4. MOVIMIENTO DEL AGUA ENTRE LOS COMPARTIMENTOS

La fuerza capaz de provocar el paso de agua por una membrana semipermeable debido a las diferencias en la concentración de los solutos a ambos lados de ésta, constituye la presión osmótica. La presión osmótica depende exclusivamente del número de partículas disueltas ( moles ) por unidad de volumen, con independencia de su carga eléctrica, peso o fórmula química. El número total de partículas disueltas constituye la osmolaridad, si su concentración se expresa por unidad de volumen total de la solución (moles/L de suero), o en términos de osmolalidad, si se expresa por unidad de volumen sólo el disolvente ( moles/kg H2O ). De hecho, la actividad osmótica depende de la osmolalidad, pero en la práctica, y debido a que las soluciones biológicas son muy poco concentradas, la diferencia entre ambos valores es pequeña y ambos términos se utilizan a menudo de forma indistinta. En ausencia de osmómetro, la concentración total de solutos del suero puede calcularse con una fórmula sencilla a partir de la concentraciones de sodio, cloro, glucosa y urea ( los principales solutos  del líquido extracelular ). El siguiente cálculo emplea un sodio plasmático de 140 mEq/L, una glucemia de 90 mg/dL y un BUN* de 14 mg/dL 4 .
 

                                                              [ glucosa ]    [ BUN ]      [ urea ] 
Osmolalidad Plasmática =  2 x  [Na+]  +----------  + --------- + --------
                                                                     18             2,8              6 

                                           90             14 
             = 2 x  ( 140 )  +  --------  +  ------- 
                                            18            2,8
 

             = 290 mOsm/kg H2O
 

La concentración de sodio se duplica para incluir la contribución osmótica del cloruro. La glucemia y el BUN se miden en mg/dL, los factores 18 y 2,8, los pesos atómicos divididos por 10, se emplean para pasar mg/dL a mOsm/kg H2O 4 .

Los valores obtenidos por esta fórmula difieren sólo de 1 a un 2 % de los valores obtenidos por osmometría y pueden utilizarse con fines clínicos.

* Si se emplea la urea hay que dividir por 6 ( el peso de la urea es 60 ).

4. 1. INTERCAMBIOS ENTRE LOS ESPACIOS INTRACELULAR E INTERSTICIAL.

El movimiento del agua es pasivo y depende de las diferencias ( gradientes ) de presión hidrostática y de presión osmótica transmembrana. Las diferencias de presión hidrostática pueden omitirse y, por consiguiente, son los gradientes de presión osmótica los que determinan los movimientos de agua  a su través.

El espacio extracelular es el más expuesto a variaciones primarias de su osmolalidad, dada su relación más directa con el medio ambiente. Por lo tanto, el grado de hidratación celular depende fundamentalmente de las variaciones de la osmolalidad extracelular.

Un aumento de la osmolalidad extracelular por pérdida de agua (deshidratación ) causa un flujo de agua desde la célula hasta el espacio extracelular, y ambos espacios experimentan una depleción de volumen. Un descenso de osmolalidad por hiperhidratación, causa un flujo de agua hacia el interior de la célula y ambos espacios experimentan una expansión de volumen.
 
Cuando la osmolalidad extracelular se altera por ganancia o pérdida de solutos, los volúmenes extracelular e intracelular varían en direcciones opuestas.

4. 2. INTERCAMBIOS ENTRE LOS ESPACIOS INTERSTICIAL Y PLASMATICO.

Los mismos principios básicos se aplican a la distribución entre estos dos componentes del espacio extracelular. Con la diferencia de que la pared de los capilares no constituye una barrera que se oponga a la difusión simple de la mayoría de solutos que contribuyen a la osmolalidad del medio extracelular. Sin embargo, es relativamente impermeable a las especies moleculares más grandes, como las proteínas. La agregación  de estas moléculas dentro del componente vascular aumenta la osmolalidad y si no existiese una fuerza opuesta, todo el líquido extracelular pasaría al plasma.
 
La presión osmótica ejercida por las proteínas séricas y, en particular, por la albúmina se denomina presión oncótica. Dado que las proteínas permanecen confinadas en el interior de los capilares, ellas ejercen la única fuerza osmótica efectiva que se opone a la salida de agua fuera del árbol vascular. El aumento de la presión hidrostática y/o la disminución de la presión oncótica de las proteínas séricas constituyen la causa más frecuente de acumulación de líquido en el espacio intersticial ( edema ). El equilibrio de estas fuerzas, fuerzas de Starling, es el determinante de la distribución estable del volumen entre ambos compartimentos. En general, estas fuerzas están ajustadas de modo que alrededor de un cuarto del líquido extracelular se encuentra dentro del sistema vascular y el resto corresponde al espacio intersticial.
 La ley de Starling 5 de los capilares puede expresarse por la ecuación:

                         Qf  = Kf  [( Pc -   Pi )  s ( pc -  py)]

Qf es el flujo total de líquido a través de la membrana capilar; Kf, el coeficiente de filtración de líquido; Pc, la presión hidrostática capilar; Pi, la presión hidrostática intersticial; s, el coeficiente de reflexión; pc, la presión oncótica capilar ( plasmática ) y  py,  la presión oncótica intersticial.

El estudio de esta ecuación revela la presencia de cuatro fuerzas de Starling coloidales e hidrostáticas que actúan a cada lado de la pared capilar. La presión hidrostática dentro del capilar (Pc), es la fuerza dominante que filtra líquido fuera del espacio vascular. La presión hidrostática intersticial (Pi) es generalmente negativa, pero se acerca a cero con acumulación de líquido de edema, y puede hacerse positiva si  se acumula en grandes cantidades. La presión oncótica plasmática (pc) es la única fuerza de Starling que retiene líquido dentro del espacio vascular. La presión oncótica intersticial (py), en cambio, favorece la retención  de líquido en el espacio intersticial. La concentración de proteína intersticial puede estar diluída por líquido de edema pobre en proteínas que cruza la membrana vascular. El aumento de Pi y la reducción de py sirven como asas de retroalimentación negativa que limitan la formación de edema. Según esto, el gradiente neto de presión hidrostática (Pc - Pi), que desplaza líquido a través de la membrana, y el gradiente neto de presión oncótica, que retiene líquido dentro del espacio vascular ( pc -  pi ), determina el flujo de líquidos a través de las membranas capilares. Por último, el sistema linfático sirve de drenaje, demorando la acumulación del exceso de líquido filtrado. De este modo el aumento de flujo linfático compensa el aumento de desplazamiento de líquido transvascular.
 
El coeficiente de filtración de líquido (Kf) representa la cantidad neta de líquido que cruza el lecho capilar para un desequilibrio dado de las fuerzas de Starling. Además de la propia membrana capilar, que puede ser el sitio principal de ingreso de proteínas, el movimiento de líquidos y solutos del espacio vascular hacia los linfáticos es afectado por la conductividad hidráulica de la membrana basal vascular, el gel intersticial y el linfático terminal. El coeficiente de reflexión (s) es una medida de la capacidad de la membrana capilar para servir como barrera contra el movimiento de proteínas. Para que una membrana capilar sea totalmente impermeable a las proteínas, s debe ser igual a uno y las proteínas deben ejercer toda su fuerza osmótica a través de esta perfecta membrana-barrera. Para una membrana capilar, que las proteínas pueden atravesar con tanta facilidad como el agua, s sería igual a cero y las proteínas no ejercerían ninguna fuerza osmótica. Se ha calculado, que el s promedio es de 0.9 para los lechos capilares sistémicos, y 0.7 para los capilares pulmonares. En estados de permeabilidad capilar aumentada este valor puede disminuir a 0.4. Estos datos implican que pc -  pi es máxima en el tejido sistémico intacto, un poco menor en el pulmón intacto y mínima en capilares muy permeables. En caso de membranas capilares muy permeables, el edema se forma por excesivo egreso de proteínas y líquido hacia el espacio intersticial, con reducción de la presión oncótica efectiva a través de la membrana. Las alteraciones de las presiones físicas o de la integridad de la membrana capilar pueden explicar la formación de edema.
 
Una de las consecuencias terapéuticas más importantes, es que el volumen plasmático no puede ser aumentado específicamente a menos que el líquido administrado contenga un coloide. La administración de solución salina a un individuo que ha perdido sangre reexpanderá el volumen del líquido extracelular, pero la mayor parte de la expansión se producirá en el compartimento intersticial.

4. 3. INTERCAMBIOS CON EL EXTERIOR

El organismo intercambia agua y electrolitos con el exterior a través de las vías pulmonar, cutánea, digestiva y renal. En condiciones normales, las entradas y salidas se equilibran y el balance corporal permanece inalterado. Se acepta generalmente que si un paciente gana  o pierde una sustancia, tiene un equilibrio positivo o negativo. Si no se producen cambios significativos, el equilibrio es neutro. Esto a menudo se denomina “estar en equilibrio”.
 
El manejo adecuado de muchos pacientes incluye un registro diario cuidadoso de ingresos / pérdidas  y del peso corporal. Los ingresos, incluyen la ingestión por vía oral, infusiones, transfusiones, etc. Las pérdidas incluyen orina, vómitos, heces y otras pérdidas intestinales. Las pérdidas insensibles por pulmón y piel no se miden, se utilizan valores promedio.
 
Finalmente, destacar que el efecto de una perturbación  en el equilibrio externo de la composición de los líquidos orgánicos es independiente del mecanismo fisiológico individual que está implicado.

 
Agua: El balance diario en un adulto de 70 kg, las pérdidas inevitables diarias que tienen que ser sustituídas son las pérdidas insensibles ( 800 mL ), las pérdidas fecales ( 200 mL ) y el sudor (100 mL ). TABLA 3. Además, deberá producirse orina suficiente para excretar una carga de solutos de 600 mOsm producidos diariamente por el cuerpo. La capacidad de concentración de la orina en los enfermos quirúrgicos, lesionados y muy graves está disminuída. En estos enfermos hay una cantidad mínima obligatoria de aproximadamente 900 mL. El paciente de 70 kg necesita en total 2.000-2.500 mL/día de H2O para mantener su equilibrio líquido. A partir de estos datos, se han establecido las necesidades diarias de líquidos intravenosos sobre la base del peso para adultos y niños 6 :
 

Sodio: Las pérdidas de sodio alcanzan unos 30 mEq/día por las heces y el sudor, con una pérdida variable por la orina. En casos de gran privación de agua, los riñones pueden absorber casi todo el sodio filtrado como respuesta al aumento de secreción de aldosterona. La administración aproximada de 1-2 mEq/kg/día de sodio a los adultos o de 1 mEq/kg/día a los niños, no sólo sustituirá las pérdidas obligatorias, sino que suprimirá también la secreción de aldosterona en proporción suficiente para ayudar a las pérdidas de potasio. Si se utiliza ClNa, también se cubren los requerimientos orgánicos diarios de cloruros 6 .

Potasio: Las pérdidas diarias de potasio por la orina y el sudor alcanzan los 40-60 mEq. Por lo general, su sustitución con 0,5-1,0 mEq/kg/día basta para mantener el equilibrio de este ión en el enfermo con riñones normales 6 .