capilares glomerulares en las arteriolas corticales y medulares, en las células en- doteliales y mesangiales y en el túbulo colector. El PNA es un potente natriurético de acción rápida, con efectos hi- potensores por acción directa en los vasos sistémicos y por disminución del débito cardíaco. Inhibe también la reabsorción tubular sin alterar la carga filtrada de sodio, el flujo sanguíneo renal o la filtración glomeru- lar. Tiene efectos directos e indirectos sobre la regulación glomérulo tubular, al inhibir la secreción de renina y los cambios hemodinámicos glomerulares. Vasopresina. A más de sus efectos antidiuréticos, la hormona es un po- tente vasoconstrictor renal y a nivel sistémico, disminuye la circulación por los vasos rectos medulares, efectos mediados por la activación de los receptores V1 vasculares, que favorecen un aumento en el calcio citosólico, a través de canales de calcio regulados por voltaje, con activación de la proteín-quinasa C, mecanismo que media también la liberación de NO. Mecanismos de transporte renal El factor esencial para el transporte transmembrana en todos los niveles tubulares es la existencia de la bomba Na+ -K+ -ATPasa en las membranas basolaterales que continuamente extraen Na+ hacia el intersticio y las arteriolas peritubulares que ingresan K+ a las células, creando así un gradiente electroquímico para el transporte secundario de Na+ de la luz tubular hacia la célula (tabla 2-2). Transporte en la primera mitad del túbulo proximal Una proteína de transporte contrario existente en la membrana luminal permite la entrada de Na+ a la célula y la salida de H+ hacia la luz tubular. Los iones H+ se originan en la célula gracias a la acción de la anhidrasa carbónica (AC), que cataboliza la reacción entre CO2 y H2 O para formar HCO3 — y H+ (mantenimiento del equilibrio ácidobásico). El HCO3 — pasa a la sangre por medio de una proteína de transporte único, reabsorbiéndose junto con el Na+ extraído por las bombas de Na+ - K+ -ATPasa, como NaHCO3 — (conservación del bicarbonato).
  41. 41. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 29 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Cotransporte de Na+ con glucosa y otros solutos en la primera mitad del túbulo proximal A nivel de la membrana luminal existen proteínas de cotransporte o transportadores sincrónicos que permiten la entrada de Na+ junto con otros solutos a la célula para el mantenimiento de la isoosmolaridad entre la luz tubular y el intersticio. Estas sustancias son finalmente reab- sorbidas junto con el Na+ a través de la membrana basolateral, por medio de transportadores únicos para cada soluto, cuya energía es dada por la bomba Na+ -K+ -ATPasa. De esta manera se reabsorben como Na+ /glucosa, Na+ /aminoácido, etc. (figura 2-3). Transporte en la segunda mitad del túbulo proximal A nivel de la membrana apical, existen proteínas de transporte contra- rio para los iones Na+ /H+ y para el Cl— /aniones. Los cationes H+ y los aniones funcionan conjuntamente por medio de un mecanismo de reciclaje a través del cual continuamente se secreta H+ y anión de la célula a la luz tubular, facilitando la entrada de Na+ y Cl— a la célula. El Cl— se reabsorbe a través de la membrana basolateral por medio de una proteína de cotransporte junto con el K+ . Finalmente otro medio para la reabsorción directa del NaCl, es a través de las uniones estrechas intercelulares (figura 2-4). Segmento % del filtrado reabsorbido Mecanismos Hormonas reguladoras Túbulo proximal 65 Intercambio Na+ /H+ a través de transportadores contrarios. Co-transporte de sales Na+ , glucosa. Sustancias orgánicas, aminoácidos. Intercambio iónico Na+ /H+ , Cl/anión. Angiotensina 2 Norepinefrina Epinefrina Dopamina Asa de Henle 25 Transporte unif. Na+ /K+ /2Cl Bomba ATPasa Aldosterona Túbulo distal +/-5 Transp. unificado Aldosterona Túbulo distal tardío T. colector Aldosterona Urodilatina +/-3 Canales de Na+ PNA Tabla 2-2. Reabsorción de agua e iones por el riñón.
  42. 42. 30 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Figura 2-3. El transporte del Na+ en el túbulo proximal inicial. A.C. = anhidrasa carbónica. Figura 2-4. Transporte activo de Cl— en la segunda mitad del túbulo proximal. Mecanismo de reabsorción iónica en la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle En la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle (PGRAH) se reabsorbe un promedio de 25% de NaCl, Ca++ , K+ , HCO3 — (figura 2-5). La porción delgada de la rama ascendente del asa de Henle (PDRAH), sólo reabsorbe urea. La rama descendente del asa de Henle es relativamen- te impermeable a los iones pero muy permeable al H2 O, reabsorbiendo Luz tubular Na+ Na+ glucosa Aminoácidos Fósforo inorgánico lactato H+ CO2 + H2 O A.C. K+ Na K+ HCO3 — Vaso sanguíneo Na Na+ Na aminoácidos HCO3 — glucosa ATPATP ATP Luz tubular Cl— Anión H anión K+ Na Vaso sanguíneo Na+ Cl— NaCl H anión H+ Na+ Cl— Uniones estrechas K+ ATP
  43. 43. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 31 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Figura 2-5. Transporte en la rama ascendente gruesa del asa de Henle. hasta un 15% (figura 2-6). La rama ascendente es impermeable al H2 O y el elemento clave para la reabsorción de solutos a este nivel es de nuevo la existencia de la bomba activa Na+ -K+ -ATPasa en la membrana basolateral, la cual mantiene constantemente un contenido bajo de Na+ en la célula. A través de la membrana apical el movimiento de Na+ está mediado por el transportador sincrónico 1 Na+ /1 K+ /2Cl— . Esta proteína utiliza la energía potencial liberada por la diferencia de concentración iónica y de ese modo lograr el movimiento del K+ en contra de su gradiente de concentración para su ingreso a la célula. Un transportador contrario Na+ /H+ localizado en la membrana apical permite la reabsorción de Na+ a la célula y la secreción de H+ al líquido tubular, con reabsorción del HCO3 — producido en la célula por la anhidra- sa carbónica. El Na+ sale al intersticio y penetra a la sangre por acción de la bomba Na+ -K+ -ATPasa. El K+ y el Cl— salen de de la célula a través de la membrana basolateral. Debido a la localización de las proteínas transportadoras en las mem- branas apicales y basolaterales, se mantiene un voltaje eléctrico posi- tivo en la luz tubular el cual proporciona la energía necesaria para el transporte de Na+ ,K+ , Mg++ y Ca++ por la vía de difusión paracelular. El resultado final de la reabsorción iónica y de la impermeabilidad al H2 O de la PGRAH es que al llegar el líquido tubular a la porción final de la misma, la osmolalidad se haya reducido a 150 mOsmol/kg, es decir sea hipoosmolar respecto al intersticio y a la rama descendente del asa de Henle. Luz tubular Vaso sanguíneo Na+ 2Cl— K+ Na+ ATP Ka+ Cl— K+ A.C. CO2 + H2 O H+ Na+ H+ HCO3 — Membrana basolateral Membrana apical
  44. 44. 32 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Reabsorción en el túbulo distal y en el túbulo colector La reabsorción de Na+ y la secreción de K+ a estos niveles está íntimamen- te ligada al funcionamiento de las bombas Na+ -K+ -ATPasa de la membrana basolateral celular; la célula mantiene un nivel bajo de Na+ que condicio- na el gradiente químico favorable para el movimiento del ión del líquido tubular a la célula a través de la membrana apical por difusión a través de canales (figura 2-7). A este nivel se absorbe aproximadamente un 7% del NaCl filtrado, se secretan cantidades variables de K+ y H+ , así como una cantidad variable de H2 O, del 8% al 17%, dependiendo de la concentración plasmática de hormona antidiurética (HAD). El segmento inicial del túbulo distal reab- sorbe Na+ , Cl— y Ca++ y es impermeable al agua (figura 2-8). El ingreso del NaCl a la célula a través de la membrana apical es mediado por un transportador sincrónico. El Na abandona la célula por intermedio de la bomba de Na+ -K+ -ATPasa y el Cl— a través de un canal propio. Adicional- mente a nivel del túbulo colector se reabsorben cantidades significativas de Cl— por la vía paracelular La reabsorción de Na+ genera un voltaje luminal negativo a todo lo largo de los túbulos distales y colectores. Los diuréticos tiazídicos reducen la reabsorción de NaCl por inhibición del transportador sincrónico por lo que la dilución activa del líquido tubular se inicia en la rama gruesa ascendente del asa de Henle y se completa en la porción inicial del túbulo colector, que se denominan el segmento de dilución del nefrón. Las células principales secretan K+ de la sangre al líquido tubular en dos etapas: el ingreso del ión a través de la membrana basolateral Luz tubular + H2 O Vaso sanguíneo Difusión paracelular Figura 2-6. Transporte en la rama descendente del asa de Henle. + Na+ K+ Ca++ Mg++
  45. 45. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 33 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 se hace por medio de las bombas Na+ -K+ -ATPasa. Como el contenido de K+ celular es elevado (aprox. 150 mOsmol) y el Na+ intracelular bajo (10 mOsmol), el K+ se difunde por el gradiente de presión a través de la membrana apical al líquido tubular. Durante períodos de hipopotasemia, el mecanismo de la reabsorción del ión no se conoce completamente; es probable que se efectúe a tra- vés de Na+ -K+ -ATPasa localizada en la membrana apical celular. El último segmento del túbulo distal y el túbulo colector se compo- nen de dos tipos de células: las principales y las intercaladas. Las células Figura 2-7. Transporte iónico en las células principales del túbulo distal y en los túbulos colectores. Luz tubular Vaso sanguíneo Na+ ATP Na+ K+ K+ K+ Cl— Unión estrecha Figura 2-8. Transporte iónico en la porción inicial del túbulo distal. Luz tubular Vaso sanguíneo H2 O Na+ Cl— Voltaje luminal negativo Na+ ATP Ca++ Cl— Cl— K+ Cl—
  46. 46. 34 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Figura 2-9. Transporte iónico en las células intercaladas del túbulo distal terminal y en los túbulos colectores. principales reabsorben Na+ y H2 O y secretan K+ y las células intercaladas o bien secretan H+ y reabsorben HCO3 — o bien secretan HCO3 — y son impor- tantes para mantener el equilibrio ácidobásico (figura 2-9). Transporte de agua a nivel tubular Segmento % filtrado reabsorbido Mecanismos Hormonas Reguladoras T. proximal 65 Pasivo Asa de Henle Rama descente 15 a 25 Pasivo T. distal prox. 0 T. distal term. y colector 10 - 15 Pasivo HAD. PNA Vasodilatina Gradiente osmolar y reabsorción de H2 O El proceso inicial de reabsorción de solutos entre la luz tubular y el intersticio, aumenta en éste la osmolalidad a 293 mOsmol/kg, con res- pecto a 287 a nivel del túbulo, creando así un gradiente de diferencia osmolar, que facilita la reabsorción de H2 0, con el fin de mantener una isoosmolalidad entre intersticio y túbulo. El agua se reabsorbe junto con Ca++ , K+ y Mg++ , solutos presentes en menor concentración a través del mecanismo de succión de solventes, que permite la salida del agua que ingresó a la célula por gradiente os- mótico, al líquido intersticial y los capilares peritubulares. Luz tubular Vaso sanguíneo ATP H+ HCO3 — A.C CO2 + H2 O
  47. 47. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 35 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Mecanismos renales de concentración y dilución de la orina El sistema de contracorriente (figura 2-10) Este mecanismo está limitado a las siguientes estructuras: el asa de Hen- le, el intersticio medular y los vasos rectos donde se generan los dos procesos que lo conforman: el multiplicador de contracorriente, presen- te en las asas de Henle y el intersticio medular y el intercambiador de contracorriente, presente en los vasos rectos. El mecanismo de la multiplicación de contracorriente sólo se conoce parcialmente, pero consiste en la producción de un gradiente osmolar creciente en la médula renal, desde la unión córticomedular, con una osmolalidad de 300 mOsmol/kg, hasta la parte más profunda del interior medular, donde la osmolalidad alcanza los 1.400 mOsmol/kg. La eficacia de la multiplicación de contracorriente varía con la lon- gitud de las asas de Henle y el proceso se produce principalmente en el 30% a 40% de los nefrones yuxtamedulares que tienen asas largas que descienden hasta el nivel medular más profundo. El término intercambiador de contracorriente se refiere a que la cir- culación en los vasos rectos o arterias en horquilla ocurre en dirección opuesta a la disposición anatómica de las asas de Henle, es decir, desde el asa ascendente al asa descendente (figura 2-11). A partir de la unión córticomedular, donde la osmolalidad es del or- den de 280-285 mOsmol/kg, el intersticio medular se hace progresiva- mente hiperosmótico. Es importante recordar que existen diferencias de permeabilidad entre las asas: Figura 10. Mecanismo de contracorriente. Concentración de orina. . Corteza 280 - 285 mmol/L 350 500 700 850 1.000 1.200 - 1.400 360 520 750 900 1.100 350 400 500 700 850 1.000 100 1.400 1.400 HAD Orina concentrada H2 O H2 O 300 520 750 920
  48. 48. 36 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 1. La rama descendente del asa de Henle tiene una alta permeabili- dad al agua pero una baja permeabilidad a los iones (Na+ , Cl— , K+ ) y el agua se reabsorbe pasivamente del líquido tubular al intersticio medular, atraída por la hiperosmolalidad generada por las bombas activas de la rama ascendente del asa de Henle. 2. La permeabilidad al agua en el segmento descendente, se debe a la presencia de canales de acuaporina 1, semejantes a los de la mem- brana luminal del túbulo proximal pero diferentes a los canales de agua sensibles a la HAD, de los túbulos colectores. 3. Las porciones delgada y gruesa de la rama ascendente del asa de Henle, por el contrario tienen: la delgada una alta permeabilidad a la urea y al agua, y la gruesa impermeable al agua pero muy per- meable a los iones, por la presencia de las dos bombas de transporte activo: la Na+ -K+ -ATPasa localizada en la membrana basolateral y la Na+ - K+ - 2Cl en la membrana apical o tubular. 4. El primer paso en la multiplicación de contracorriente, y el más im- portante, es el transporte iónico dado por los transportadores Na+ - K+ -2Cl— de la membrana luminal en la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle, que logra un gradiente transtubular máximo de 200 mOsmol/kg en el intersticio, lo que favorece la sali- da de H2 O del segmento tubular descendente. 5. El líquido filtrado y proveniente del túbulo proximal es isoosmolar con el plasma, 280 a 285 mOsmol/kg, al inicio de la porción des- cendente del asa de Henle, pero a medida que sucede el transporte activo de iones por las bombas de Na+ - K+ - 2Cl en la membrana apical de la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle, al ser transferidos los iones Na+ , K+ y Cl— al intersticio medular, se va creando un gradiente osmolar que inicia el proceso multiplicador de contra corriente al favorecer la difusión pasiva del H2 O de la rama descendente al intersticio, que va aumentando progresivamente la osmolaridad del líquido tubular en la rama descendente del asa de Henle, paralelamente a la región correspondiente del intersticio, pues al aumentar en forma descendente la osmolaridad en éste y Figura 2-11. Función de los vasos en horquilla. Amplificador de contracorriente. Corteza 280 - 295 mmol/L Vaso en horquilla Asa de Henle
  49. 49. Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 37 Conceptosbásicos defisiologíarenal 2 gracias a la permeabilidad al agua, se va equilibrando la osmolaridad entre estas estructuras. Por este proceso, al llegar el fluido tubular a la punta de la rama descendente del asa, se ha hecho hiperosmolar con el intersticio (1.400 mOsmol). Aunque las osmolalidades sean iguales, la concentración de NaCl es mayor en el líquido tubular y la de la urea inferior a la del intersticio. La osmolalidad del intersticio se mantiene por un transporte continuo de NaCl, K+ y Cl— fuera del segmento ascendente grueso del asa de Henle; al fluir la orina pro- gresivamente de nefrón en nefrón, el paso inicial se va multiplicando hasta lograr el efecto final que se observa en la figura 2-10. 6. La porción delgada ascendente del asa es impermeable al H2 O, pero permeable al NaCl y a la urea, que se difunden pasivamente por gra- dientes de presión del túbulo al intersticio, diluyéndose el contenido tubular. 7. Debido al constante transporte activo de la Na+ K+ 2Cl del túbulo al intersticio, y por la impermeabilidad de la rama gruesa ascendente al agua, el contenido tubular se va diluyendo progresivamente hasta llegar a 115 mOsmol/kg en la porción terminal: segmento de dilu- ción del riñón. 8. El túbulo distal y la porción cortical del túbulo colector continúan reabsorbiendo NaCl pero son impermeables a la urea. 9. La orina en el tubo colector tiene una osmolalidad de 50 a 100 mOs- mol/kg de agua y en ausencia de hormona antidiurética el volumen puede llegar a 18 L/24 horas: 10% del filtrado glomerular. 10. El líquido tubular que llega a la porción inicial del asa de Henle es siempre isoosmolar con el plasma y el que sale de la porción final es siempre hipoosmolar (alrededor de 115 mOsmol/kg). La excreción de una orina concentrada o diluida se define a nivel de los túbulos colectores. En caso de antidiuresis y eliminación de orina concen- trada, la HAD activa los canales de acuaporinas. Con sobrecargas acuosas, la respuesta de la HAD será submáxima, equilibrada por la osmolalidad plasmática. 11. Papel de la urea. El 50% de la osmolalidad del intersticio medular lo proporciona la urea que se difunde del túbulo colector al intersticio. La HAD, al aumentar la permeabilidad al agua en los túbulos colec- tores, aumenta la concentración de urea en el líquido tubular para ser transportada al intersticio medular por el transportador ureico UT1, de donde la urea recircula a las ramas delgadas descendente y ascendente del asa de Henle, mediante un segundo transportador, el UT2, para recircular de nuevo al intersticio. En ausencia de HAD, no se acumula urea en el intersticio y se reduce también la acumulación de NaCl y de K+ . 12. La función de las bombas activas de la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle son vitales para la conservación de la hiperosmolalidad del intersticio medular, por producir la fuerza os- mótica necesaria para la reabsorción de agua por el tubo colector y la producción de orina concentrada. Es la llamada multiplicación de contracorriente. Las concentraciones de NaCl, K+ y de urea aumen- tan progresivamente desde la médula superficial hasta alcanzar los 1.200 mOsmol/kg/agua al nivel de la punta del asa de Henle. Cuando se elimina orina a concentración máxima, 600 mOsmol corresponden a la urea y 600 a los iones.

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