Fisiología del Agua y los Electrolitos

Introducción

Célula: Unidad fisiológica que conforma al ser humano.

Farmacología: Ciencia que estudia las acciones y las propiedades que las sustancias químicas ejercen sobre el organismo, ya sea que tengan efectos beneficiosos o tóxicos.

Sustancias Químicas

Sustancia química: Es cualquier material cuya composición química está definida sin importar su procedencia y las mismas pueden ser separadas en dos grupos:

• Sustancia química simple: Constituida por átomos de un mismo elemento. Ej.: O₂
• Sustancia química compuesta: Constituida por dos o más átomos. Ej.: H₂O

Materia: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y está formada por átomos o moléculas.

Masa: Porción de materia.

Cuerpo: Es todo aquello que está limitado a una forma, aunque ocupa lugar en el espacio.

Átomo: Es la unidad básica y estructural de la materia, posee un núcleo en el centro que contiene protones y neutrones. Los protones poseen carga + y los neutrones carecen de carga. Es eléctricamente neutro.

Agua y Líquidos Corporales

Agua: Solvente que transporta compuestos orgánicos e inorgánicos.

Líquido intracelular (LIC): Representa la suma total del contenido de todas las células del cuerpo. Facilita las reacciones químicas necesarias para la vida.

Líquido extracelular (LEC): Compuesto por el plasma de los vasos sanguíneos, proporciona un ambiente relativamente constante y transporta sustancias.

Concentración y Osmolaridad

Concentración: Es igual a la osmolaridad (unidad de medida).

Osmolaridad: Mide la concentración de solutos.

Osmolalidad: Mide la concentración de solventes.

Soluto: Es lo que está disuelto en el solvente.

Solución: Sistema homogéneo de composición variable, formado por dos o más sustancias que no reaccionan entre sí cuando se disuelve una sustancia en otra.

Homeostasis y Membranas Biológicas

Homeostasis: Situación de balance fisiológico, en la que existe una constancia relativa en el medio ambiente orgánico, que se mantiene mediante respuestas adaptativas.

Membranas biológicas:

• Membrana celular: Separa el líquido intracelular del extracelular.
• Membrana capilar: Separa el líquido intravascular (plasma) del líquido intersticial.
• Membrana epitelial: Separa el líquido intersticial e intravascular del medio intracelular.

Transporte a través de las Membranas Plasmáticas

Difusión

• Difusión simple: Movimiento de partículas en todas direcciones, que se puede dar a través de una solución y estas se mueven desde zonas de alta concentración a zonas de baja concentración (ej.: hematosis).
• Difusión facilitada: Se realiza a través de una sustancia transportadora para que una sustancia no liposoluble pueda difundir dentro de una célula (ej.: la insulina transporta la molécula de glucosa).

Transporte Activo

Transporte activo: En él se utiliza energía (ATP) ya que el movimiento es en contra de los gradientes.

Osmosis

Osmosis: Movimiento de agua a través de una membrana semipermeable desde una zona de menor concentración de solutos a una de mayor concentración, su fin es solventar la concentración en la solución.

Filtración

Filtración: Movimiento de agua y solutos desde un área de alta hacia un área de baja presión hidrostática. La presión hidrostática es la creada por el peso del líquido.

Electrolitos

Electrolitos: Sustancias que se disocian (separan) en solución y que conducen la corriente eléctrica.

Los electrolitos primarios son: Ca, PO₄, HPO₄, SO₄, Mg, Cl y HCO₃.

• Aniones: Cl, HPO₄ y HCO₃
• Cationes: Ca, K, Mg y Na

Principales Electrolitos

Sodio (Na): Necesario para la transmisión de impulsos en el nervio y fibras musculares, mantiene el volumen y la osmolaridad, participa en el equilibrio ácido-base.

Potasio (K): Esencial para el metabolismo celular, control neuromuscular esquelético, cardíaco y del músculo liso. Interviene en la transformación de carbohidratos en energía y los aminoácidos en proteínas.

Calcio (Ca): Mantiene la permeabilidad de las membranas celulares, interviene en la coagulación de la sangre y la activación de las reacciones enzimáticas.

Magnesio (Mg): Actúa en el metabolismo de los carbohidratos y las proteínas e interviene en la bomba sodio-potasio. Ejerce efecto sobre la actividad neuromuscular, sobre los impulsos neurales en el SNC y el funcionamiento del miocardio.

Fosfato (PO₄): Entre sus funciones metabólicas, está la de intervenir en la homeostasis ácido-base, a través del tampón fosfato. Participa en la formación de hematíes.

Cloruro (Cl): Participa en la producción de la secreción gástrica y en el mantenimiento de la neutralidad eléctrica a través de las membranas celulares. Responsable del pH intracelular.

Bicarbonato (HCO₃): Amortiguador del sistema pH de la sangre.

Tipos de Soluciones

Solución isotónica: Son aquellas donde la concentración del soluto es la misma a ambos lados de la membrana de la célula, por lo tanto, la presión osmótica en la misma disolución isotónica es la misma que en los líquidos del cuerpo y no altera el volumen de las células.

Solución hipotónica: Tiene menor concentración de soluto en el medio externo en relación al medio citoplasmático de la célula.

Solución hipertónica: Tiene mayor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H₂O) debido a la diferencia de presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir por deshidratación. La salida del agua de la célula continúa hasta que la presión osmótica del medio externo y de la célula sean iguales.

Desviaciones del Volumen de Líquido

Los líquidos pueden desviarse desde el compartimento intravascular hacia el espacio intersticial. Este espacio recibe el nombre de tercer espacio y su líquido suele ser invisible. Esta desviación de líquido hacia el tercer espacio puede estar localizada en una zona o propagarse a todo el organismo.

Órganos que intervienen en la regulación del volumen de líquido: Vasos sanguíneos, sistema neuroendocrino, riñón, corazón, pulmones.

Ascitis: Exceso de líquido en la cavidad peritoneal, generalmente es producida por enfermedad hepática grave, causa hipertensión portal.

La desviación de líquido al tercer espacio produce edemas, que indican una expansión del volumen de líquido al espacio intersticial.

Etiología del Déficit de Volumen de Líquido (Hipovolemia)

Suele deberse a la pérdida de líquido orgánico o a una acumulación del líquido al tercer espacio, el cuadro empeora con la disminución de la ingesta de líquidos. La causa más frecuente es la pérdida de líquido a través del aparato digestivo.

Una pérdida del volumen del LEC puede dar lugar a shock hipovolémico, la pérdida prolongada e intensa del líquido puede desencadenar insuficiencia renal.

En el déficit del volumen del LEC el líquido se desvía al tercer espacio, fuera de los compartimentos normales de los líquidos. Esto ocurre por ejemplo en la peritonitis, ascitis, quemaduras, pericarditis, derrames pleurales, etc.

Signos y Síntomas del Déficit de Volumen de Líquido

Sequedad de mucosas, signo del pliegue en la piel, pérdida de peso, hipotensión y aumento de la FC, descenso de la temperatura, disminución de la diuresis, alteración de la conciencia, extremidades frías a causa de la vasoconstricción periférica, descenso del gasto cardíaco, disminución del lagrimeo y salivación.

Diuréticos

Manitol: Utilizado como diurético osmótico en: síndrome nefrótico, o para aliviar la hipertensión intracraneal. Actúa sobre el glomérulo de la nefrona, facilita la filtración del agua y aumentando así su excreción. Su administración en bolo produce una expansión del volumen circulante, disminuye el hematocrito, reduce la viscosidad sanguínea y aumenta el flujo sanguíneo cerebral. Descenso de la PIC.

Aldactone (Espironolactona): Diurético suave, usado para tratar la hipertensión arterial, ya que baja eficazmente la retención de agua y sodio, actúa reduciendo la cantidad de aldosterona secretada por la glándula adrenal. Es un diurético ahorrador de potasio.

Acción de los diuréticos: Fármacos que estimulan la excreción renal de agua y electrolitos, su objetivo es conseguir un balance negativo de agua, pero no actúan sobre el agua, sino a través del sodio o la osmolaridad, su objetivo es el tratamiento de los edemas.

La pérdida excesiva de potasio causa manifestaciones clínicas musculares, seguidas de alteraciones cardíacas importantes, y en casos de pérdida más graves se puede sufrir un paro cardíaco.

Letargia: Estado intermedio de trance, se manifiesta con la pérdida de la fuerza muscular a consecuencia de la extrema relajación. Durante este estado aumenta la sensibilidad de la persona. Médicamente la letargia es considerada un sueño patológico.

Mecanismos que Intervienen en la Regulación del Volumen

Sistema renina angiotensina aldosterona:

Cuando las pérdidas de agua del cuerpo superan las ganancias, el centro hipotalámico de la sed genera la necesidad de beber o conducta de la sed.

Intervención del ATP en el transporte activo: Ya que en los sistemas de transporte activo las moléculas se mueven en contra de los gradientes, el ATP proporciona la energía necesaria para que este transporte pueda llevarse a cabo.

Presión hidrostática: Presión que ejerce el peso de un líquido.

Alteraciones de los Electrolitos

• Sodio: Hiponatremia, hipernatremia.
• Potasio: Hipokalemia, hiperkalemia.
• Calcio: Hipocalcemia, hipercalcemia.
• Magnesio: Hipomagnesemia.
• Fosfato: Hipofosfatemia.

Hormonas que Regulan el Equilibrio Hidroelectrolítico

Función de la aldosterona: Retiene sodio y agua, induce la excreción de potasio.

ADH (Hormona antidiurética): Regula el nivel de agua en el cuerpo mediante la concentración de la orina y reduciendo de este modo el volumen de orina.

Urea: Sustancia producida por el hígado, como resultado de la digestión de proteínas provenientes de la alimentación, que si se encuentra en exceso puede ser tóxica para el organismo, causando el síndrome urémico o uremia.

Creatinina: Producto de desecho del metabolismo normal de los músculos que habitualmente produce el cuerpo en una tasa muy constante (dependiendo de la masa de los músculos), y que normalmente filtran los riñones excretándola en la orina. La medición de la creatinina es el modo más simple de monitorizar la correcta función de los riñones.

Vasoconstrictores y Vasodilatadores

Vasoconstrictores: Son fármacos que contraen los vasos sanguíneos y, por tanto, controlan la perfusión tisular.

Vasodilatadores: Dilatan o relajan los vasos sanguíneos y, en consecuencia, disminuyen la resistencia. Esto reduce la presión arterial, facilita el flujo de sangre en el organismo y mejora los síntomas. Ejemplo: nitroglicerina.

La ADH actúa en la porción final del túbulo distal y en los tubos colectores renales. Provoca un aumento de la reabsorción de agua.

Sistema nervioso simpático: Constituye una de las partes del sistema nervioso autónomo y contiene un componente sensitivo y otro motor. Esto quiere decir que el SNS se encarga de regular ciertas funciones como la actividad cardíaca, la respiración, la digestión, los patrones de sudoración, etc. De esta forma, el cerebro puede controlar otras acciones como el pensar, hablar y caminar, mientras que el sistema nervioso autónomo controla otras funciones, así se promueve un balance en el organismo.

pH: Refleja la regulación de iones de hidrógeno disueltos en sangre. Un pH bajo es equivalente a una alta concentración de hidrogeniones, esto es un indicador de acidez. Un pH alto es equivalente a una baja concentración de hidrogeniones, esto es un indicador de alcalinidad. Por eso se dice que el factor es inversamente proporcional al dato que expresa.