Capítulo

8Compartimentos Líquidos do Organismo

Miguel Carlos Riella, Maria Aparecida Pachaly e Leonardo Vidal Riella

UNIDADES DE MEDIDA DE ÁGUA E DE ELETRÓLITOS

Peso atômico

Peso molecular

Equivalente eletroquímico

Pressão osmótica, osmol e miliosmol

Concentração molar ou molaridade (M)

Concentração molal ou molalidade (m)

DIFUSÃO E OSMOSE

OSMOLALIDADE E TONICIDADE

Soluções isotônicas, hipertônicas e hipotônicas

Soluções isosmóticas, hiperosmóticas e hiposmóticas

ÁGUA TOTAL DO ORGANISMO

Determinação da água corporal total

COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS

Determinação do volume extracelular (VEC)

Determinação do volume dos subcompartimentos

extracelulares

Plasma

Volume intersticial-linfático

Volume dos líquidos transcelulares

Determinação do volume intracelular (VIC)

COMPOSIÇÃO ELETROLÍTICA DOS COMPARTIMENTOS

LÍQUIDOS

DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA ENTRE COMPARTIMENTOS

Adição de água ou solução hipotônica

Adição de solução hipertônica de NaCl

Adição de solução isotônica de NaCl

TROCAS LÍQUIDAS ENTRE PLASMA E INTERSTÍCIO

EXERCÍCIOS

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ENDEREÇOS RELEVANTES NA INTERNET

RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

A água é o principal constituinte do corpo humano ede todos os organismos vivos. O próprio organismo é umasolução aquosa na qual estão dissolvidos vários íons emoléculas. Em circunstâncias normais, mesmo havendovariações na dieta, o conteúdo de água e eletrólitos é man-tido estável au6évés de modificações na excreção uriná-ria.1

A distribuição desta solução aquosa e de seus váriosconstituintes no organismo é objeto de discussão nas pá-ginas seguintes.

UNIDADES DE MEDIDA DE ÁGUAE DE ELETRÓLITOS

O corpo humano é formado por uma solução aquosaque representa 45 a 60% do peso corporal.2 Nesta solução,o solvente é a água e o soluto está representado por subs-tâncias orgânicas e inorgânicas. Para melhor compreensãodas unidades que expressam a concentração dos solutos,os seguintes conceitos são importantes:

capítulo 8 91

Peso Atômico

Peso atômico é o peso total de um átomo ou a média dasmassas dos isótopos naturais de um elemento químico. Opeso de 1 átomo de oxigênio é 16 e serve como referênciapara o peso atômico de todas as substâncias. Assim, o pesoatômico do potássio é 39, em relação ao peso atômico dooxigênio.1

Peso Molecular

É a soma dos pesos atômicos de todos os elementosencontrados na fórmula de uma substância. O peso mole-cular expresso em gramas é igual a mol (M) e, em miligra-mas, é igual a milimol (mM).1 Exemplo:

SUBSTÂNCIA FÓRMULA PESO MOLECULAR MOL (M) MILIMOL(mM)

Cloreto de KCl 39 � 35,5 � 74,5 74,5 g 74,5 mgPotássio

Equivalente Eletroquímico

Partículas com carga positiva são chamadas cátions (porexemplo, Na� e K�) e partículas com carga negativa sãochamadas ânions (Cl� e HCO3

�). Quando cátions e ânionsse combinam, eles o fazem de acordo com sua carga iônica(valência) e não de acordo com seu peso.1

Equivalência eletroquímica se refere ao poder de com-binação de um íon. Um equivalente é definido como o pesoem gramas de um elemento que se combina com ou subs-titui 1 g de íon hidrogênio (H�). Também se obtém o equi-valente de uma determinada substância dividindo-se opeso molecular por sua valência.1 Para íons monovalentes,1 mol é igual a 1 equivalente. Para íons divalentes, 1 mol éigual a 2 equivalentes.

Como 1 g de H� é igual a 1 mol de H� (contendo apro-ximadamente 6,02 � 1023 partículas), um mol de qualquerânion monovalente (carga –1) se combinará como H� e seráigual a um equivalente (eq).

1 mol H� (1 g) � 1 mol Cl� (35,5 g) �

1 mol HCl (36,5 g)

Da mesma forma, 1 mol de um cátion monovalente (car-ga �1) também é igual a 1 equivalente, pois pode substituiro H� e combinar-se com 1 equivalente de algum ânion.

1 mol Na�(23 g) � 1 mol Cl� (35,5 g) �

1 mol NaCl (58,5 g)

Já o cálcio ionizado (Ca��) é um cátion divalente (carga

�2). Por exemplo, no cloreto de cálcio 1 mol de Ca�� com-bina-se com 2 moles de Cl� e é igual a 2 equivalentes.1

1 mol Ca�� (40 g) � 2 mol Cl� (71g) �

1 mol CaCl2 (111 g)

Por sua pequena concentração no organismo, os eletró-litos são comumente expressos em miliequivalentes (mEq).Um miliequivalente é igual a 10�3 equivalentes.

Pressão Osmótica, Osmol e MiliosmolOutra maneira de expressar o número de partículas de

soluto presentes é através da pressão osmótica, que deter-mina a distribuição de água entre os compartimentos. Apressão osmótica é proporcional ao número de partículaspor unidade do solvente e não se relaciona à valência oupeso das partículas.1 As unidades utilizadas são o osmol(Osm) e o miliosmol (mOsm). Um osmol é o número de íonspor mol ou a quantidade de substância que se dissocia emsolução para formar um mol de partículas osmoticamenteativas. Por exemplo, 1 mol de NaCl tem 2 osmóis de solu-to, pois se dissocia em Na e Cl. Um mol de glicose contémapenas 1 osmol de soluto, pois a glicose não é ionizável.

A pressão osmótica determina a distribuição de águaentre os espaço intra- e extracelular, como será discutidoao se abordar tonicidade (v. a seguir).

Concentração Molar ou Molaridade (M)É o número de moles do soluto por litro de solução, a

uma dada temperatura.

Concentração Molal ou Molalidade (m)É o número de moles do soluto por 1.000 gramas do

solvente.

DIFUSÃO E OSMOSE

A difusão é dividida em dois subtipos: a difusão sim-ples e a difusão facilitada. Na difusão simples, a passagemde íons ou moléculas através de uma membrana ocorredevido ao movimento cinético aleatório destas partículas,sem a necessidade de ligação com proteínas de transpor-te. A taxa de difusão simples depende da quantidade desubstância disponível, velocidade de movimento cinéticoe número de aberturas na membrana celular através dasquais as moléculas ou íons podem se mover. Na difusãofacilitada, há necessidade de interação com uma proteínatransportadora, a qual se liga quimicamente às moléculase facilita sua passagem através da membrana.5

A osmose ocorre quando duas soluções de concentra-ções diferentes encontram-se separadas por uma membra-

peso molecularvalência iônica1 Eq �

92 Compartimentos Líquidos do Organismo

na semipermeável. Há então um movimento de água dasolução menos concentrada para a mais concentrada, a qualsofre uma diluição progressiva, até que as duas soluçõesatinjam um equilíbrio.

OSMOLALIDADE ETONICIDADE

É importante diferenciar os conceitos de osmolalidadee tonicidade. A osmolalidade é determinada pela concen-tração total de solutos numa determinada solução ou com-partimento. Tonicidade é a capacidade que os solutos têmde gerar uma força osmótica que provoca o movimento deágua de um compartimento para outro.3,4 Para que ocorraaumento da tonicidade no espaço extracelular, por exem-plo, é necessário que solutos permaneçam confinados nesteespaço sem atravessar livremente as membranas celularese sem migrar para os demais compartimentos. Isto provo-cará o movimento de água do compartimento intracelularpara o extracelular (osmose) para estabelecer um equilíbrioosmótico, gerando também diminuição do volume dascélulas. Alguns dos solutos capazes de produzir este mo-vimento de água (osmóis efetivos) são: sódio, glicose, ma-nitol e sorbitol. O sódio permanece no espaço extracelularsem movimentar-se para outros compartimentos devido àação da bomba sódio-potássio ATPase, que continuamen-te bombeia o sódio para fora das células.

A glicose é um osmol efetivo, mas é normalmente me-tabolizada no interior das células, e desta forma não con-tribui significativamente para a tonicidade sob circunstân-cias normais. No diabetes mellitus descontrolado, a concen-tração elevada de glicose no plasma pode levar a um au-mento significativo da osmolalidade e da tonicidade, cau-sando movimento de água para dentro do espaço extrace-lular. A uréia contribui para a osmolalidade, mas atraves-sa livremente as membranas e não influi no movimento deágua entre compartimentos.3,4

Soluções Isotônicas, Hipertônicas eHipotônicas

As soluções isotônicas apresentam a mesma tonicidadeque o plasma, e conseqüentemente não induzem movimen-to de água através das membranas celulares e não provo-cam variação do volume celular. Exemplo de solução iso-tônica: solução salina a 0,9%; solução glicosada a 5%.

Soluções hipertônicas geram o movimento de água emdireção ao espaço extracelular, provocando diminuição dovolume celular. Exemplo: solução salina em concentraçãosuperior a 0,9%.

As soluções hipotônicas provocam o movimento deágua em direção ao compartimento intracelular, provocan-do edema celular.5 Exemplo: solução salina em concentra-

ção inferior a 0,9%. A Fig. 8.1 exemplifica os efeitos des-critos.

Soluções Isosmóticas, Hiperosmóticas eHiposmóticas

A osmolalidade de uma solução é determinada pelaquantidade total de partículas dissolvidas, incluindo ossolutos que atravessam as membranas celulares. Os termosisosmótico, hiperosmótico e hiposmótico se referem a umacomparação com o fluido extracelular normal. Por exem-plo, a solução salina a 0,9% é ao mesmo tempo isotônica(não provoca movimento de água) e isosmótica (apresen-ta o mesmo número de partículas de soluto) em relação aoespaço extracelular.

Pontos-chave:

• A osmolalidade depende do número totalde solutos numa solução ou compartimento

• Tonicidade é a capacidade que os solutostêm de provocar movimento de água de umcompartimento para outro. Esta propriedadedefine o que são soluções isotônicas,hipotônicas e hipertônicas

ÁGUA TOTAL DO ORGANISMO

A água total do organismo varia entre 45 e 60% do pesocorporal, de acordo com a idade, o sexo e a composiçãocorporal do indivíduo.3,7 Esta proporção variável é devidoàs diferentes quantidades de gordura presentes no orga-nismo, pois em gordura neutra quase não existe água.Assim, indivíduos obesos, embora mais pesados, possuemmenos água no organismo. Da mesma forma, por possuí-rem maior quantidade de gordura no organismo, as mu-lheres têm menor proporção de água corporal (50%). Já osidosos, por apresentarem menor massa muscular, têm ummenor conteúdo de água.3 Nas crianças, a água corporaltotal equivale a cerca de 70%-80% do peso, pois apresen-tam menor conteúdo de tecido adiposo.

Fig. 8.1 Efeito do contato de diferentes soluções com hemácias:solução isotônica (A); solução hipertônica (B); e solução hipotô-nica (C).

B CA

capítulo 8 93

Para efeitos práticos de cálculo, consideraremos a águatotal como sendo 60% do peso corporal, independentemen-te das variações anteriormente mencionadas.

Determinação daÁgua Corporal Total

O método laboratorial que determina a água total doorganismo baseia-se na técnica de diluição,5,8 fundamenta-da no seguinte princípio: quando se adiciona uma quan-tidade conhecida de soluto a um volume desconhecido desolvente, e dosa-se a concentração final da substância, épossível calcular o volume do solvente. Por exemplo, adi-cionando 1 kg (1.000 mg) de uma substância a um volu-me de solvente, e obtendo-se uma concentração final de100 mg/litro, chega-se à conclusão de que o volume dosolvente é igual a 10 litros. Acompanhe com a fórmulaabaixo:

Ci/Vf � Cf e Vf � Ci/Cf

Onde:

Ci: concentração (quantidade) inicial da substânciaadicionada;

Cf: concentração final da substância adicionada;Vf: volume final da solução.

1.000 mg/Vf � 100 mg/litro

Vf � 1.000/100 � 10 litros

A determinação da quantidade de água do organismoin vivo só foi possível após o emprego de isótopos da água:estáveis (deutério) ou radioativos (trítio). Um destes com-postos é injetado na circulação e aguarda-se um determi-nado período para que haja equilíbrio no plasma. Natural-mente, a quantidade da substância que é metabolizada eexcretada durante este período de equilíbrio deve ser con-siderada. A antipirina foi também uma substância bastan-te utilizada na determinação da água total do organismo.

COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS

A água do organismo se distribui em compartimentos,em parte devido a diferentes composições iônicas (Fig. 8.2).No entanto, estes compartimentos não são estanques, ha-vendo um constante intercâmbio hidroeletrolítico. Basica-mente, identificam-se dois grandes compartimentos: intra-celular e extracelular.

O compartimento intracelular é composto pela águaexistente no citoplasma de todas as células. Já o comparti-mento extracelular, como o próprio termo indica, refere-se a toda a água externa às células e possui subcomparti-mentos: plasma, líquido intersticial e linfa, água dos ossose líquidos transcelulares (Fig. 8.2).

Os líquidos transcelulares representam coleções de lí-quidos que não são simples transudatos, mas são líquidossecretados e incluem: secreções das glândulas salivares,pâncreas, fígado e árvore biliar, além dos líquidos nas ca-vidades pleurais, oculares, peritoneal, no lúmen do tratogastrintestinal e líquido cefalorraquidiano.4

Terceiro espaço é um termo proposto por Randall, em1952, para descrever a situação na qual o líquido extrace-lular é perdido ou seqüestrado numa área do corpo ondenão participa das trocas, e conseqüentemente não satisfazàs necessidades hídricas do paciente. Exemplos: líquidono intestino na presença de íleo, líquido peritoneal na pe-ritonite, líquido peripancreático na pancreatite aguda e oedema do queimado. Por exemplo, no paciente com obs-trução intestinal ou íleo intenso, vários litros de fluidosricos em eletrólitos podem estar confinados ao intestino,sem que o paciente possa utilizá-los, mesmo que esteja hi-povolêmico.

Determinação do Volume Extracelular(VEC)

O método utilizado também se baseia no princípio da téc-nica de diluição, preferindo-se uma substância que seja ex-cluída das células e permaneça no espaço extracelular. Vá-rias substâncias têm sido utilizadas: 36Cl, sulfato, tiossulfatoe tiocianato, além de certos sacarídeos (manitol, inulina esucrose).8 Nenhuma destas substâncias é considerada ideal.Elas variam na sua capacidade de penetração nas células eos resultados da determinação do VEC são, portanto, diver-sos, variando de 16 a 28%. Na prática, considera-se que ovolume extracelular corresponde a 20% do peso corporal.5

Determinação do Volume dosSubcompartimentos Extracelulares

PLASMAO volume plasmático é determinado empregando-se

substâncias que ficam confinadas ao leito vascular. A al-Fig. 8.2 Compartimentos líquidos do organismo (percentual dopeso corporal).

94 Compartimentos Líquidos do Organismo

bumina ou eritrócitos podem ser utilizados. A albuminamarcada com 131I é a mais empregada, e o volume de dis-tribuição determinado está em torno de 4,5% do peso cor-poral. Entretanto, alguma 131I-albumina escapa do leitovascular para o interstício. Quando se empregam eritró-citos, eles são previamente marcados com crômio-51(51Cr).

VOLUME INTERSTICIAL-LINFÁTICOÉ calculado indiretamente, subtraindo-se o volume plas-

mático do volume extracelular, e aproxima-se de 20% daágua total ou 12% do peso corporal.

VOLUME DOS LÍQUIDOSTRANSCELULARES

É calculado pela soma das várias secreções e aproxima-se de 1,5% do peso corporal ou 2,5% da água total (Qua-dro 8.1).

Determinação do Volume Intracelular(VIC)

O volume intracelular não pode ser determinado dire-tamente e é calculado subtraindo-se o volume extracelu-lar da água corporal total. Na prática, considerando-se aágua total do organismo como sendo 60% do peso corpo-ral e o volume extracelular 20%, conclui-se que o volumeintracelular é de 40% do peso total.5

Pontos-chave:

• Regra 60:40:20• Água corporal total � 60% do peso

corporal.• Compartimentos:

Intracelular � 40% do peso corporalExtracelular � 20% do peso corporal

COMPOSIÇÃO ELETROLÍTICADOS COMPARTIMENTOS

LÍQUIDOS

A composição eletrolítica do plasma e dos líquidos in-tersticial e intracelular pode ser apreciada no Quadro 8.2.

No líquido extracelular o cátion mais abundante é osódio, e o cloro é seu principal ânion. Em menor concen-tração no líquido extracelular, observamos K�, Ca�� e Mg��

e os ânions HPO ,4 � � H PO2 4

� e SO .4 � � Além disso, muitos

ácidos orgânicos (láctico, pirúvico, cítrico) existem no líqui-do extracelular como ânions e podem estar elevados emdiversas enfermidades.5 O sódio no líquido extracelularrepresenta a metade de sua osmolalidade.

No líquido intracelular o cátion mais abundante é opotássio, e os ânions prevalentes são compostos orgânicoscomo os fosfatos, sulfatos e proteínas. Observam-se aindaMg��, Ca�� e os ânions inorgânicos Cl� e HCO3

�. Note queo total de íons intracelulares excede o do plasma e, no en-tanto, a osmolalidade intra- e extracelular é a mesma. Acre-dita-se que alguns destes íons intracelulares sejam osmo-ticamente inativos, isto é, ligados a proteínas e a outrosconstituintes celulares. Metade da osmolalidade do líqui-do intracelular é dada pelo K�.

A determinação de eletrólitos no interior das células étecnicamente difícil, além de variar de acordo com a ori-gem do tecido estudado. Por exemplo, apesar da possibi-lidade de acesso às hemácias do sangue periférico, a dosa-gem dos eletrólitos nestas células, que não possuem núcle-os e mitocôndrias, pode não refletir o que ocorre no tecidomuscular.6

O líquido intersticial é um ultrafiltrado do plasma. Sen-do assim, não contém os elementos celulares (hemácias, leu-cócitos, plaquetas), e sim um líquido ultrafiltrado que pra-ticamente não contém proteínas. Note-se que a soma totalde íons no plasma é maior que a do líquido intersticial. Aexplicação está na distribuição de Gibbs-Donnan5,7,9 (Fig. 8.3):

a) quando há um ânion pouco difusível num dos lados damembrana (no caso, as proteínas no lado vascular), aconcentração de um íon positivo difusível será maiorneste lado, e a concentração de um ânion difusível serámenor;

Quadro 8.1 Distribuição da água total numadulto jovem*

% do Peso % da ÁguaCompartimento Corporal Total

Plasma 4,5 7,5

Líquido intersticial linfático 12,0 20,0

Tecido conjuntivo denso ecartilagem 4,5 7,5

Água do osso (inacessível) 4,5 7,5

Transcelular 1,5 2,5

Extracelular total 27,0 45,0

Extracelular funcional** 21,0 —

Água total 60,0 100,0

Água intracelular 33,0 55,0

*Modificado de Edelman, I. S. e Leibman, J.11

**O líquido extracelular funcional representa o extracelular total menosa água do osso e do líquido transcelular.

capítulo 8 95

b) o número total de íons difusíveis será maior no lado quecontiver o ânion pouco difusível.

A diferente concentração iônica nos diversos comparti-mentos não é devido a uma impermeabilidade iônica en-tre um compartimento e outro. A diferença é o resultadode uma acumulação ativa de certos íons dentro das célu-

las e de uma eliminação ativa de outros íons do interior dacélula. Assim, a concentração de sódio no líquido extrace-lular é alta e no interior das células é baixa, porque o sódioé ativamente eliminado das células por meio de bombasiônicas.

Pontos-chave:

• Os solutos dissolvidos na água não sedistribuem igualmente no intracelular e noextracelular, devido à ação de bombasiônicas

• Partículas restritas a um compartimentodeterminam seu volume. Exemplo: o sódio,restrito ao espaço extracelular por meio debombas iônicas, determina o volume desteespaço. O mesmo vale para o potássio emrelação ao espaço intracelular

DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA ENTRECOMPARTIMENTOS

As membranas celulares permitem o livre movimentode água em qualquer direção. Este movimento depende dadistribuição dos íons. É a quantidade de soluto e não desolvente que define o volume do compartimento. Cadacompartimento líquido no organismo tem um soluto que,devido a seu confinamento àquele espaço, determina ovolume do compartimento: proteínas séricas para o volu-

Quadro 8.2 Composição iônica do plasma, líquido intersticial e intracelular

Líquido LíquidoPlasma Intersticial Intracelular

Íons mEq/L mEq/kg/H2O mEq/L mEq/kg/H2O

CátionsSódio (Na�) 142,0 151,0 144,0 � 10,0Potássio (K�) 4,0 4,3 4,0 156,0Cálcio (Ca��) 5,0 5,4 2,5 � 3,3Magnésio (Mg��) 3,0 3,2 1,5 26,0

Total 154,0 163,9 152,0 195,3

ÂnionsCloro (Cl�) 103,0 109,7 114,0 � 2,0Bicarbonato(HCO3

�) 27,0 28,7 30,0 � 8,0Fosfato (HPO

4�) 2,0 2,1 2,0 95,0

Sulfato (SO4�) 1,0 1,1 1,0 20,0

Ácidos orgânicos 5,0 5,3 5,0 —Proteínas 16,0 17,0 0,0 55,0

Total 154,0 163,9 152,0 180,0

Fig. 8.3 Equilíbrio de Gibbs-Donnan. No diagrama, os comparti-mentos A e B estão separados por uma membrana permeável aoNa� e Cl�, mas impermeável à proteína. Após o equilíbrio final,observa-se que:1.º) O produto da concentração de íons difusíveis num compar-timento é igual ao produto dos mesmos íons no outro comparti-mento (94 no compartimento A e 66 no compartimento B);2.º) Em cada compartimento, a soma dos cátions deve ser igual àsoma dos ânions (9 Na� e 4 Cl� � 5 Pr no compartimento A; 6Na� e 6 Cl� no compartimento B);3.º) A concentração de cátions difusíveis será maior no compar-timento que contém a proteína (carga negativa) não difusível queno outro compartimento, e a concentração de ânions difusíveisserá menor no compartimento A que no B;4.º) A osmolalidade é maior no compartimento A, que contém aproteína. (Obtido de Valtin, H.9)

96 Compartimentos Líquidos do Organismo

me intravascular, sódio para o compartimento extracelu-lar e potássio para o intracelular. A rápida distribuiçãoproporcional de água entre os compartimentos assegurauma concentração osmolar intra- e extracelular essencial-mente idêntica.

A osmolalidade plasmática de um indivíduo normalestá em torno de 289 mOsm/kg H2O, atribuída principal-mente ao sódio e aos ânions uréia e glicose. A osmolalida-de plasmática é igual a duas vezes a concentração plasmá-tica do sódio, mais a osmolalidade da uréia, mais a osmo-lalidade da glicose. A osmolalidade plasmática poderá serdeduzida, considerando-se as seguintes concentraçõesnormais: sódio plasmático — 140 mEq/L; uréia plasmáti-ca — 30 mg/100 ml, e glicemia — 90 mg/100 ml.

Osmolalidade plasmática �

(Na � 2) � ( � 10) � ( � 10)

Na� � 2 � 140 mEq/L � 280 mOsm/kg H2O

Uréia: � 10 � 5 mOsm/kg H2O

Glicemia: � 10 � 5 mOsm/kg H2O

Então, a osmolalidade plasmática estimada com os da-dos acima é de 290 mOsm/kg H2O.

Para o cálculo da contribuição da uréia para a osmola-lidade, dividimos a concentração plasmática da uréia por60, que é seu peso molecular. Da mesma forma, dividimosa glicose por seu peso molecular, que é 180. Multiplicamosambos os cálculos por 10, a fim de convertermos mg/100ml em mg/L. Quando não se dispõe das concentrações deuréia e glicose, a osmolalidade do plasma pode ser estima-da multiplicando-se a concentração de sódio por dois.

Alguns líquidos transcelulares têm uma osmolalidademuito diferente dos outros compartimentos. Isto se deveao fato de estarem separados dos outros compartimentos

por uma camada de células e uma membrana pouco per-meável à água. Desta forma, secreções gastrintestinais e osuor são hiposmóticos.

Como a osmolalidade é a mesma dentro e fora das cé-lulas, a passagem de água do interior para fora das célu-las, ou vice-versa, só ocorre se houver mudança de osmo-lalidade e tonicidade. As seguintes circunstâncias, ilustra-das na Fig. 8.4 e baseadas na discussão de Robert Pitts, tra-duzem situações em que se alteram a osmolalidade e ovolume dos compartimentos extra- e intracelular.10

Adição de Água ou Solução HipotônicaSe administrarmos água ou solução hipotônica a um

indivíduo, seja por via oral ou endovenosa, e se conside-rarmos que não haverá diurese durante o período do es-tudo, a água distribui-se rápida e proporcionalmente en-tre os dois compartimentos. Observa-se uma redução uni-forme na osmolalidade e um aumento no volume dos doiscompartimentos (aumento maior no intracelular por sermaior que o extracelular)5,7 (Fig. 8.4).

Adição de SoluçãoHipertônica de NaCl

A infusão endovenosa de uma solução hipertônica deNaCl expande o compartimento extracelular e provocaum movimento passivo de água do compartimento in-tracelular (osmolalidade menor) para o extracelular (os-

Pontos-chave:

• Osmolalidade plasmática � (Na � 2) �

( � 10) �( � 10)

• Osmolalidade plasmática normal � 290mOsm/kg H2O

Uréia Glic60 180

Fig. 8.4 Alterações no volume e na osmolalidade dos compartimentos intra- e extracelulares, quando se adiciona: A) apenas água aoorganismo; B) uma solução salina hipertônica; C) uma solução salina isotônica. O estado inicial dos compartimentos intracelular (I)e extracelular (E) está representado pelas linhas contínuas e no final está representado por linhas interrompidas. A altura do com-partimento representa a osmolalidade, e a largura, o volume. (Modificado de Pitts, R.10)

Uréia60

Glic180

30 mg / 100 ml60

90 mg / 100 ml180

capítulo 8 97

molalidade maior devido à solução adicionada), até queambos os compartimentos se equilibrem e se tornem isos-móticos. A saída de água reduz o volume do comparti-mento intracelular e, conseqüentemente, aumenta a osmo-lalidade deste compartimento. No final, ambos os compar-timentos terão uma osmolalidade maior que a inicial5,7

(Fig. 8.4).

Adição de Solução Isotônica de NaCl

Como o sódio permanece principalmente no comparti-mento extracelular, há uma expansão do volume destecompartimento, mas não ocorre alteração na osmolalida-de intra- e extracelular e, tampouco, no volume intracelu-lar5,7 (Fig. 8.4).

Pontos-chave:

• Soluções de diferentes tonicidadesprovocam variações no volume doscompartimentos intra- e extracelular

• Soluções isotônicas de sódio aumentam oextracelular, pois o sódio se mantém nestecompartimento

• Soluções hipotônicas e água se distribuemno intra- e extracelular (maior proporção nointracelular)

• Soluções hipertônicas causam movimentode água do intra- para o extracelular,diminuindo o primeiro e aumentando osegundo

TROCAS LÍQUIDAS ENTREPLASMA E INTERSTÍCIO

A nutrição das células e a remoção dos produtos dometabolismo celular somente são possíveis devido à exis-tência de uma circulação capilar. Ela permite uma rápidatroca de nutrientes entre a circulação e as células atravésdo líquido intersticial. O transporte dos nutrientes e cata-bólitos pelo sangue depende da adequação da função cir-culatória e do volume líquido circulante. Portanto, man-ter o volume plasmático é essencial.

A pressão hidrostática determinada pela bomba cardí-aca num compartimento (vascular) altamente permeávelà água e aos solutos poderia determinar a passagem detodo o líquido intravascular rapidamente para o interstí-cio. Isto não ocorre porque a esta pressão hidrostática seopõe uma outra pressão — a pressão osmótica determina-da pelas proteínas, principalmente albumina, também co-nhecida como pressão coloidosmótica ou pressão oncóti-ca. A pressão oncótica está em torno de 25 mmHg. Já o lí-quido intersticial tem pouca proteína, tendo uma pressãooncótica em torno de 5 mmHg.2 A diferença, portanto, en-tre a pressão osmótica do plasma e a do interstício é de 20mmHg e esta força se opõe à pressão hidrostática.5,7

Foi Starling quem primeiro formulou o mecanismo dedistribuição de líquido entre os compartimentos vasculare intersticial (Fig. 8.5). Segundo ele, o sangue chega aoscapilares com uma certa força (pressão hidrostática), capazde determinar o retorno venoso ao coração. A pressão hi-drostática é determinada pela pressão mecânica geradapelo coração. A pressão média nas grandes artérias é de 95mmHg, mas, quando o sangue chega ao leito capilar, a

Fig. 8.5 Hipótese de Starling para troca de líquido entre plasma e interstício. Os fatores que determinam esta troca são denominadosforças de Starling. (Obtido de Valtin, H.9)

98 Compartimentos Líquidos do Organismo

pressão hidrostática cai para 40-45 mmHg. Esta pressãohidrostática de 40-45 mmHg determina a passagem de lí-quido intravascular para o interstício e a ela se opõem apressão oncótica das proteínas, em torno de 25-30 mmHg,e uma pressão do turgor intersticial de 2-5 mmHg. Destaforma, o balanço dessas forças resulta numa pressão defiltração positiva, em torno de 10-15 mmHg.5

Uma pequena quantidade de proteínas atravessa os ca-pilares, mas quase tudo retorna à circulação através do sis-tema linfático. No entanto, uma fração permanece no inters-tício e é responsável pela pressão oncótica intersticial de 3mmHg. Quando a coluna de sangue atinge o lado venosodo capilar, a pressão hidrostática está reduzida a 10-15mmHg e o balanço das forças é negativo, determinando areabsorção do líquido filtrado no lado venoso capilar.5

Acredita-se que o principal mecanismo que altera a pres-são hidrostática intracapilar não é a resistência ao longo docapilar e sim a atividade de esfíncteres pré-capilares (Fig.8.5). Quando há um relaxamento do esfíncter, a pressão hi-drostática intracapilar aumenta, favorecendo a filtração aolongo do capilar; quando o esfíncter se contrai, a pressãohidrostática cai, e talvez só ocorra reabsorção ao longo docapilar. Também é importante a área de superfície dos ca-pilares. Quando o esfíncter se contrai, muitos capilares sãodesviados da circulação arterial, reduzindo a área de super-fície capilar; quando o esfíncter se relaxa, ocorre o inverso.

Além do mais, o ritmo de fluxo líquido através do capi-lar endotelial não depende só das forças de Starling, mastambém do coeficiente de filtração, expresso pela seguin-te fórmula:9

q � Kf(Pc – Pt) – (pp – pt), onde:

q � ritmo de fluxo através do capilar;Kf � coeficiente de filtração;Pc � pressão hidrostática intracapilar;Pt � pressão do turgor tecidual;pp � pressão oncótica do plasma;pt � pressão oncótica intersticial.

Conclui-se que se a pressão hidrostática for excessiva,ou a pressão oncótica do plasma reduzida, haverá um ex-cesso de filtração de líquido para o interstício e, se for ul-

trapassada a capacidade de remoção pelos linfáticos, ha-verá edema.

EXERCÍCIOS

(Respostas no final do capítulo.)

1) Adulto jovem de 70 kg. Calcular a água corporal total, espaço ex-tracelular, volume plasmático e volume intracelular.

2) Em relação à proporção de água corporal total, que diferenças exis-tem em pacientes obesos, mulheres, crianças e idosos?

3) Qual a osmolalidade plasmática de um paciente que apresenta asseguintes dosagens plasmáticas: uréia � 240 mg/dl; glicose � 360mg/dl; sódio � 133 mEq/litro.

4) Frente à osmolalidade encontrada na questão anterior, o que ocorrecom os compartimentos intra- e extracelular?

5) O que ocorre com as forças de Starling em presença de hipoalbu-minemia?

6) Cite um exemplo de solução endovenosa que deve ser adminis-trada quando se deseja aumentar o volume do espaço extracelu-lar.

7) Cite um exemplo de solução endovenosa que se administra paraexpandir o espaço extracelular e contrair o espaço intracelular.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. ROSE, B.; POST, T.W. Units of solute measurement. Up to Date, vol.9, n. 1, Cap. 1B. 2000.

2. HAYS, R.M. Dynamics of body water and electrolytes, Cap. 1, pág.1. In: Clinical Disorders of Fluid and Eletrolyte Metabolism. Eds. Mor-ton H. Maxwell and C. R. Kleeman. McGraw-Hill Book Co., 1972.

3. PRESTON, R.A. Acid-Base, Fluids and Electrolytes Made RidiculouslySimple. Cap.1, pág. 3. MedMaster Inc., Miami, 1997.

4. OH, M.S. and CARROLL, H.J. Regulation of intracellular andextracellular volume. In: Fluid, Electrolyte and Acid-Base Disorders.Eds. Arieff, A.I. and DeFronzo, R.A. Cap. 1, pág. 1. Churchill Livin-gstone Inc. New York, 1995.

5. GUYTON, A.C. and HALL, J.E. The body fluid compartments:extracellular and intracellular fluids; interstitial fluid and edema. In:Textbook of Medical Physiology. Cap. 25, págs. 297-313. W.B. SaundersCo., 1996.

6. MAFFLY, R.H. The body fluids: volume, composition and physicalchemistry, Cap. 2, pág. 65. In: The Kidney. Eds. B. M. Brenner and F.C. Rector Jr. W. B. Saunders Co., 1976.

7. HALPERIN, M.L.; GOLDSTEIN, M.B. Sodium and water physio-logy. In: Fluid, Electrolyte and Acid-Base Physiology — A Problem-BasedApproach. Cap. 6, pág. 217. W.B. Saunders Co., 1994.

8. MALNIC, G. e MARCONDES, M. Fisiologia Renal. EPU, 1986.9. VALTIN, H. Renal Function: Mechanisms Preserving Fluid and Solute

Balance in Health. Cap. 2, pág. 20, Little, Brown and Co., Boston, 1995.10. PITTS, R.D. Physiology of the Kidney and Body Fluids. Cap. 2, pág. 11.

Year Book Medical Publishers Inc., 3rd edition, 1974.11. EDELMAN, I.S. and LEIBMAN, J. Am. J. Med., 27:256, 1959.

ENDEREÇOS RELEVANTES NA INTERNET

Química e soluçõeshttp://dbhs.wvusd.k12.ca.us

Forças de Starlingwww.liv.ac.uk/�petesmif/teaching/1bds - mb/notes/fluid/text.htm

Pontos-chave:

• A pressão hidrostática é a principal forçaque provoca o movimento de líquido parafora da luz do capilar

• A pressão coloidosmótica ou oncótica(determinada principalmente pelaalbumina) é a principal força que se opõe àhidrostática e provoca o movimento delíquido para dentro da luz do capilarsanguíneo

capítulo 8 99

Uréia60

Outroswww.physio.mcgill.ca/209A/Body - fluids/Body - fl3.htmwww.umds.ac.uk/physiology/rbm/bodyflu

RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

1) Num adulto jovem de 70 kg:a. Água corporal total � 60% de 70 kg � 42 litrosb. Volume do espaço extracelular � 20% de 70 kg � 14 litrosc. Volume plasmático � 4,5% de 70 kg � 3,15 litrosd. Volume do espaço intracelular � 40% de 70 kg � 28 litros

2) A água corporal total encontra-se diminuída (menos que 60% dopeso corporal) em pacientes obesos e mulheres, devido ao maiorconteúdo de gordura que apresentam. Os idosos apresentam me-nor massa muscular, e conseqüentemente menor proporção deágua em relação ao peso. As crianças apresentam conteúdo degordura reduzido, e então a proporção de água corporal total émaior em relação ao peso.

3) Osmolalidade plasmática � (Na � 2) � ( � 10) � ( � 10),então:

Osmolalidade plasmática � (133 � 2) � (240/60 � 10) � (360/180� 10) � 326 mOsm/kg H

2O

4) No exemplo acima, com o aumento da osmolalidade e tonicidadedo plasma (a osmolalidade normal oscila entre 280 e 290 mOsm/kg H

2O), ocorre a passagem de água do espaço intracelular para o

extracelular até haver um equilíbrio osmótico entre os dois com-partimentos. Como resultado final, o volume do espaço intrace-lular sofre redução (pela perda de água) e o extracelular sofre oacréscimo de água, inclusive diluindo o sódio do intravascular.

5) Em presença de hipoalbuminemia, existe redução da pressão on-cótica, o que favorece a filtração de líquido para o interstício nolado venoso do capilar e dificulta a reabsorção de líquido intersti-cial no lado venoso do capilar; caso seja ultrapassada a capacida-de de absorção pelos linfáticos, isto resultará em edema.

6) Solução salina a 0,9% (chamada solução salina isotônica).

7) Solução salina hipertônica (concentração maior que 0,9%).

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