1.-Fisiología del equilibrio hídrico

1.1.-Balance normal del agua corporal

El volumen total del agua corresponde al 60% del peso corporal. Este volumen se divide en dos grandes compartimentos, el intracelular y el extracelular. El compartimiento extracelular se subdivide a su vez en plasma y líquido intersticial, con una relación aproximada de volumen de 1:3. La regulación del volumen intracelular, se consigue en parte mediante la regulación de la osmolalidad del plasma, a través de cambios en el balance de agua. En comparación, el mantenimiento del volumen plasmático, lo cual es fundamental para mantener una adecuada perfusión de los tejidos, está directamente relacionado con la regulación del sodio.

El volumen de agua total varía de forma fisiológica según la edad (a menor edad, mayor es la proporción de agua total en el organismo), sexo (el porcentaje de agua respecto al peso suele ser algo menor en el sexo femenino, debido a la mayor proporción de tejido adiposo), constitución (a mayor proporción de tejido adiposo, menor proporción de agua).

Las fuerzas osmóticas son el determinante fundamental de la distribución de agua en el cuerpo, el agua puede cruzar libremente casi todas las membranas celulares, y como resultado los fluidos corporales se mantienen en un equilibrio osmótico, dado que la osmolalidad del líquido intra y extracelular es la misma.

1.1.1.-Intercambio interno de agua y solutos entre compartimentos

Casi todas las membranas celulares son libremente permeables para el agua. Esta difusión libre de agua permite la redistribución neta de agua entre uno y otro compartimento ante cambios en la osmolaridad de un componente. Dado que el sodio es el soluto extracelular principal, su concentración se utiliza como índice de la osmolaridad (directamente para el líquido extracelular o indirectamente para el intracelular) .

1.1.2.-Intercambio de agua y solutos con el exterior

El agua y los solutos mayores no experimentan metabolismo importante (a excepción de las proteínas). Por tanto, las concentraciones de agua y solutos dentro de los compartimentos corporales representan el balance entre los ingresos y las pérdidas. Los valores normales de este balance se muestran a continuación:

Hay grandes diferencias en la composición de los dos compartimentos mayores como se indica en la tabla 1.

 

Compartimento extracelular

Compartimento intracelular

Na+ (mEq/l)

135-145

9-11

K+ (mEq/l)

3,5-5

145-155

Ca2+ (mg/dl)

9-11

 

Mg2+ (mEq/l)

1-2

38-42

Cl- (mEqtr/l)

98-106

9-11

HCO3- table.(mEq/l)

22-26

9-11

Fosfato y sulfato

2-5

145-155

Aniones orgánicos

3-6

 

Proteínas

15-20

38-42

Tabla 1

A efectos prácticos, la composición del compartimento extracelular se hace equivaler a la del plasma. El sodio, conjugado en su mayoría con el cloro, determina el 90 % de la osmolaridad plasmática. En el compartimento intracelular es el potasio el ion catión más importante y el que determina la osmolaridad del mismo.

1.1.3.-Ingestión diaria de agua

La ingestión de agua es muy variable entre las diferentes personas e incluso dentro de la misma persona en función del clima, los hábitos e incluso el grado de actividad física.

El agua ingresa en el cuerpo a través de dos fuentes principales:-

-se ingiere en forma de líquidos o agua del alimento, que suponen alrededor de 2.100 ml/d de líquidos corporales

-se sintetiza en el cuerpo como resultado de la oxidación de los hidratos de carbono, en una cantidad de 200 ml/d

Esto proporciona un ingreso total de agua de unos 2.300 ml/d.

1.1.4.-Pérdida diaria de agua

Pérdida insensible de agua: parte de las pérdidas de agua no puede regularse de modo preciso, la que se pierde por evaporación de las vías respiratorias y difusión a partir de la piel, lo que supone unos 700 ml al día, esta pérdida de agua es independiente de la sudoración.

Pérdida de agua por el sudor: es muy variable dependiendo de la actividad física y de la temperatura ambiental. El volumen de sudor es de unos 100 ml/día, pudiendo aumentar hasta 1-2l/h.

Pérdida de agua por las heces: se pierde normalmente una pequeña cantidad de agua unos 100 ml

Pérdida de agua por los riñones: el resto del agua perdida se excreta en la orina por los riñones estas pérdidas son muy variables según el agua ingerida, pudiendo oscilar entre 0,5 l al día, hasta 20 l. El medio más importante por el que el organismo mantiene un equilibrio entre los ingresos y las pérdidas de agua y electrolitos.

Ingreso (24 h)

Excreción (24 h)

Tipo

Bucal

Metabolismo

Orina

Heces

Insensible

Agua como líquido (ml)

1200

0

1500

100

900

Agua en alimentos (ml)

1000

300

     

Nitrógeno (g)

13

0

12

1,0

0

Sodio (mEq)

75

0

74

0,5

0,5

Potasio (mEq)

50

0

45

5,0

0

Cloruro (mEq)

75

0

74

0,5

0,5

Ácidos no volátiles (mEq)

0

70

70

0

0

Ácidos volátiles (mEq)

0

1400

0

0

14000

Tabla 2

1.2.-Compartimentos del líquido corporal

El líquido corporal total se distribuye entre dos compartimentos: el líquido extracelular y el líquido intracelular. A su vez el líquido extracelular se divide en el líquido intersticial y el plasma sanguíneo. Hay otro pequeño compartimento llamado líquido transcelular: sinovial, peritoneal, pericárdico, líquido cefalorraquideo.

-Líquido intracelular: constituye alrededor del 40% del peso corporal: 28-42 l de líquido corporal están dentro de las células.

-Líquido extracelular: constituye alrededor del 20% ó unos 14 litros en un adulto normal, todos los líquidos del exterior de las células. (Líquido intersticial, que supone más de ¾ partes, del líquido extracelular y el plasma, que supone ¼ parte del líquido extracelular).

El plasma es la parte no celular de la sangre e intercambia sustancias continuamente con el líquido intersticial a través de poros de las membranas capilares que son permeables a casi todos los solutos del líquido extracelular excepto a las proteinas.

La composición iónica del plasma y del líquido intersticial es similar gracias a las membranas capilares, que mantienen el equilibrio entre las fuerzas hidrostáticas y coloidosmótica. La distribución del líquido entre los compartimentos intra y extracelular está determinada por el efecto osmótico de los solutos más pequeños (Na, cl…) que actúan a través de la membrana celular, ya que la membrana celular es muy permeable al agua e impermeable a iones pequeños, el agua se mueve rápidamente a través de la membrana celular, y el líquido extracelular permanece isotónico con el líquido extracelular (figura 1).

Fig 1

1.3.-El metabolismo del agua

Se regula por un mecanismo con diversos niveles de integración y control, que incluye al sistema nervioso central, los aparatos cardiovascular y renal, mediadores endo, para y autocrinos y una compleja serie de interacciones a nivel celular. El objetivo del sistema en su conjunto y en condiciones normales es mantener constante la cantidad total de agua del organismo y su distribución relativa entre los diversos compartimentos. Es fundamental advertir que, en lo concerniente al agua, la normalidad se caracteriza por la ausencia total de exceso o defecto o, en otros términos, por una adaptación excepcionalmente constante de la osmolaridad plasmática ante las circunstancias más variadas. Habitualmente, el sistema de conservación no se fuerza al máximo, ya que los intercambios con el exterior no suelen superar un 5% del contenido total de agua.

Puede considerarse que las membranas celulares son permeables completamente al agua y, en consecuencia, existe un equilibrio osmótico entre los compartimentos intra y extracelulares. En otras palabras, la osmolalidad extracelular, que depende de la concentración plasmática de sodio, es equivalente a la osmolalidad intracelular, que depende de la concentración celular de potasio y también, aunque en menor medida, de las concentraciones de otros solutos, como la urea o la glucosa

La necesidad de mantener esta equivalencia determina todas las adaptaciones celulares a los cambios osmóticos, ya sea a través de ganancia o pérdida de agua o ganancia o pérdida de osmoles. El contenido de agua del organismo está regulado por un sistema de entrada y otro de salida. Los cambios diarios de este contenido suelen ser muy pequeños (1% a 2%), independientemente de las grandes variaciones en la ingesta hídrica. La salida se produce principalmente por la orina y secundariamente por las heces y la evaporación cutánea y respiratoria.

La prioridad fisiológica es la eliminación de la carga diaria de solutos originada en la ingesta y el metabolismo; existe, por lo tanto, una pérdida mínima obligatoria diaria de agua acompañando a los solutos, que está en función de la magnitud de la carga y de la capacidad de concentración urinaria. Esta pérdida obligatoria origina un balance negativo de agua, que debe ser reemplazada mediante la ingesta.

1.4.-Mecanismos de control:

La sed y la concentración urinaria son las principales defensas contra la hiperosmolaridad, mientras que la excreción renal de agua es la principal defensa contra la hiposmolalidad por exceso de ingesta acuosa. El mantenimiento de los niveles constantes de agua requiere también la acción de una hormona, la argininavasopresina (AVP) u hormona antidiurética, que se une a receptores específicos en los túbulos colectores (receptores V2) acoplados a la formación de AMP cíclico. Este proceso promueve la fosforilación y consiguiente localización en la membrana luminal de unidades de una proteína, la acuaporina 2 (AQP-2) que forma canales permeables al agua en los túbulos colectores medulares, a través de los cuales se reabsorbe agua hacia el intersticio renal. Recientemente, se han identificado al menos otras dos acuaporinas de importancia potencial, AQP-3 y AQP-4.

A diferencia de la AQP-2, ambas son de localización basolateral y no luminal y, probablemente, participan en la salida del agua de las células tubulares y de otros tipos celulares. Además, la AQP-4 actúa también como osmorreceptor en el sistema nervioso central.

El efecto de la AVP origina una disminución del flujo urinario y aumento de la osmolalidad de la orina. El intervalo de valores de osmolalidad urinaria (Osmu) va desde un mínimo de 50 a 80 mOsm/kg H2O a un máximo de aproximadamente 1.200 mOsm/kg H2O, en presencia de niveles de AVP indetectables o máximos, respectivamente. El umbral de osmolalidad plasmática (Osmp) en el que comienza la secreción de AVP es aproximadamente 280 mOsm/kg H2O. Cualquier factor que interfiera con el mecanismo dependiente del AVP interferirá con la capacidad de concentración.

Tanto el centro de la sed como la producción de AVP se localizan en el hipotálamo, aunque en núcleos distintos. La AVP se transporta por neurosecreción a la parte posterior de la hipófisis; su producción se regula por múltiples factores, entre los que destacan la Osmp, el volumen circulante eficaz y ciertos estímulos, como las náuseas, el estrés, la temperatura y otros mediadores hormonales.

El hecho de que el líquido extracelular sea en gran medida una solución de cloruro de sodio en agua, implica que los trastornos del balance de sodio y de agua estén estrechamente relacionados. Como puede verse en el capítulo de trastornos del sodio, las situaciones de hiponatremia o hipernatremia corresponden a cambios relativos en la concentración de sodio o, dicho de otro modo, en la relación sodio/agua extracelular (se tratará en otro capítulo).