LÍQUIDOS CORPORALES MSc. FELIPE ALBARRÁN TORRES

Volumen y composición iónica de los compartimientos líquidos del organismo El agua es el medio en el cual ocurren las reacciones de la vida, es el solvente natural y el compuesto más abundante en el organismo, constituye entre un 40% a un 80% del peso corporal total. De hecho el cuerpo es esencialmente una solución acuosa en la cual una gran cantidad de solutos está distribuida en compartimientos de tamaños variables y delimitados por membranas lipídicas. Un compartimiento es un conjunto de moléculas que se distribuyen por una zona determinada del organismo. Está caracterizado por masa (M), volumen (V) y concentración de sus moléculas (C). La masa es igual al producto de la C por V (M = C x V). Estos compartimientos no son unidades cerradas, existiendo un flujo de materia de entrada y salida permanente. Cuando el flujo de entrada es igual al de salida se dice que el compartimiento está en estado de equilibrio o estacionario.

Contenido total de agua en seres humanos (porcentaje del peso) Edad (años) Hombre (%) Mujer (%) Recién nacido 80 75 1-5 65 65 10-15 60 60 16-39 60 50 40-59 55 48 60 o más 50 45 Variación en la cantidad de agua total que ocurre en función de la edade

Contenido de agua de los tejidos Tejidos Porcentaje de agua Riñón 83 Corazón 79 Pulmón 79 Cerebro 75 Músculo esquelético 75 Piel 72 Hígado 68 Hueso 22 Tejido adiposo 10

El organismo regula en forma permanente, el volumen de estos compartimientos realizando ajustes, de manera que la cantidad de líquido incorporada al organismo en un día, debe igualar a las pérdidas diarias, para mantener así un balance acuoso o balance hídrico. Nuestro organismo incorpora agua solamente por la vía digestiva en forma de: - agua de bebida, aproximadamente unos 1500 ml/día - el agua contenida en los alimentos (frutas y verduras), unos 700 ml/día - el agua que se libera por oxidación (catabolismo) de los alimentos aprox. 200 ml/día En suma, ingresa diariamente alrededor de 2400 ml En relación a las pérdidas, estas se realizan por la vía digestiva, la vía aérea, por la piel y por los riñones: - por vía digestiva (heces) unos 100 ml/día - por la piel: como evaporación unos 350 ml/día como sudor unos 100 ml/día - por la vía aérea en el aire espirado (perspiración insensible) 350 ml/día - por los riñones (orina) aprox. 1500 ml/día En suma, las pérdidas alcanzan 2400 ml/día. Esto es, diariamente las pérdidas igualan a las ganancias

Volumen y composición iónica de los compartimientos líquidos del organismo Los riñones regulan el volumen, la composición y la osmolalidad de los líquidos corporales. Influyen de forma directa sobre la composición del plasma circulante, lo que determina la composición del medio líquido que rodea las células y afecta la composición del medio intracelular. Por lo tanto, es necesario definir los distintos compartimientos líquidos para comprender cómo una acción renal específica puede afectar uno o varios de estos compartimientos. Compartimientos líquidos del organismo El agua representa entre el 50 y 70% del peso corporal de un adulto. La variación se explica debido a la utilización del peso corporal total (PCT) como punto de referencia del contenido de agua. Efectivamente, la grasa es un tejido anhidro y la cantidad de agua corporal total (ACT) es inversamente proporcional al contenido de la grasa. Por lo tanto, un sujeto obeso tendrá menos agua por Kg de peso corporal que uno delgado, aunque en cantidades absolutas tengan la misma cantidad de agua. El contenido de agua también varía con otros factores, por ej.,en el recien nacido el contenido de agua es del 75% el que disminuye y se estabiliza en la pubertad (60%), en sujetos sobre 60 años es de 51% en promedio y en la mujer, debido al mayor contenido graso, es de un 10% menos que en e hombre.

El agua corporal se distribuye en diferentes compartimientos, los cuales no sólo difieren en su ubicación anatómica, sino también en su composición iónica y rol fisiológico. Los principales compartimientos acuosos son el LEC y el LIC. El LIC es el líquido contenido en las células de todos los tejidos del organismo y representa el 40% del peso total. El LEC llamado también medio interno, representa aproximadamente el 20 % del peso corporal total.

Compartimentos acuosos del organismo (expresado como porcentaje del peso corporal 60% (50 – 70%) LEC LIC 15 % 4% 40% 1% LIS LIV Intersticial Plasma Transcelular Volumen sanguíneo = 8.5%

Representación esquemática de los compartimientos líquidos extracelulares Células epiteliales Sangre Plasmae hematíes Compartimiento celular Compartimiento intersticial Compartimiento transcelular

Composición iónica de los compartimientos líquidos El agua del LIC y LEC contiene sustancias que le son comunes a ambos compartimientos, difusibles a través de las membranas celulares y no ionizables. Por ej., glucosa, urea, creatina, etc. Y posee otras constituidas por sales disociadas en aniones y cationes, cuya composición es característica para ambos compartimientos y de la cual dependen las propiedades fisicoquímicas de estas fases líquidas. Dado que la concentración iónica de los líquidos orgánicos no es muy elevada, se usa una unidad mil veces menor, el miliequivalente (mEq/L).

Composición iónica de los líquidos corporales Electrolitos Plasma Líquido intersticial Líquido intracelular (mEq/L) (mEq/Kg H2O) (mEq/Kg H2O) Aniones Proteínas 17 - 45 Cl- 103 117 3 HCO3- 25 28 7 Otros 8 9 155 Total 153 154 210 Cationes Ca+2 5 3 1 Na+ 142 145 10 Mg+2 2 2 40 K+ 4 4 159 Total 153 154 210

En resumen, los mismos iones están presentes tanto en el LIC como en el LEC, aunque la concentración de estos iones en estos dos compartimientos son marcadamente diferentes. La composición iónica tan distinta entre el LIC y el LEC, se atribuye a las características de las membranas celulares que los separan, principalmente a: 1) su impermeabilidad a los grandes polianiones constituidos por las proteínas intracelulares 2) la permeabilidad selectiva para la difusión de los diferentes iones 3) a mecanismos de transporte activo que expulsan constantemente al Na+ del interior de la célula e incorporan K+. Los fluidos extracelulares se encuentran en continúa renovación gracias a la acción propulsora del sistema circulatorio y al intercambio entre los compartimientos extra e intracelulares a través de la membrana celular.

Regulación fisiológica de los compartimientos hídricos: En la Medicina Clínica es de suma importancia la mantención correcta de la composición de los líquidos corporales, con un adecuado balance entre los distintos compartimientos, especialmente entre el LIC y el LEC. Los factores más importantes que participan en este balance son: a) osmosis b) difusión c) equilibrio de Gibbs-Donnan d) fuerzas de Starling e) ATPasa de Na+/K+

π = h.g.d g = aceleración de gravedad (cm/seg2) Equilibrio osmótico y movimiento de líquidos: Osmosis y presión osmótica La osmosis es el flujo neto espontáneo de agua desde la zona de menor concentración a otra zona de mayor concentración de solutos. La presión osmótica (π) corresponde a la fuerza (presión) necesaria para impedir el flujo osmótico de agua. h = altura de la columna de líquido (cm) π = h.g.d g = aceleración de gravedad (cm/seg2) d = densidad del líquido (g/cm3) = 1 para el H2O La π, así como la caída de la presión de vapor, del punto de congelación y la elevación del punto de ebullición (propiedades coligativas de las soluciones) dependen del número más que del peso molecular o valencia de partículas disueltas de una solución. La relación entre el número de moléculas de soluto y (π) fue demostrada matemáticamente por Van´t Hoff según la relación : T = temperatura en grados Kelvin π = C.R.T R = constante de los gases (atm.l /.mol.oK C = concentración (osmoles/litro)

Lo anterior significa que conociendo la concentración de solutos en una solución se puede calcular la π. En consecuencia, esta tendencia a favorecer la osmosis es directamente proporcional a la concentración de las moléculas en solución que no pueden atravesar una membrana e independiente del peso molecular, carga o estructura. En relación a lo anterior, para electrolitos, debe multiplicarse la concentración por un factor G (coeficiente osmótico) o número de iones producido por una molécula de electrolito disuelta en agua. La ecuación queda entonces así: π = G. C. R. T Ej., para NaCl, G = 2; para MgCl2, G = 3, para Sacarosa, G = 1 El coeficiente osmótico G, es afectado por la concentración y composición de las soluciones. Para medir concentraciones osmóticas se emplea como unidad al Osmol, definida como el peso en gramos de soluto que al ser disuelto en un litro de solución, genera una presión de 22,4 atmósferas en condiciones estándares. Cuando se expresa la actividad osmótica de los solutos del cuepo, el osmol es una unidad demasiado grande, por ello se usa el miliosmol.

Cuando se habla de fenómenos osmóticos, la concentración de cualquier solución puede ser expresada como: Osmolaridad, número de osmoles por litro de solución.; Osmolalidad: número de osmoles por Kilogramo de agua. 1 Mol de un no electrolito es equivalente a 1 osmol; 1 Mol de electrolitos es equivalente a 1 osmol x G. La osmolaridad es afectada por el volumen de los diversos solutos en solución y por la temperatura, en tanto que la osmolalidad no. Las sustancias osmóticamente activas en el cuerpo están disueltas en agua y como la densidad del agua es 1, las concentraciones osmolales pueden ser expresadas como osmoles por litro de agua (osmol/L), Osmolaridad. Tonicidad: Las membranas celulares son selectivamente permeables. Además, existen algunos solutos que ingresan a la célula más lentamente que el agua y otros que lo hacen casi tan rápido como ella (urea). Esta variabilidad está dada por las propiedades de la membrana, que están determinadas por el coefciente de reflexión (σ) de ella. Si un soluto no atraviesa la membrana o lo hace muy lentamente el σ es muy cercano a 1.

La respuesta osmótica de una célula frente a una solución dada dependerá no sólo de la osmolaridad total de la solución sino también del tipo de soluto que contenga. Se llama tonicidad a la π efectiva de una solución en relación a la π del LEC (plasma en el caso de los glóbulos rojos). En la práctica el resultado de esta π efectiva, es manifestado como la dirección del flujo de agua, es detectado por cambios en el volumen celular. Respecto a esto: - Una solución es isosmótica con respecto a otra si las osmolalidades de ambas son idénticas. Una solución es isotónica respecto a otra cuando el flujo neto de agua es cero. I E