“AÑO DE LA INTEGRACION NACIONAL Y RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERCIDAD”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTAD DE MEDICINA HUMANA

METABOLISMO HIDROELECTRICO

ASIGNATURA : ESTRUCTURA, FUNCION CELULAR Y TISULAR 2

DOCENTE : Dra. QF. VIOLETA MORIN GARRIDO

ALUMNO : LECARNAQUE MENDOZA NELSON :HUERTAS PINGO FELIPE

CICLO : III SEMESTRE

PIURA-2012

INTRODUCCION

El mantenimiento de un volumen de líquidos relativamente constante y de una composición estable de los líquidos corporales es esencial para la homeostasis.

Algunos de los problemas clínicos más importantes se deben a alteraciones en los sistemas de regulación que mantienen la constancia de los líquidos corporales.

El mantenimiento de un volumen de líquidos relativamente constante, sobre todo también de los diversos iones intracelulares y extracelulares y de una composición estable de los líquidos corporales es esencial para la homeostasis.

Algunos de los problemas clínicos más importantes se deben a alteraciones de estos iones en los sistemas de regulación que mantienen la constancia de los líquidos corporales y de la homeostasis.

ÍNDICE

METABOLISMO HIDROELÉCTRICO

I METABOLISMO HIDROELÉCTRICO Metabolismo hídricoA. Fuentes de recurso hídrico

1.-Agua preformada o exógena2.-Agua de las oxidaciones o endógena

B. Pérdidas1.-Pérdida de agua 2.-Pérdidas adicionales de agua en las enfermedades.

C. Distribución1. El agua corporal y su distribución

1.1.-El intracelular1.2.-El extracelular

D. Medida de la distribución del agua corporal1.-volumen del plasma 2.-Volumen del líquido extracelular3.-Volumen del líquido intracelular

E. Factores que influyen en la distribución del agua corporal1. Solutos en los líquidos del suero

1.1. Compuestos orgánicos de peso molecular pequeño.1.2. Sustancias orgánicas de peso molecular elevado 1.3. Los electrólitos inorgánicos

F. Importancia de beber Agua diariamenteG. Por qué ingerir poca agua es causa de tantas enfermedades

. La hipertensión

. Diabetes y deshidrataciónH. La falta de agua, principal causa de las enfermedades cerebrales

I. La importancia del agua en la digestión

II COMPOSICIÓN DE ELEMENTOS MINERALES EN LAS COMPARTIMIENTOSComposición del compartimiento extracelular Composición de los compartimientos intracelulares

Funciones de los aniones y cationes intra y extra celularLos iones extracelularesLos iones intracelulares

III FENÓMENOS EN QUE PARTICIPAN LOS PARTICIPAN LOS ELECTROLITOS INTRA Y EXTRA CELULARES MANTENCIÓN DEL EQUILIBRIO HÍDRICO CELULAR

a.1) Valores de la presión osmótica en líquidos biológicosa.2) Equilibrio de DONNANa.3) Conversión de las concentraciones de electrolitos a Eqa.4) Conversión de los ácidos orgánicos y de las proteínas a mEq

a.5) Conversión del Bicarbonato a mEq.

MECANISMOS DE REGULACIÓN DEL pHb.1) Importancia de los mecanismos de regulación ácido – básicob.2) Soluciones amortiguadoras o “Buffers”b.3) Papel de las soluciones tampón

TRASTORNOS DEL EQUILIBRIO ACIDO BASE1) acidosis respiratoria2) acidosis metabólica3) alcalosis respiratoria4) alcalosis metabólica

MECANISMOS IONICOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO: Hemetil MECANISMOS RESPIRATORIOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO. MECANISMOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO A NIVEL RENAL PRODUCCIÓN DE LA ORINA ÁCIDA EXCRECIÓN DE AMONÍACO.

I. METABOLISMO HÍDRICO

A. Fuentes de recurso hídrico.-el agua disponible al organismo proviene de dos fuentes principales, son las siguientes:

1. Agua preformada o exógena -Agua ingerida como tal, 1.200 ml; a través del mecanismo de la sed

-Agua en los alimentos, 1000 ml.2. Agua de las oxidaciones o endógena (300 ml).- El agua de oxidación o agua

metabólica deriva de la combustión de los alimentos en el cuerpo. -La oxidación de 100 g de grasa proporcionan 107 g de agua -La oxidación de 100 g de carbohidratos proporcionan 55 g -La oxidación de 100 g de proteínas proporcionan 41 g.

B. Pérdidas

1. Pérdida de agua.- la pérdida normal de agua se realiza por cuatro vías: -Por la piel, como transpiración imperceptible y como sudor, -Por los pulmones, como vapor de agua en el aire aspirado; -Por los riñones, como orina y -Por el intestino, como la materia fecal

Agua perdida por la piel (excepto el sudor) + agua perdida por los pulmones: pérdidas imperceptibles.

2. Pérdidas adicionales de agua en las enfermedades.-En la enfermedades renales -Las pérdidas imperceptibles pueden llegar a ser mucho más elevadas por las normales como consecuencia de operaciones quirúrgicas, como la fiebre o en los estados de debilitación física.-En pacientes que soportan temperaturas ambientales elevadas; habrá pérdidas acuosas extrarrenales altas que pueden llegar a ser en algunos casos, hasta 2000 y 5000 ml. -En casos de diarrea y de vómitos a través del tubo digestivo.

Requerimientos y pérdidas de agua en individuos normales en reposo que no sudan

Pérdidas requerimientos

tamaño Orina ml

Heces ml

Imperceptibles (ml)

Total (ml) ml/personas

Lactantes (2 – 10 Kg.)

200-500

25-40 75-300 300-840 330-1000

Niños (10 – 40 Kg.)

500-800

40-100 300-600 840-1500 1000-8800

Adolescentes o adultos (60 Kg.)

800-1000

100 600-1000 1500.2100 1000-2500

C. Distribución

La distribución del agua depende de los iones y moléculas en solución en los diferentes compartimientos orgánicos, puesto que por difusión pueden atravesar las membranas celulares, la pared de los capilares, los linfáticos hasta que la actividad del agua (Osmolaridad) tienda a equilibrarse cada lado de la membrana. A su vez las limitaciones en el movimiento de los solutos determinan restricciones en el movimiento del agua.

1. El agua corporal y su distribución.- El agua total del organismo representa del 45 al 60% del peso del cuerpo siendo la cifra promedio 55% para el hombre; y 505 para la mujer adultos. Se halla distribuida en dos compartimientos principales:

1.1.-El intracelular.- El líquido intracelular, es el predominante en niños mayores y adultos, (35 a 40% del peso corporal total).

1.2.-El extracelular.- El líquido extracelular es de 20 a 25% del peso corporal. En recién nacidos y lactantes, tienen en relación con los mayores, un mayor contenido de agua corporal, mayor metabolismo energético, mayor intercambio de agua en relación al peso, mayores pérdidas insensible y mayor rapidez de intercambio de agua transcelular. El LEC es el predominante en esta edad se subdivide en:

a) plasma, comprende un líquido contenido dentro del corazón y los vasos sanguíneos.

b) líquido intersticial y linfa, representan una aproximación del medio líquido que existe alrededor de las células.

c) líquido del tejido conjuntivo denso, el cartílago y los huesos, debido a su peculiar estructura y a su relativa avascularidad, no intercambian líquido ni electrolitos fácilmente con el resto del agua corporal

d) líquidos transcelulares, formados por la actividad secretora y por el transporte de las células. Gastrointestinales, Cefalorraquídeo, Sinovial, Humores Hísticos y Acuosos, Secreciones glandulares, pleura y Peritoneo.

D. Medida de la distribución del agua corporal1. volumen del plasma.- Método para determinar el volumen del plasma (o de la

sangre), se basa en la inyección intravenosa de eritrocitos marcados con fósforo radioactivo o de albúmina del suero humano marcado con yodo radioactivo. Estas sustancias se distribuyen en la sangre y después de un período de tiempo de 10 a más minutos para permitir su mezcla pueden calcularse sus volúmenes de distribución por la concentración que tienen en una muestra de sangre o plasma.

2. Volumen del líquido extracelular.- Podría ser medido diluyendo una sustancia que no penetrase a las células pero que sí se distribuyese rápida y uniformemente en todo el plasma así como en el resto del líquido extracelular. Ejemplo: inulina.

3. Volumen del líquido intracelular.- Se calcula simplemente como la diferencia del agua corporal total y el agua extracelular. El agua total puede medirse con

sustancias que difunden libremente como agua pesada deuterio. Toda medida del volumen y compartimientos celulares se hace mediante el principio de dilución, para la cual debe conocerse la concentración total añadida de colorante, después de corto tiempo se toma un volumen de muestra de sangre y se determina la concentración en volumen tomado, luego se relaciona a la concentración total.

E. Factores que influyen en la distribución del agua corporalEl agua corporal total es mantenida en cantidades constantes, pero su distribución se halla sujeta a cambios. Los principales factores son las fuerzas osmóticas, la cuales resultan de la cantidad de solutos disueltos en los líquidos del cuerpo.

1. Solutos en los líquidos del cuerpo.- Tienen importancia no solo porque dirigen la distribución de los líquidos ósmosis, sino también porque intervienen en el mantenimiento del equilibrio ácido-básico. Debido a que existen diversas sustancias disueltas en los líquidos del cuerpo determinando la retención y la distribución de los mismos, conviene dividirlas en tres categorías:

1.1. Compuestos orgánicos de peso molecular pequeño (glucosa, urea, aminoácidos, etc.).- Puesto que estas sustancias difunden relativamente con libertad a través de las membranas celulares, ellas no son importantes en la distribución del agua. Sin embargo, si existe en grandes cantidades, contribuyen a retener y de este modo influyen sobre el agua corporal total.

1.2. Sustancias orgánicas de peso molecular elevado (principalmente las proteínas).- La concentración de los electrolitos y de los solutos orgánicos es la misma en el plasma y en el líquido intersticial; por lo tanto las presiones osmóticas debido a estas sustancias son prácticamente idénticas. Estas proteínas del plasma ejercen en él una gran presión osmótica. Debido a que también hay pequeñas cantidades de proteínas el líquido intersticial ejerce una presión opositora menor. Esto tiene como efecto atraer líquido y sustancias en el líquido intersticial disueltas a los vasos. A esta fuerza se opone la presión hidrostática de la sangre que tiende a sacar líquidos fuera de los vasos al espacio intersticial. Puede considerarse dos alternativas:1º. En la arteria del capilar, la presión hidrostática supera a la presión osmótica haciendo que los materiales del líquido arterial salgan al líquido intersticial.2º. En el lado venoso del capilar, la presión osmótica supera a la presión hidrostática haciendo que los materiales se reabsorban del líquido intersticial al capilar venoso.Esta explicación del mecanismo de recambio de líquidos y materiales disueltos entre la sangre y el compartimiento intersticial es la llamada hipótesis de Starding. El aumento en el espacio intersticial se denomina edema.La distribución de las concentraciones del plasma, o el aumento en la presión venosa como sucede en las enfermedades cardíacas son dos ejemplos de eventos patológicos que, al alterar el equilibrio entre las presiones osmóticas hidrostáticas, favorecen al edema.

Al intervenir en el metabolismo hídrico de diversas proteínas, el hígado actúa en los cambios de presión osmótica e hidrostática.  Estos tocan al riñón y a la diurésis.

1.3. Los electrólitos inorgánicos.- Debido a que existen en gran cantidad, es que son los constituyentes más importantes tanto en la distribución como en la retención del agua corporal, ya que mantiene la isosmolaridad por los fenómenos de permeabilidad activa y difusión pasiva y gradientes electroquímicos, su desequilibrio por diarrea, sudoración y vómito involucran retención, o eliminación de agua, es decir, dibalances del volumen en los compartimientos del organismo con serios problemas en el potencial de reposo de la célula y homeostasis celular.

Concentración de electrólitos en el plasmaCationes (+) mEq/litro Aniones (-) mEq/litrosNa+

K+

Ca++

Mg++

Total

142553155

HCO3-

ClHPO-

4

SO4

ácidos orgánicos proteínasTotal

2710326166

155

F. Importancia de beber Agua diariamente Más Agua, menos Grasa.

El agua ayuda al cuerpo a metabolizar las grasas acumuladas.  Hay estudios que demuestran que una disminución en el consumo de agua puede causar un aumento en los depósitos de grasa.

Mientras que un aumento en el consumo de agua puede llevar a una reducción de dichos depósitos. ¿Por qué? Porque los riñones no pueden funcionar adecuadamente sin suficiente agua.  Cuando no trabajan a capacidad, parte de su carga es traspasada al hígado.

Una de las principales funciones del hígado es metabolizar la grasa acumulada y convertirla en energía útil para el organismo.  El problema es que, si el

hígado tiene que hacer trabajo adicional, no puede trabajar a capacidad.  Como resultado, metaboliza menos grasa, hay más acumulación de ésta.

Poca Agua mucha "Retención"

Beber una adecuada cantidad de agua durante el día es el mejor tratamiento contra la retención de líquidos.  Cuando el cuerpo recibe menos agua de la que necesita, percibe un riesgo para su supervivencia y empieza a acumularla.  Las reservas de agua se acumulan en espacios extracelulares por lo que se manifiesta en forma de pies, manos y piernas hinchadas.  Los diuréticos ofrecen una solución temporal, pues forzan la salida del exceso de agua, junto con algunos nutrientes esenciales. 

Sin embargo, al darse esto, el organismo vuelve a percibir el riesgo y busca la primera oportunidad para reponer el agua perdida.

A más Sal más Agua

El organismo solo tolera el sodio en ciertas concentraciones.  Mientras más sal se consume, más agua retiene el cuerpo para diluirla.  Pero deshacerse del exceso de sal es fácil: solo hay que tomar agua.  A medida en que el agua pasa a través de los riñones, ésta remueve el exceso de sodio.

A mayor Peso más Agua

La gente subida de peso necesita más agua que la gente delgada, pues las primeras tienen cargas metabólicas más grandes. Pues el agua es básica para metabolizar la grasa; de lo que se deduce que una persona subida de peso necesita más agua para metabolizar el exceso de grasa.

Otras ventajas

Ayuda a mantener el tono muscular, lo cual, a su vez, ayuda a una apropiada contracción muscular, lo que a su vez evita la deshidratación. Ayuda a aliviar el estreñimiento. El colon es la principal fuente interna de agua.  Cuando el cuerpo recibe poca agua, absorbe la que necesita de las fuentes internas. 

G. POR QUÉ INGERIR POCA AGUA ES CAUSA DE TANTAS ENFERMEDADES

Para que las múltiples reacciones químicas que se desarrollan en nuestro organismo sean posibles hace falta ingerir cada día suficiente agua (el agua no es sustituible por otros líquidos). No hacerlo no sólo impide el correcto funcionamiento del organismo sino que puede provocar muchas patologías.

Cuando un ser humano -o un animal- se deshidrata el organismo reacciona aumentando la producción del neurotransmisor histamina a fin de regular la cantidad de agua disponible. Sólo que cuando eso sucede y la histamina y sus reguladores de agua subordinados son demasiado activos pueden aparecer alergias, asma y dolores crónicos en diferentes zonas del cuerpo, desde el dolor dispépsico hasta el artrítico

reumatoide pasando por el de angina, el lumbar, el de piernas, la migraña, la colitis. Y es que aunque esos dolores se perciban en zonas localizadas en realidad están avisando de que hay deshidratación de todo el organismo. Saber esto es importante, especialmente entre los médicos. Porque si tales síntomas no se reconocen como avisos urgentes de que el organismo necesita agua... se puede entonces llegar a una deshidratación crónica que puede causar a largo plazo muchos e irreversibles daños.Y lo malo es que esos dolores raramente se interpretan como una señal de que el nivel de agua que el cuerpo precisa está bajo mínimos. Los médicos saben -porque los análisis así lo indican- que en el organismo hay exceso de histamina... pero lo que hacen normalmente es recetar antihistamínicos o bloqueadores de la histamina con lo que además de no actuar sobre la causa provocan encima efectos secundarios negativos. Cuando bastaría decirle al paciente que beba cada día suficiente agua y así bajará de forma natural su nivel de histamina.

Es más, los antihistamínicos bloquean la dilatación capilar del cerebro precisamente cuando éste -en situación de deshidratación- debe computar más cantidad de información de lo normal, tal como ocurre en una situación de estrés.

Además, cuando se utilizan antihistamínicos el cerebro recibe menor provisión de sangre y, por tanto, de nutrientes. Y en ese estado muchas funciones de las células cerebrales empiezan a deteriorarse. Entre ellas, el sistema de transporte de los neurotransmisores a los terminales nerviosos.

I. LA FALTA DE AGUA, PRINCIPAL CAUSA DE LAS ENFERMEDADES CEREBRALESEl caso es que la deshidratación crónica de las células cerebrales junto a la falta de sodio y de un aminoácido esencial -el triptófano- son la principal causa de las patologías cerebrales: Alzheimer, Parkinson, Esclerosis múltiple, Ataxia cerebelosa, la depresión. La principal, no la única. De hecho hay otros factores como, por ejemplo, el exceso de aluminio en circulación dentro del cuerpo. Una posibilidad que se fundamenta en el hecho constatado de que el aluminio está muy presente en el agua ya que hasta en las sociedades occidentales tecnológicamente más avanzadas se utiliza sulfato de aluminio en el proceso de desinfección del agua potable de las ciudades. En el cerebro, como decimos, es imprescindible tanto un buen nivel de hidratación como de sodio en el interior de las células pues ello es absolutamente esencial tanto para la generación de la energía hidroeléctrica con la que se nutre como del buen funcionamiento de los mecanismos de neurotransmisión. Una regulación que controla básicamente un aminoácido esencial, el triptófano, que activa para ello una serie de neurotransmisores (la serotonina, la triptamina, la melatonina y la indolamina).Pues bien, al parecer la deshidratación causa una grave carencia de triptófano en el cerebro.

Y cuando eso sucede, cuando los niveles de triptófano son inferiores a lo normal -este aminoácido es muy sensible al estrés-, entra en acción un "mecanismo de seguridad": el sistema renina-angiotensina-aldosterona que induce la retención de sal y un aumento de actividad de la histamina. Luego, con el reaprovisionamiento del triptófano

al cerebro, la actividad de la histamina disminuye y el contenido de sal en el cuerpo y la presión sanguínea se normalizan con lo que todas las funciones corporales vuelven a trabajar correctamente haciendo posible la homeostasis. De ahí que sea tan importante asegurarse de reponer las reservas de este aminoácido esencial mediante los alimentos ya que el organismo no lo sintetiza.Obviamente -añadiremos nosotros-, hay que tener en cuenta igualmente la falta de oxigenación de las células cerebrales por déficit de sangre debido a otras causas. Por ejemplo, por la compresión patológica de las estructuras neurovasculares que en ocasiones tiene lugar en la base del cuello si afectan a la arteria vertebral haciendo que llegue un menor flujo de sangre al cerebro y dificultando el retorno venoso en la zona craneoencefálica.

J. LA IMPORTANCIA DEL AGUA EN LA DIGESTIÓN

También en el proceso de digestión el agua es fundamental. Cuando comemos el organismo segrega en el estómago el denominado jugo gástrico, una solución muy corrosiva compuesta básicamente por ácido clorhídrico diluido y una enzima inactiva llamada pepsinógeno que se transforma en pepsina y tiene como función descomponer las proteínas en elementos más pequeños -los péptidos- para proceder a su metabolización. Luego, a medida que el estómago hace su trabajo, las porciones no metabolizadas son trasladadas al intestino delgado a través de otra válvula: el píloro. Sólo que antes de pasar al intestino delgado el páncreas segrega -además de dos enzimas (la amilasa y la lipasa) y dos proteasas (la tripsina y la quimotripsina) que continúan con el proceso digestivo- una solución bicarbonatada para alcalinizar el entorno y contrarrestar la acidez con la que llega el alimento del estómago.

Pues bien, para fabricar esa solución bicarbonatada el páncreas necesita una gran cantidad de agua circulante. Y cuando el cuerpo está deshidratado eso no es posible con lo que el proceso digestivo no puede realizarse de forma eficiente. En otras palabras, cuando el cuerpo está deshidratado, cuando tiene escasez de agua, no hay garantía de que el jugo gástrico sea neutralizado debidamente. Y ahí empieza el problema porque como el sistema no va a permitir de ninguna forma que el contenido ácido y corrosivo del estómago alcance el intestino ya que el daño sería irreparable, el píloro -la válvula que separa el estómago del intestino- permanece cerrado. Un hecho que es el primer paso en la producción del dolor dispépsico. Obviamente, como el estómago no puede retener de forma permanente su contenido, al organismo sólo le queda una vía para vaciarlo: la boca. Y provoca el vómito. Una acción que conlleva otro problema: la irritación que provoca en el esófago el paso de los alimentos ácidos al ir desde el estómago hasta la boca: lo que llamamos "ardor de esófago".Dicho esto, hay que añadir que la falta de agua provoca también otras dolencias. Es el caso de la colitis -o inflamación de colon- y del estreñimiento al que frecuentemente va asociada. Ambas patologías deberían considerarse también, a juicio de Batmanghelidj, "señales claras de deshidratación del cuerpo".

Porque, según explica, si bien es verdad que la falta de fibra con la comida puede provocar ambos problemas es aún más importante la falta de agua ya que sin ella no hay lubricación y los excrementos no pueden ser expulsados (o lo son con mayor dificultad). Una situación que se agrava cuando, comida tras comida, seguimos sin beber suficiente agua y se acumulan en el intestino grueso las heces endurecidas (lo que llamamos estreñimiento). Proceso que con el tiempo termina causando dolor e inflamación en el colon -a veces con infección- y que es lo que conocemos como colitis. En suma, para Batmanghelidj no hay duda alguna de que tanto el estreñimiento como la colitis se evitan simplemente bebiendo suficiente agua cada día. Termino añadiendo que para Batmanghelidj también la bulimia puede estar causada por una deshidratación crónica del cuerpo. Según él, muchas de las personas bulímicas que sienten una necesidad incontrolable e instantánea de vomitar nada más comer lo hacen porque al no tener su organismo suficiente agua para alcalinizar el entorno del estómago antes de pasar al intestino -según el proceso descrito antes- se ven obligadas a hacerlo. Una situación que cuando se repite a menudo les lleva a tener el mencionado "ardor de esófago" y que, incluso, puede llevar a desarrollar cáncer (generalmente en la parte inferior del mismo). Pero afirma sobre todo que -en general- los bulímicos confunden inconscientemente la "necesidad de comer" con la "necesidad de beber". Asegurando que si se hidrataran convenientemente bebiendo suficiente agua todos los días la "sensación de hambre" -que no sería tal sino de sed- desaparecería.

LA ARTRITISPara la Medicina convencional la artritis es una enfermedad producida por la alteración patológica del cartílago -uno de los tejidos que forman las articulaciones-, lo que provoca dolor e hinchazón en las articulaciones que, con el paso del tiempo, pueden llegar a lesionarse gravemente provocando artrosis, Lo más grave, en cualquier caso, es que en realidad oficialmente se desconoce la causa -sólo hay elucubraciones- y el futuro de quienes padecen esta "enfermedad" es sufrirla de por vida consumiendo constantemente antinflamatorios, analgésicos y otros paliativos que engorden las cuentas de la industria farmacéutica.Los millones de personas de todo el mundo que sufren alguna forma de artritis deberían saber que también en su caso el problema suele estar causado también por una deshidratación crónica. Según Batmanghelidj, los dolores en las articulaciones deberían de hecho considerarse meros indicadores de falta de agua en la superficie del cartílago de la articulación afectada. Es decir, el dolor artrítico no sería más que otra señal de deshidratación... aunque puntualiza que en algunos casos la carencia de sal en el organismo puede ser un factor coadyuvante.La superficie del cartílago de los huesos contiene mucha agua encargada de lubricar las articulaciones y permitir que las dos superficies opuestas resbalen libremente entre sí durante el movimiento. Lo que permite a un cartílago bien hidratado que el deterioro a causa de la fricción sea mínimo. Por tanto, cuando no hay suficiente agua, cuando las articulaciones no están bien hidratadas, cuando la lubricación no es la adecuada, las superficies rozan entre sí provocando el llamado dolor artrítico. Consecuentemente debería bastar con incrementar la ingesta regular de agua para producir una mayor cantidad de sangre circulante en la zona que rehidrate plenamente el cartílago. La hinchazón y el dolor en la cápsula de la articulación, según Batmanghelidj, no serían pues sino la indicación de que hay una dilatación

excepcional, una inflamación de los vasos que proveen de sangre a la cápsula. Añadiendo que como la deshidratación en las superficies de la articulación puede provocar un daño grave -hasta el punto de desnudar las superficies del hueso y dejarlas descubiertas- el tejido dañado activa entonces un mecanismo para reparar y remodelar la articulación. Y lo hace secretando hormonas en la cápsula de la articulación para que remodelen y reestructuren las superficies. Por desgracia, se trata de un proceso de reparación que suele provocar a veces la deformación de las articulaciones, es decir, artrosis. En suma, para evitar la artritis lo que habría que hacer es tomarse en serio el primer dolor inicial, empezar en ese momento a ingerir suficiente agua diariamente y doblar suavemente y de forma constante las articulaciones para activar la circulación en la zona a fin de recuperar la movilidad. Y solo si el dolor no desapareciera en unos días, consultar al médico.

El LUMBAGOObviamente, lo dicho es válido para las articulaciones vertebrales de la columna. Con la diferencia de que en ellas el agua no sólo lubrifica las superficies de contacto sino que la almacena en el corazón de los discos intervertebrales para así soportar la presión del peso de la parte superior del cuerpo. De hecho, se calcula que el 75% del peso de la parte superior del cuerpo es soportado por el volumen de agua almacenado en el núcleo del disco de la 5ª vértebra lumbar mientras el otro 25% es soportado por la materia fibrosa que existe alrededor de ese disco. Pues bien, según Batmanghelidj cuando hay deshidratación los discos intervertebrales y las articulaciones de la columna están entre los primeros órganos afectados. Y que su valoración parece correcta lo indica que la afectación del 5º disco lumbar -cuya función es tan importante para mantenernos erguidos- suele producirse en el 95% de los casos de problemas de columna.Obviamente, cuando ésta está en malas condiciones se producen, como consecuencia, diversos problemas musculares, entre ellos el lumbago -o lumbalgia-, familiarmente conocido como "dolor de riñones" aunque en realidad no lo causen éstos sino las alteraciones de las diferentes estructuras que forman la columna vertebral: ligamentos, músculos, discos vertebrales y vértebras.

EL ESTRÉSCuando el cuerpo está deshidratado pone en marcha unos procesos fisiológicos similares a los que activa cuando está atendiendo una situación de estrés. Por eso para él la deshidratación causa estrés y el estrés causa una posterior deshidratación ya que agota las reservas de agua del cuerpo. Es decir, cuando el cuerpo vive una situación de estrés -o de deshidratación según el paradigma de Batmanghelidj- asume una situación de crisis y empieza a movilizar una respuesta a esa situación. Entre otras cosas, activando el sistema renina-angiotensina-aldosterona Y segregando diversas hormonas que mantiene activas hasta que el cuerpo sale de las circunstancias estresantes. Esas hormonas son, principalmente, las endorfinas, la cortisona, la prolactina, la vasopresina. Veamos cómo actúan y qué efectos producen.

LA HIPERTENSIÓN

La actividad del denominado sistema renina-angiotensina-aldosterona -un mecanismo subordinado a la activación de histamina en el cerebro- es esencial en el control del volumen y la presión sanguínea activándose para conservar el agua cuando falta ésta o cuando hay carencia de sodio en las células. Es más, hasta que el contenido de agua y sodio del cuerpo no alcanza un nivel adecuado el sistema actúa estrechando la capa capilar y el sistema vascular. Un estrechamiento cuyo nivel se puede medir y conocemos como

La razón de ese estrechamiento de los vasos sanguíneos durante una situación de estrés es fácil de comprender. Cuando hay estrés parte del agua disponible se usa para disolver las materias almacenadas, como las proteínas, el almidón y la grasa. Y es para compensar el agua gastada que se pone en marcha el sistema renina-angiotensina-aldosterona coordinando su funcionamiento con la vasopresina y otras hormonas. Cabe añadir que son los riñones el principal lugar de actividad de ese sistema. A fin de cuentas, son los responsables de la producción de orina con que eliminamos las toxinas y demás material de desecho. Bueno, pues para poder trabajar en condiciones los riñones necesitan suficiente agua. Y es verdad que ante su carencia pueden concentrar la orina pero no es menos cierto que esa capacidad no debe usarse hasta el límite so pena de dañar el riñón. En suma, el sistema renina-angiotensina-aldosterona es más activo cuando los riñones están dañados y la producción de orina es insuficiente. Y, por tanto, provocar disfunciones renales. Los problemas renales, por tanto, pueden también ser consecuencia de una deshidratación crónica y de una carencia de sodio (sal).

En definitiva, la presión arterial alta es el resultado de un proceso de adaptación a la carencia de agua en el cuerpo. Cuando no bebemos suficiente agua para atender todas las necesidades del mismo algunas células se deshidratan. Se sabe que en caso de restricción de agua el organismo extrae el 66% del agua almacenada en el interior de las células, el 26% de la contenida en el exterior de las mismas y el 8% de la sangre. Y en esos casos los vasos sanguíneos no tienen más alternativa que reducir su capacidad para responder a la disminución del volumen de sangre, reducción que causa el incremento de la presión sanguínea que conocemos como hipertensión.

Cuando bebemos menos agua de la diariamente necesaria el cierre de algunas capas vasculares es la única alternativa que tiene el organismo para mantener el resto de los vasos sanguíneos llenos. Por tanto, el tratamiento esencial de la hipertensión debería consistir también, sencillamente, en aumentar la ingesta diaria de agua.

El COLESTEROL

La hipercolesterolemia o exceso de colesterol en el organismo difiere también mucho de la convencional. Según él, tener demasiado colesterol en sangre no es sino un mecanismo de defensa de las membranas celulares contra la fuerza osmótica de la sangre a fin de conservar el agua, o bien señal de que la sangre concentrada no puede liberar bastante agua para atravesar la membrana celular y mantener las funciones celulares normales.

Es decir, la excesiva elaboración de colesterol y su depósito en la membrana celular no es más que parte del objetivo natural de proteger a las células vivas de la deshidratación ya que es como una especie de "arcilla" natural que hace de pared celular impidiendo el paso del agua.

Según explica, en las células vivas con núcleo el colesterol es el agente que regula la permeabilidad al agua de la membrana celular. Y en las que no poseen núcleo la composición de los ácidos grasos empleados en la elaboración de la membrana celular le da el poder de sobrevivir a la deshidratación. La producción de colesterol en la membrana celular es, pues, una parte del sistema de supervivencia de la célula. Por consiguiente, es una sustancia absolutamente necesaria y su exceso lo único que es denota es que existe deshidratación. Resumiendo, el doctor Batmanghelidj afirma que la integridad de la membrana celular depende de la cantidad de agua disponible para ella. En una membrana bien hidratada el agua es la materia adhesiva; en una deshidratada es el colesterol el que se encarga de pegar los "bloques" e impedir la pérdida de agua del interior de la célula. Por tanto, si aportamos al cuerpo el agua necesaria antes de ingerir alimentos evitaremos la formación de colesterol en los vasos sanguíneos.Así pues, el exceso de colesterol no sino el resultado de la deshidratación. Eso sí, cuando un aumento de la ingesta de agua hace bajar los niveles de colesterol pero éstos aumentan luego otra vez hay que asegurarse de que el cuerpo no tiene deficiencia de sodio.

EL SOBREPESOTambién el sobrepeso está relacionado para Batmanghelidj con el agua. Algo que justifica explicando, en primer lugar, que las sensaciones de sed y hambre se tienen cuando el nivel de energía del cuerpo está bajo. En tales casos el organismo moviliza la energía almacenada en la grasa para lo que necesita poner en marcha los mecanismos de secreción hormonal. Sólo que como ese proceso tarda más tiempo del que a veces puede esperar, la parte frontal del cerebro se encarga de obtener energía inmediata a partir del azúcar de la sangre o de la "hidroelectricidad".

Téngase en cuenta que el cerebro gasta una enorme cantidad de energía y por eso recibe aproximadamente el 20% de toda la circulación sanguínea. Es decir, para cubrir sus necesidades energéticas el cerebro utiliza dos mecanismos:-El azúcar presente en la sangre, que obtiene con la metabolización de la comida; y-El suministro de agua y su conversión en energía hidroeléctrica. El problema es que el ser humano no sabe distinguir entre la necesidad de sed y la necesidad de comida y cuando estas señales llegan... tiende a comer. Porque como ya explicamos en nuestro anterior artículo, la boca seca no es sino el último aviso, la señal de alarma cuando la deshidratación prácticamente ya es un hecho. Y al alimentarnos en exceso por no entender que el cuerpo nos pide agua y no comida, uno gana peso.

DIABETES Y DESHIDRATACIÓN

La diabetes es un desorden del metabolismo, siendo la insulina el factor más importante del proceso. Pues bien, se dice que una persona tiene diabetes cuando el páncreas no produce insulina -o produce muy poca- (se la llama entonces diabetes Tipo I o diabetes dependiente de la insulina es muy probablemente también el resultado final de una carencia de agua. ¿La razón? Cuando hay deshidratación el cuerpo produce histamina para regular el nivel agua... pero paralelamente se activan un grupo de sustancias conocidas como prostaglandinas, implicadas también en un sistema subordinado de distribución racionada de agua a las células del cuerpo. Siendo una de ellas la prostaglandina tipo E, que parece estar también implicada en la elaboración de la solución bicarbonatada que contrarresta la acidez de los alimentos en el proceso digestivo pero que se encarga también de inhibir naturalmente la secreción de insulina por el páncreas.

Es decir, la prostaglandina E tiene dos funciones claras: por un lado, distribuir agua al páncreas; y, por otro, inhibir la acción de la insulina. Y sería esa inhibición la causa de la diabetes tipo I. Que, por tanto, sería consecuencia de la causa principal: la deshidratación crónica.

Mecanismos homeostáticos en deshidratación por diarrea. Se observan las vías y los mecanismos, aferentes y eferentes, para mantener la homeostasis orgánica, cuando hay exceso de perdida de agua y sodio por la diarrea, a través del aumento de la sed, de la producción de aldosterona y de la liberación de hormona antidiurética. Estas últimas actúan en riñón, para retener sodio y agua. La deshidratación por diarrea es el desequilibrio hidroelectrolítico más frecuente

COMPOSICIÓN DE ELEMENTOS MINERALES EN LAS COMPARTIMIENTOS

El agua corporal se distribuye en el organismo en 2 grandes compartimientos: el compartimiento intracelular (CIC) y el compartimiento extracelular (CEC).El término del líquido del organismo comprende el líquido intracelular y extracelular y, por extensión, abarca también los líquidos de las cavidades del organismo como son la pleural, la peritoneal, la pericárdica, etc. Cuya composición en general es muy parecida a la del líquido intersticial o linfa.

1. COMPOSICIÓN DEL COMPARTIMIENTO EXTRACELULAR (CEC)

El líquido extracelular se conoce más a fondo por la facilidad con la que se obtiene muestras de él, a partir del suero con la sangre o de los trasudados de las cavidades serosas. El agua contenida en el CEC representa la diferencia existente entre el agua corporal total y el agua contenida en el CIC. El CEC contiene cerca de la tercera parte del agua corporal total. El 25 % del peso corporal es una aproximación del CEC del lactante y 20 % del peso corporal de niños mayores y adultos.A su vez, el compartimiento extracelular está distribuida en dos compartimientos: el INTRAVASCULAR, formado por el volumen contenido dentro del árbol vascular y el

lNTERSTICIAL, el comprendido entre las membranas celulares, por un lado, y la pared de arterias, venas y capilares, por el otro.

COMPOSICIÓN IÓNICA DE LOS LÍQUIDOS EXTRACELULAR E INTRACELULAR

LIQUIDO EXTRACELULARLIQUIDO

INTRACELULAR

Na+ 142 mEq/L 10 mEq/L

K+ 4 mEq/L 140 mEq/L

Ca++ 2.4 mEq/L 0.0001 mEq/L

Mg++ 1.2 mEq/L 58 mEq/L

Cl- 103 mEq/L 4 mEq/L

HCO3- 28 mEq/L 10 mEq/L

Fosfatos 4 mEq/L 75 mEq/L

pH 7.4 7.0

Proteínas 2 g/dL 16 g/dL

En términos generales los componentes del CEC son soluciones formados por Na+ y Cl- con cantidades adicionales de bicarbonato, HCO3

-, que nivelan el Na+ , más

cantidades pequeñas de otros iones como Ca+2, K+ , PO4-3 , SO4

-2 , etc. La única diferencia importante es la proporción de proteína, que en plasma es de 7 a 8 g. por 100 ml. La que representa 16 a 18 mEq. por litro, a razón de 8 mEq por milimol de proteínas, hecho que explica en parte, las diferencias entre los valores equivalentes y los osmolares del plasma. La concentración total de los componentes iónicos del plasma es de alrededor de 340 mEg por litro de agua del plasma, o de 310 mEq por litro de plasma completo, ya que la cantidad de agua en el plasma es de 93%.

Por lo que se refiere a las concentraciones iónicas relativas entre el líquido intersticial y el líquido plasmático, están modificados por el equilibrio de Donnan. De ellos de acuerdo con las leyes de la neutralización eléctrica, hay la mitad de cationes (positivos) y la otra mitad de aniones (negativos). Desde el punto de vista de HCO3

- aunque su concentración se expresa en forma de volúmenes de gas (CO2) por 100 ml.Los análisis de otros líquidos intersticiales como el peritoneal, el cefalorraquídeo, la linfa, etc., indican la presencia de cantidades parecidas de iones y la única diferencia reside en la concentración de proteína, la cual influye sobre la distribución de los aniones a un lado y otro de las membranas que separan un líquido de otro.Todos los líquidos extracelulares tienen características semejantes que, el resumen, son las siguientes: concentraciones idénticas de aniones y de cationes, propiedades coligativas similares; muestran gran constancia en su composición iónica de cationes. En general, la masa total de líquidos extracelulares (20% del peso corporal) es relativamente constante y no se modifica en estado normal en más de un 10% en un sentido o en otro.

Distribución del agua corporal de un adulto de 70 Kg.

Resumen, en un adulto, la distribución del agua corporal en los distintos compartimientos.

2. COMPOSICIÓN DE LOS COMPARTIMIENTOS INTRACELULARES

Existen grandes dificultades para el estudio de la composición en los líquidos intracelulares, ya que no es posible hacer análisis directos de ellos y; por lo tanto; sus características deben de inferirse de los análisis del tejido completo o por cálculos derivados de datos indirectos.

Los iones intracelulares mas importantes son los cationes, K+ y Mg+2, y los fosfatos como aniones. La composición iónica intracelular depende de la actividad de la membrana en situaciones normales, debido al aporte energético y para fines funcionales, es relativamente impermeable tanto a la salida de cationes como a la entrada de aniones; en ciertas condiciones como la anoxia, el ejercicio, ciertas deficiencias hormonales, la hipernatremia (exceso de sodio en la sangre) por administración excesiva de cloruro de sodio por vía parenteral, etc., es posible que salga el potasio de las células hacia el exterior.

En el líquido intracelular, la concentración de calcio es muy pequeña pero posee extraordinario significado funcional y las cantidades de sodio son mucho menores que en el líquido extracelular. El Cl- que es el anión más importante del líquido extracelular esta prácticamente ausente en el interior de las células. El anión común a ambos comportamientos, aunque es más abundante en el líquido extracelular, es el HCO3

- . Numerosos autores señalan las dificultades para valorar la composición del líquido intracelular en miliequivalentes en vista de que no se conoce exactamente la actividad iónica de las proteínas formando compuestos no iónicos, lo mismo sucede con el potasio y el magnesio intracelulares a que menudo nos están ionizados y libres sino unidos o otras sustancias, como las proteínas.Por otro lado debe de tenerse en cuenta que el líquido intracelular no constituye algo homogéneo pues cada tejido puede tener su composición peculiar y, más aún, en el mismo seno del tejido y de los comportamientos subcelulares-citosol, líquido intramitocondrial, jugo nuclear, etc., puede presentarse diferencias que desde el punto de vista fisiológica son muy importantes.

COMPARTIMIENTOS DE LÍQUIDOS DEL ORGANISMO

3. FUNCIONES DE LOS ANIONES Y CATIONES INTRA Y EXTRA CELULAR

Aunque los elementos minerales constituyen una cantidad relativamente pequeña de los tejidos del organismo total, son esenciales en muchos fenómenos vitales, por ejemplo el calcio en la sangre tiene su papel en la excitabilidad neuromuscular y en la coagulación sanguínea, también se han tratado los efectos de diversos iones en la activación de enzimas y el papel de los electrolitos en la regulación del equilibrio ácido básico.A menudo tiene importancia el equilibrio de algunos iones en los tejidos, por ejemplo, la osificación normal requiere una relación normal entre el potasio y el calcio del líquido extracelular debe de ser mantenida para asegurar la actividad normal de los músculos.Ciertos elementos minerales, especialmente el sodio y el potasio, constituyen los factores principales en el gobierno osmótico del metabolismo del agua, otro minerales son parte integrante de compuestos fisiológicos importantes tales como el yodo en la tiroxina, el hierro en la hemoglobina, el zinc en la insulina, el cobalto en vitaminas B12 , el azufre en la tiamina, en la biotina, en la coenzima A y en el ácido liboico, también participa en el mantenimiento del equilibrio ácido básico, los aniones, CO3 , PO4

2, y Hb . El organismo animal requiere de 7 minerales principales que son: calcio, magnesio, sodio, potasio, fósforo, azufre y cloro. Estos minerales constituyen del 60 al 80% de todo el material inorgánico del cuerpo. Además, por lo menos otros 8 minerales son utilizados por el organismo en cantidades sumamente pequeñas, ellos son: hierro, cobre, flúor, yodo, manganeso, cobalto, zinc y molibdeno. Algunos otros elementos se encuentran en los tejidos pero sus funciones, si es que tienen alguna, no están claramente definidos. Estos incluyen al aluminio, boro, selenio, y cromo.

a) LOS IONES EXTRACELULARES

a.1. Funciones del Sodio y del Cloruro

Las funciones principales del Sodio y del Cloruro en el organismo son las siguientes:- Ayuden a conservar el volumen de los compartimientos proporcionando cerca del 80% de la concentración osmolar de los líquidos orgánicos. El sodio es, con mucho, el catión más importante del líquido extracelular para el sostenimiento de su volumen y su presión osmótica.- Forman parte de la composición del jugo gástrico, el jugo pancreático, el jugo intestinal, etc. que se vierte en grandes cantidades en la luz del tubo digestivo. En estado normal, estos líquidos son absorbidos constituyendo la “circulación interna del agua y de las sales” que permite formación constante, sin que se gasten agua o sales. En situaciones patológicas, la perdida de estas secreciones producen graves trastornos; por ejemplo, el vómito causa la falta de Cl.- y produce alcalosis; en la fístula duodenal, la perdida del jugo pancreático produce acidosis por la fuga de Na+ y el anión correspondiente, HCO3

- , en la diarrea intensa con perdida de las secreciones pancreáticas e intestinales también se pierde agua, Na+ y HCO3

-

- Ayudan a la regulación de la neutralidad o sea del equilibrio ácido básico del organismo. Las proporciones de HCO3

- H2PO4 y el pH, están estrechamente interrelacionados; y una regulación pronunciada en los mecanismos respiratorios y renales.- La excitabilidad y de irritabilidad de la terminación neuromuscular dependen en parte de la concentración de distintos iones de los cuales el Na+ y el K+ , tienden a aumentarla; y el Ca++ el Mg++ y el H+ tienden a disminuirla.- Existe una cantidad importante de sodio en los huesos, formado parte de las sales absorbidas a los cristales óseos que constituyen un reservorio de sodio fácilmente movilizable.

a.2 Balance del Sodio y del Cloruro

La ingestión habitual de cloruro de sodio es muy variable y oscila entre 5 y 15 g. diarios. En general, con 10 g de cloruro de sodio diarios o sea de 4 g de sodio se llenan con exceso los requerimientos fisiológicos, ya que estos son de 40 a 285 g diarios (100 a 730 mg de NaCl) que corresponden a los excretado por la orina, por las materias fecales y, en pequeñas proporciones por el sudor en condiciones de ingestión nula de sal.

El sodio y el cloruro presentas en el intestino son absorbidos casi por complemento; su excreción urinaria constituye cerca del 90% del total; el resto se elimina por el intestino y, en pequeña parte, por la perdida insensible cutánea. La perdida de sodio y de cloruro por la orina esta condicionada a sus concentraciones plasmáticas. Normalmente el sodio esta presente en el plasma, en concentraciones de 130 a 145 mEq/l. (300 a 335 mg por 100 ml); cuando desciende el Na plasmático por ingestión inadecuada o por alguna otra causa, la excreción urinaria de sodio disminuye de modo proporcional y en algunos casos llega a ser prácticamente de cero; lo mismo sucede con el cloruro plasmático que cuando cae por debajo de 90 a 95 mEq/l determina su baja eliminación renal.El sodio excretado por vía renal es el resultado de la absorción tubular incompleta del sodio filtrado por el glomérulo; la mayor parte se absorbe en la parte proximal del túbulo y el resto en la parte distal. El fenómeno depende de las hormonas

suprarrenales que aumentan la absorción del sodio (y el cloruro) en la parte distal de túbulo. Como las sales de sodio responden de la osmolaridad efectiva de los líquidos, cualquier variación en la concentración de sodio en el suero representa cambios efectivos en el movimiento de agua de las células a los tejidos extracelulares o viceversa. Muchas de las alteraciones fisiológicas, que pueden tener su contraparte clínica dependen en sentido estricto de la concentración de sodio en los diversos comportamientos líquidos (hiponatremia, disminución del Na+ o hipernatremia, aumento del Na+).

Regulación del sodio

La mayor parte del sodio del organismo se encuentra en la sangre y en el líquido que rodea las células. El sodio se ingiere a través de los alimentos y las bebidas y se elimina con el sudor y la orina. Los riñones normales pueden modificar la cantidad de sodio que se excreta en la orina para que la cantidad total de sodio en el cuerpo varíe poco de un día a otro. Una alteración del equilibrio entre el consumo de sodio y su eliminación afecta la cantidad total de sodio presente en el organismo. Las alteraciones de la cantidad total de sodio están estrechamente ligadas a las del volumen de agua en la sangre. Una pérdida global del sodio del cuerpo no provoca necesariamente una disminución de la concentración de sodio en la sangre, sino que puede causar la disminución del volumen de sangre. Cuando éste disminuye, la presión arterial cae, se eleva la frecuencia cardiaca y se producen leves mareos e incluso shock en algunas ocasiones. Al contrario, el volumen sanguíneo puede aumentar cuando hay un exceso de sodio en el cuerpo. El líquido extra se acumula en el espacio que rodea las células dando como resultado una afección denominada edema. Una señal de edema es la tumefacción de los pies, los tobillos y la parte inferior de las piernas. El volumen de sangre y la concentración de sodio pueden verse afectados cuando se pierden o se ganan los excesos de agua y sodio. El cuerpo supervisa constantemente la concentración de sodio de la sangre y el volumen sanguíneo. Cuando la concentración de sodio aumenta demasiado, el cerebro siente sed, incitando a la persona a beber. Determinados sensores de los vasos sanguíneos y de los riñones detectan las disminuciones del volumen sanguíneo e inician una reacción en cadena que intenta incrementar el volumen de líquido en la sangre. Las glándulas suprarrenales secretan la hormona aldosterona, que hace que los riñones retengan sodio. La hipófisis secreta la hormona antidiurética, que hace que los riñones retengan agua. La retención de sodio y agua conduce a una disminución en la producción de orina, lo que finalmente provoca un aumento del volumen sanguíneo y un retorno de la presión arterial a su valor normal. Cuando los sensores de los vasos sanguíneos y de los riñones perciben un aumento de la presión arterial, y los sensores del corazón detectan un aumento del volumen sanguíneo, se estimulan los riñones para que excrete más sodio y orina, reduciendo de ese modo el volumen sanguíneo.

Bajas concentraciones de sodio

La hiponatremia (valor bajo del sodio en la sangre) es una concentración de sodio en la sangre por debajo de 136 (mEq) por litro de sangre. La concentración de sodio en la sangre desciende demasiado cuando el sodio se ha diluido en exceso por una cantidad aumentada de agua en el cuerpo. El sodio puede diluirse excesivamente en aquellas personas que beben enormes cantidades de agua, como ocurre algunas veces en ciertos trastornos psiquiátricos y en los pacientes hospitalizados que reciben por vía endovenosa grandes cantidades de líquidos. En cualquier caso, la cantidad de líquido ingerido supera la capacidad de los riñones para eliminar el exceso. El consumo de pequeñas cantidades de agua (como un litro al día) puede producir hiponatremia en los individuos cuyos riñones no funcionan adecuadamente, como sucede en la insuficiencia renal. La hiponatremia también puede darse a menudo en personas que padecen insuficiencia cardíaca y cirrosis hepática, en las que se produce un aumento del volumen de sangre. En esos casos, este aumento provoca una dilución excesiva del sodio, aunque, por lo general, aumenta de igual manera la cantidad total de sodio en el organismo. La hiponatremia se produce en personas con glándulas renales hipoactivas que excretan demasiado sodio (enfermedad de Addison). Esta pérdida de sodio por la orina está provocada por una deficiencia de la aldosterona (una hormona suprarrenal).

Elevadas concentraciones de sodio

La hipernatremia (valor elevado del sodio en la sangre) es una concentración de sodio en la sangre superior a 145 (mEq) por litro de sangre.En la hipernatremia, el cuerpo contiene muy poca agua en relación a la cantidad de sodio. La concentración de sodio en la sangre aumenta hasta alcanzar valores anormalmente altos cuando la pérdida de agua excede la pérdida de sodio (cuando se bebe poca agua).Una concentración elevada de sodio en la sangre significa que el individuo no siente sed cuando debe o bien tiene sed pero no puede conseguir agua suficiente para beber. La hipernatremia se observa también en personas con un funcionamiento renal anormal o bien en las que presentan diarrea, vómitos, fiebre o sudación excesiva. La hipernatremia es más frecuente entre las personas de edad avanzada. En general, la sensación de sed se percibe más lentamente y con menos intensidad en estas personas que en los jóvenes. Los ancianos que están postrados en cama o que sufren de demencia pueden ser incapaces de conseguir el agua para beber, aunque perciban la sensación de sed. Además, a una edad avanzada, los riñones son menos capaces de concentrar la orina, de modo que estas personas tampoco pueden retener el agua con la misma eficacia. Los ancianos que toman diuréticos, forzando los riñones a excretar más agua, corren particularmente el riesgo de hipernatremia, sobre todo cuando hace calor o enferman y no beben suficiente. La hipernatremia es siempre grave y especialmente en personas de edad avanzada. Casi la mitad de los individuos hospitalizados por esta afección fallecen.

Muchos de los pacientes sufren enfermedades de base graves que permiten el desarrollo de la hipernatremia; de ahí que el índice de mortalidad sea tan elevado.La hipernatremia puede ser también la consecuencia de una excesiva excreción de agua por parte de los riñones, como sucede en la diabetes insípida. En caso de diabetes insípida, la hipófisis secreta una cantidad insuficiente de hormona antidiurética (la hormona antidiurética hace que los riñones retengan agua), o bien los riñones no responden a la hormona de un modo adecuado. A pesar de la pérdida excesiva de agua por parte de los riñones, las personas con diabetes insípida rara vez desarrollan hipernatremia, siempre y cuando sientan sed normal y tengan acceso al agua.

b. LOS IONES INTRACELULARES

Entre los cationes intracelulares más abundantes está el potasio, que ocupa el primer lugar, con concentraciones vecinas a 150 mEq/l de agua celular y el magnesio con unos 25 mEq/l de agua celular.

El potasio es probablemente el ión que tiene más influencia sobre la irritabilidad y excitabilidad celulares, así como sobre la permeabilidad de las membranas. El potasio es un componente de las células y para formar 1 kg. de masa tisular, especialmente músculo, se requiere alrededor de 100 mEq de potasio. La salida de potasio de la misma manera que el sodio, participa en la regulación de la presión osmótica y del equilibrio ácido básico, solo que su actividad es desempeñada en el interior de las células.

b.1. Balance de PotasioEl potasio se ingiere por vía oral en proporción de cerca de 4 g (100 mEq) diarios y es absorbido por completo en el tubo digestivo. Se elimina cerca de 10% del total por las materias fecales y el 90% restante se excreta por vía urinaria. El potasio filtrado por el glomérulo se absorbe casi por completo en los túbulos renales; además se ser eliminado con el filtrado glomerular, el potasio se excreta en los túbulos donde se intercambia con sodio que entra nuevamente al organismo, a cambio de potasio. La concentración plasmática de potasio se sostiene eficientemente por medio de la excreción urinaria de las cantidades que se encuentran en exceso de las normales de 5 mEq/l (20 mg por 100 ml).

La regulación del K+ plasmático (5 mEq/L) depende de su capacidad para moverse de las células hacia el líquido extracelular. El K+ que se elimina del espacio extracelular es en parte reemplazado por el K+ celular proveniente del músculo, hígado o elementos figurados de la sangre. Hormonas como insulina, aldosterona o epinefrina, determinan en gran parte este movimiento transcelular; así como cambios en el pH plasmático y la concentración de bicarbonato. Otro factor que influye en el K+ sérico es su ingreso, ya sea por vía oral o parenteral.

La insulina favorece la movilización del K+ hacia el interior del músculo y el hígado. La secreción de insulina varía directamente con la concentración del K+ plasmático.

Evidencias clínicas y experimentales sugieren que la insulina desempeña un papel fisiológico muy importante en la regulación del K+ sérico. Por ejemplo, un aumento en la concentración de K+ plasmático después de ingerir alimento, estimula la secreción de insulina que hace descender el potasio plasmático al facilitar su entrada a las células; por otra parte, la hipokalemia inhibe la secreción de insulina, situación que favorece la salida del potasio celular y la corrección del problema.

Sin duda, la vía de excreción más importante del K+ es el riñón, aún cuando pequeñas cantidades del ión son eliminadas por el sudor y las heces (10 mEq/día). La excreción de K+ depende esencialmente de la secreción del K+ de las células distales hacia la luz tubular. Casi todo el K+ filtrado se reabsorbe en el túbulo proximal y el asa de Henle; el K+ excretado, proviene de su secreción por el tubo distal y el colector. Este movimiento del K+ hacia la luz tubular parece ser pasivo y por tanto es función de la concentración y de los gradientes eléctricos que se establecen a través de la membrana celular y la luz tubular.

Hipokalemia

Se considera hipokalemia la concentración de potasio inferior a 3,5 mEq/L.La hipokalemia puede resultar de deficiencia del potasio corporal total o de la migración intracelular del potasio.

Causas de hipokalemia-Bajo suministro-Dieta baja en potasio-Hidratación parenteral sin potasio-Pérdidas urinarias-Diuréticos-Pérdidas gastrointestinales-Vómito-Diarrea-Succión nasogástrica-Aumento de fijación intracelular-Pérdida por sudoración-Pérdida durante diálisis-Depleción de potasio sin hipocalemia

HiperkalemiaSe considera que hay hiperkalemia cuando los valores séricos de potasio son superiores a 5,2 mEq/L. El K+ ingresa al organismo normalmente por la vía oral, o en pacientes por la vía parenteral, para ser incorporado dentro de las células; en caso de salida del espacio intracelular, aparece la hiperkalemia.Su principal vía de excreción es la renal y muy escasa por la vía gastrointestinal. Por lo tanto, alteraciones en la excreción renal producen hiperkalemia.Los desplazamientos al espacio intersticial puede ser agudos o crónicos, y de ello dependerá la sintomatología.

Causas-Suministro Aumentado-Oral-Intravenoso-Paso al espacio extracelular-Deficiencia de insulina-Catabolismo celular-Ejercicio de alta demanda-Cirugía cardiaca-Inducida por medicamentos-Disminución de la excreción urinaria-Insuficiencia renal-Defecto selectivo en la excreción de potasio

FENÓMENOS EN QUE PARTICIPAN LOS ELECTROLITOS INTRA Y EXTRA CELULARES

A) MANTENCIÓN DEL EQUILIBRIO HÍDRICO CELULARÓSMOSIS: (Influencia de los electrolitos en los desplazamientos del agua) Puesto que el agua difunde libremente a través de la membrana celular, su movimiento queda determinado por los cambios en la concentración de los electrolitos osmóticamente efectivos (principalmente del sodio y del potasio) a uno y otro lado. Los cambios en las concentraciones de electrolitos extracelulares son los que más comúnmente determinan éstos desplazamientos de agua.

Las alteraciones discretas en la concentración de solutos invariablemente se acompañan de ajustes en la distribución de agua entre los compartimientos a los lados de la membrana.

a.1) Valores de la presión osmótica en líquidos biológicos: Las presiones osmóticas del plasma sanguíneo, las secreciones digestivas, como el jugo gástrico, el pancreático, el intestinal y la bilis, y otros líquidos como el cefalorraquídeo, el sinovial, etc., son prácticamente idénticas; en general, éstos líquidos tienen una concentración de partículas disueltas equivalentes a 0.3 molar, comprendiendo tanto sustancias ionizantes como no electrolitos.La presión osmótica se expresa en osmoles, o su milésima parte, miliosmoles. Un osmol representa la fuerza ejercida (en un sistema osmótico en que la membrana semipermeable separa dos compartimientos, uno con agua pura y otro con solución de un soluto de agua), por el paso del equivalente químico de un elemento univalente.Por ejemplo, si el equivalente químico del sodio (Na, peso atómico= 23) que es monovalente (Na+), es 23, una solución que contenga 23 g. de Na+ en 100 g. de agua da una fuerza del osmol o de un milimol si son 23 mg. en 1000 g. de agua. Cuando se trata de elementos, bivalentes, se necesitan 2 equivalentes para tener un osmol; por ejemplo: el Ca+2 (peso atómico = 40, con dos valencias), a razón de 40 g. por 1000 g. de solvente o sea dos equivalentes, corresponde a un osmol, etc. Esto se debe al hecho de que la fuerza osmótica depende de la partícula; la misma fuerza ejerce una molécula

grande, con una proteína, que pesa varios miles, que una molécula de glucosa o un ión de Na+ o de Cl-.En general las membranas celulares son permeables al agua y a algunos solutos e impermeables a otros, pero en equilibrio las concentraciones molares y, por lo tanto, las presiones osmóticas, de un lado y otro de la membrana son iguales. Una situación fisiológica dada se define en relación con la concentración de las soluciones en ambos lados de una membrana-, así cuando las presiones osmóticas son iguales a un lado y otro de la membrana, las soluciones son isosmóticas o isotónicas; cuando una solución tiene una concentración mayor que la del otro lado es hipertónica y, en cambio, la solución con menor presión es hipotónica.

a.2) Equilibrio de DONNAN El equilibrio de Donnan es una forma de expresar el hecho de que, en ciertas condiciones, los iones a un lado y otro de una membrana semipermeable no se distribuyen de manera uniforme, debido a que uno de los iones no puede difundir a través de la membrana.

Estas relaciones se pueden expresar en palabras de la siguiente manera: 1. la concentración de un ión positivo difusible es mayor del de la

membrana que contiene el ión negativo o difusible, y2. la concentración de un ión negativo difusible es mayor del lado de la

membrana que no contiene el ión negativo no difusible. Cuando el ión no difusible es positivo se encuentra la situación inversa.

Los ejemplos y consideraciones anteriores se aplican también en el mismo sentido cuando la concentración de los iones no difusible es mayor de un lado de la membrana que del otro.

a.3) Conversión de las concentraciones de electrolitos a Eq. En la mantención del equilibrio hídrico la osmolaridad es igual a ambos lados de la membrana, pero cuando hay cambios en la composición química de los líquidos del cuerpo, habitualmente se producen desplazamientos compensadores de un ión para suplir las perdidas de otro. Por ejemplo, la pérdida excesiva del anión cloro en relación con el catión sodio, que ocurre con los vómitos, trae como resultado un déficit de cloro en el líquido extracelular. Este déficit se compensará rápidamente por un aumento en el anión bicarbonato, que se combina con los cationes sodio que quedaron desprovistos de su anión al perderse el cloro. Si se expresan las concentraciones de todos los iones que intervienen en la reacción en las mismas unidades, puede entenderse y calcularse fácilmente estos cambios.Puesto que un equivalente químico de una sustancia es exactamente igual en reactividad química a un equivalente de cualquier otra sustancia, para expresar las concentraciones en las mismas unidades se recurre a expresarlas e equivalentes/litros.

Debido a que los electrolitos inorgánicos existen en los líquidos del cuerpo en cantidades pequeñas, se refiere como unidad el miliequivalente (mEq. 0.001 Eq).Para convertir la concentración de un electrolito expresada en mg/100 ml al mEq/litro se procede así: (1) exprésese primero la concentración por litro, es

decir multiplíquese por 10 el número de mg/100 ml para obtener el número de mg/litro (2) divídanse los mg/litro entre el peso del mEq dado en el siguiente cuadro del electrolito correspondiente. El peso del mEq de un elemento es el peso milimolecular dividido entre su valencia.

Ejemplo: Sodio de plasma = 322 mg/100 ml Multiplíquese los mg x 10 (para convertirse en mg/litro). Después divídanse por el peso mEq del Sodio, que es 23.

322 x 10 = 3220 mg/litro

Dividido entre 23 = 140 mEq/litro

Pesos miliequivalentes

Na (23) Cl 35.5

K (39) Cl (como NaCl) 50.5

Ca (20) HPO4 (como P) 17.2

Mg (12) SO4(como S) 16.0

a.4) Conversión de los ácidos orgánicos y de las proteínas a mEq Los ácidos orgánicos y las proteínas que forman parte de los aniones del plasma se calculan a partir de su capacidad de combinación con las bases. La equivalencia de las bases que se combinan con las proteínas, en mEq/litro se obtiene multiplicando el número de g. de proteínas totales en 100 ml por 2.43

a.5) Conversión del Bicarbonato a mEq. La cantidad total de CO2 se determina multiplicando el coeficiente de difusión en moles/litro de sangre por presión parcial de CO2 expresado como bicarbonato puede calcularse partiendo del hecho de que exista una relación de 1/20 entre el ácido carbónico y bicarbonato. Ejemplo:

La Presión Total es 760 menos, la presión del H2O es igual a 740 las presiones en % del aire es 80, 1.35, 5.55 N2, O2 y CO2 respectivamente.

CO2 = 5.55/100 x 20 = 40 mg presión parcial.

Concentración de CO2 = Presión parcial x coeficiente de difusión

Coeficiente de Difusión = 0.0334 ml/litroCO2 = 0.0334 x 40 mg.

CO2 = 1.35 mEq

Si 1 CO2 mEq = 20 HCO3- mEq tenemos lo siguiente:CO2 1 mEq……………… 20 HCO3- mEq1.35 mEq………………… X

B) MECANISMOS DE REGULACIÓN DEL pH

La regulación del pH de los líquidos del organismo, de cualquier modo, consiste en lograr la desaparición de los H+ sobrantes o reponer los faltantes y, para estos fines, en los líquidos orgánicos se cuenta con el sistema de amortiguadores. Probablemente el más efectivo es el de H2CO3/HCO3- , en gran parte en vista de que el organismo dispone de cantidades casi ilimitadas de H2CO3, que proviene simplemente de la hidratación del abundante CO2 producido en el metabolismo. Más aún, el hecho de que uno de los de los pares del sistema amortiguador, el propio H2CO3 sea formado a partir de un gas, hace más fácil la adaptación del sistema a diversas circunstancias en las que hay alteraciones de pH.Este sistema amortiguador plasmático no es el único presente en el organismo; las proteínas del plasma, la hemoglobina del glóbulo rojo y las proteínas, los fosfatos y el bicarbonato intracelulares intervienen también en los procesos de neutralización.La suma total de aniones de la de las sales amortiguadoras combinables con H+ (la base total) es el primer sitio de defensa contra la alteración producida por un exceso de acidez. Son muy importantes entre ellos, al par hemoglobina ácida / hemoglobina básica que dependen del estado de oxigenación de la molécula. Como es difícil valorar la suma de todos los amortiguadores corporales, incluyendo los cationes de las células y hasta de los huesos, en la práctica se hacen inferencias de cálculo basadas en conocimiento del pH de la sangre, del contenido de CO2 total de la sangre completa o del plasma y del hematocrito.

b.1) Importancia de los mecanismos de regulación ácido – básico En términos generales, la regulación ácido básico, protege al organismo de los cambios producidos por la formación constante de ácido durante el metabolismo, y sostiene el pH de manera constante, en la normalidad, entre 7.35 y 7.45.

Los sistemas amortiguadores señalados atrás, más el intercambio iónico y los mecanismos respiratorios y renales son los responsables de los ajustes necesarios.

Cada uno interviene de una manera sistemática en la regulación del equilibrio ácido básico; el respiratorio, por ejemplo opera con gran rapidez y establece la regulación en unos momentos; por otra parte el mecanismo renal aunque es lento en su instalación, produce sólidos efectos de modo que los resultados obtenidos con su intervención son más definitivos.

X mEq HCO3- =27 mEq/litro

b.2) Soluciones amortiguadoras o “Buffers” En el laboratorio, el bioquímico desea frecuentemente estudiar sus reacciones in vitro bajo condiciones en las cuales los cambios de pH sean mínimos. Puede obtenerse estas condiciones utilizando soluciones amortiguadoras eficientes, preferentemente inertes en las reacciones que se investigan; los buffers pueden incluir ácidos débiles, tales como ácidos fosfórico, acético, glutámico, tartárico, etc., o bases débiles como amoníaco, piridina y tris (hidroximetil) - amino- metano.

Consideramos el mecanismo mediante el cual una solución amortiguadora ejerce control en los cambios bruscos de pH cuando se agrega álcali (por ejemplo, NaOH), a una mezcla de ácido acético y acetato de potasio (CH3COOK), se efectúa la siguiente reacción:

OH- + CH3COOH ←→ CH3COO- + H2O

Esta reacción establece que el ión OH- reacciona con los protones que se producen por la disociación del ácido débil y forman agua.

b.3) Papel de las soluciones tampón: Son sustancias químicas que disminuyen los cambios de pH que se producen al agregar un  ácido o una base a una solución. Por ejemplo, si agregamos  ácido clorhídrico a una solución sin tampón, la mayor parte de los hidrogeniones quedan libres en la solución o buffer: debido a que el Cl- es una base débil. Por lo tanto, el pH de esta solución suele ser muy bajo. En cambio, si la solución contiene la sal de un  ácido débil, por ejemplo bicarbonato de sodio, ocurre lo siguiente:

Na HCO3 + HCl --> Na+ + HCO3- + H+ + Cl- --> NaCl + H2CO3

En esta ecuación simplificada se puede observar que los hidrogeniones formados por disolución del HCl tienden a unirse con la base fuerte

HCO3-, que tiene gran afinidad por H+.

En consecuencia, sólo una pequeña proporción de los H+ quedan libres y el pH baja poco.

El tampón más importante del organismo es el bicarbonato de sodio que reacciona produciendo ácido carbónico. Este se desdobla en agua y CO2, y este último gas es eliminado rápidamente a través de la ventilación que aumenta en la medida que sube la concentración de CO2. Otras sustancias que actúan como tampones significativos son la hemoglobina, algunas proteínas, fosfatos y carbonatos. La importancia fisiológica de estas sustancias es obvia, ya que actúan instantáneamente, amortiguando las variaciones de hidrogeniones libres cuando se produce un desequilibrio.

Papel del aparato respiratorioEl aparato respiratorio tiene quimiorreceptores sensibles a la concentración de H+ ubicados en el bulbo raquídeo, en la aorta y en la bifurcación de las carótidas. La estimulación de estos receptores por acidemia determina un aumento de la actividad ventilatoria, lo que produce una mayor eliminación de CO2, causando una caída en la concentración de H2CO3 y, por lo tanto, un aumento del pH que tiende a corregir la acidemia. Por el contrario, la alcalemia induce una menor ventilación que tiene el efecto opuesto al ejemplo anterior. El aparato respiratorio puede compensar eficientemente y en forma bastante rápida cambios en la concentración de hidrogeniones debidos a variaciones metabólicas en su producción, pero su capacidad máxima de compensar estas alteraciones es limitada. Obviamente, cuando el trastorno del equilibrio ácido base es de causa respiratoria, este aparato no puede servir para compensar la alteración.

Papel del riñónEl riñón participa en forma importante en la manutención del equilibrio  ácido base a través de dos mecanismos principales. Por una parte, es capaz de regular las pérdidas urinarias del bicarbonato circulante, debido a que puede excretar los excesos de bicarbonato o reabsorber el bicarbonato filtrado, si es necesario. Por otra parte, el riñón es capaz de excretar hidrogeniones, en la forma de H2PO4

- y de NH4+.

Durante este proceso se genera nuevo bicarbonato, lo que hace posible el reemplazo del que se consumió al taponar los  ácidos fijos. Estas funciones están íntimamente imbricadas con la regulación de la concentración sérica de Na+ y K+, de manera que las alteraciones de la volemia y de estos electrolitos pueden interferir en la manutención del equilibrio  ácido base y viceversa. La acidemia estimula la excreción de H+ y la retención de bicarbonato a nivel renal, lo que tiende a compensar el desequilibrio. La alcalemia tiene el efecto contrario. Estas funciones compensatorias son lentas, pues demoran 12 a 72 horas en alcanzar su máxima eficiencia. Por lo tanto, el riñón participa en la manutención a largo plazo del equilibrio ácido base, ya que es incapaz de reaccionar ante cambios bruscos en la concentración de hidrogeniones.

Evaluación del equilibrio ácido baseAdemás de su eficacia fisiológica, el sistema H2CO3/NaHCO3, se puede evaluar fácilmente midiendo el pH y la PaCO2. A partir del pH y la PaCO2 (por relaciones matemáticas) se puede calcular la concentración de HCO3 mediante la ecuación de Henderson-Hasselbach

pH = pK + Log HCO3

H2CO3

Dado que la concentración de H2CO3 es igual a la PCO2 multiplicada por 0,03 (coeficiente de solubilidad del CO2):

pH= pK + Log HCO3_______PaCO2 x 0,003

De esta ecuación se desprende que la regulación del pH está ligada a la respiración a través de la PaCO2 y al equilibrio hidroelectrolítico a través del anión HCO3 que es

regulado por el riñón. En condiciones normales los valores numéricos de la ecuación son:

pH= 6,1 + log 24 mEq1,2 mEq

pH= 6,1 + 1,3

pH= 7,4

Usualmente en la práctica clínica midiendo dos de estos tres elementos de la ecuación es posible calcular el HCO3 con lo que se tiene una imagen completa del estado de este sistema tampón, y como todos los tampones funcionan paralelamente, se puede evaluar el estado ácido base total del organismo.

TRASTORNOS DEL EQUILIBRIO ACIDO BASESe pueden identificar fácilmente en la mayoría de los casos analizando los valores de pH y PaCO2 en sangre arterial. Clásicamente, se distinguen las alteraciones de origen respiratorio de las de causa no respiratoria, que usualmente se denominan metabólicas. En consecuencia existen cuatro alteraciones básicas:

1) acidosis respiratoria2) acidosis metabólica3) alcalosis respiratoria4) alcalosis metabólica

Ocasionalmente pueden coexistir dos tipos de alteraciones en conjunto, los llamados trastornos mixtos. Además, con el análisis del pH y PaCO2 es posible determinar si un trastorno está o no compensado.

Acidosis respiratoria

Se produce en cualquiera enfermedad que disminuya la ventilación alveolar, con lo cual se retiene CO2 (PaCO2 >45 mmHg), lo que aumenta la concentración de H2CO3

y, por lo tanto, la de hidrogeniones. Las enfermedades que producen hipoventilación alveolar, son aquellas que pueden afectar el control de la ventilación, las vías nerviosas, los músculos respiratorios, la caja torácica, las vías aéreas o el pulmón. La compensación renal, con aumento del bicarbonato plasmático, es generalmente parcial y ocurre en los casos de evolución mayor a dos o tres días. Esto se puede apreciar mejor en los siguientes ejemplos:

Acidosis respiratoria no compensada

pH =↓ 7,22 PaCO2 = ↑ 70 mmHgHCO3 = ↑ 27,4 mEq/l

Acidosis respiratoria compensada

pH = 7,36PaCO2 = ↑ 70 mmHgHCO3 = ↑ 35 mEq/l

En este último caso el aumento de CO2 es igual al anterior, pero como hay compensación renal, con aumento del bicarbonato, el pH es mayor.

Alcalosis respiratoria

Es el trastorno opuesto al anterior, ya que se debe a hiperventilación alveolar que determina una caída de la cantidad de CO2 (PaCO2 < 35 mmHg) y por lo tanto, una disminución de la concentración de hidrogeniones. Se produce por una mayor -estimulación de los centros respiratorios por fiebre, condiciones que cursan con hipoxemia como altura o enfermedades pulmonares, progesterona exógena o su aumento fisiológico en el embarazo, hipotensión arterial, dolor, ansiedad, etcétera. La compensación renal en los casos crónicos es muy eficiente, ya que la disminución del bicarbonato puede llevar el pH a valores normales.

Alcalosis respiratoria no compensada

pH = ↑ 7,53PaCO2 = ↓ 23 mmHgHCO3 = ↓ 18,7 mEq/l

Alcalosis respiratoria compensada

pH = 7,38PaCO2 = ↓ 23 mmHgHCO3 = ↓ 14,2 mEq/l

En este último ejemplo la caída de PaCO2 es igual a la de la alcalosis no compensada, pero como en este caso existe compensación renal, con caída del bicarbonato, el pH es normal.

Acidosis metabólica.

Se puede deber a cuatro mecanismos diferentes:

a) Aumento de la producción de  ácidos, como ocurre por ejemplo en enfermos con mayor metabolismo anaeróbico (acidosis láctica) en casos de shock, o mayor producción de ketoácidos en el ayuno o en la diabetes mellitus descompensada (ketoacidosis).

b) Disminución de la eliminación normal de  ácidos, en casos de -insuficiencia renal.

c) Pérdidas patológicas de bicarbonato, en enfermos con diarrea o trastornos renales.

d) Intoxicación con sustancias que generen  ácidos, como ácido acetilsalicílico o metanol.

La compensación, generalmente parcial, es respiratoria inicialmente (descenso de PaCO2 por hiperventilación) y renal después, en los casos en que este órgano no está  comprometido.

Acidosis metabólica no compensada

pH = ↓ 7,23PaCO2 = 35 mmHgHCO3 = ↓ 19,2 mEq/l

Acidosis metabólica compensada

pH = 7,32PaCO2 = ↑ 27 mmHgHCO3 = ↑ 13 mEq/l

Alcalosis metabólica

Se puede deber, entre otros mecanismos, a:

a) Pérdidas patológicas de ácido, como se observa en algunos casos de vómitos profusos.

b) Uso exagerado de diuréticos, que determina un exceso de retención de bicarbonato y aumento de las pérdidas de potasio. La hipokalemia, que también puede deberse a otros mecanismos, promueve una mayor pérdida de hidrogeniones por el riñón.

c) Aumento de mineralocorticoides (aldosterona, desoxicorticosterona) que incrementan la excreción de hidrogeniones.

d) Ingesta exagerada de álcali.

Generalmente, los enfermos con alcalosis metabólica presentan varios de los mecanismos mencionados en forma simultánea. La compensación respiratoria, con retención de CO2, es generalmente muy insuficiente, debido a que ésta tiende a causar hipoxemia, lo que limita este mecanismo.

Ejemplo: pH = ↑ 7,50PaCO2 = ↑ 50 mmHg

HCO3 = ↑ 57,5 mEq/l

CONSECUENCIAS FISIOLÓGICAS

Acidosis

El aumento de la concentración de hidrogeniones tiene múltiples efectos fisiológicos, muchos de ellos de gran trascendencia. Al alterar el estado eléctrico de múltiples proteínas, los sistemas enzimáticos fallan, lo que determina alteraciones en la función de varios órganos. Se consideran graves las acidosis con pH menor de 7,20. Las alteraciones más importantes son las fallas del ritmo cardíaco (arritmias) que pueden causar eventualmente la muerte por paro cardiaco. Otros efectos importantes son la hiperkalemia, por salida de iones K+ desde el intracelular (para -mantener el equilibrio eléctrico, debido a la entrada de H+ que se taponan en el intracelular), cambios en la concentración de Cl- y la estimulación respiratoria, que es el signo más característico, pues causa una respiración profunda, relativamente lenta, denominada de Kussmaul. Además, puede haber compromiso de conciencia, debilidad muscular, insuficiencia cardiaca, hipotensión arterial, etcétera. En las acidosis de origen respiratorio, el tratamiento está dirigido a mejorar la ventilación. En las acidosis metabólicas, en cambio, son necesarias la corrección de la causa y la eventual administración de bicarbonato de sodio.

AlcalosisTambién en este caso existen múltiples alteraciones, entre las cuales la más característica es la tetania, que se observa especialmente en alcalosis de rápida instalación. Ella es debida a una reducción del calcio iónico, debido a que en alcalosis existe una mayor afinidad de las proteínas transportadoras por este ión, aumentando la excitabilidad neuromuscular. Además, se produce hipokalemia debido a entrada de K+ al intracelular. También en este caso el mayor problema es el aumento en la -susceptibilidad para desarrollar arritmias. El tratamiento está dirigido a corregir las causas del trastorno de base.

MECANISMOS IONICOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO: Hemetil

El CO2 producido por las oxidaciones metabólicas al pasar al plasma por difusión a través de las membranas capilares eleva su contenido en CO2. Del plasma, el CO2

pasa a los glóbulos rojos donde se transforma en ácido carbónico, por la actividad de una enzima, anhidrasa carbónica. EL CO3H2 se disocia en H+ y CO3H- y reacciona los iones H+ con la oxihemoglobina del eritrocito para formar HBH y oxígeno libre. Este O2 es previsto a las células de los tejidos para los procesos de oxidación mientras los iones bicarbonatados permanecen en los eritrocitos. Cuando la concentración de bicarbonato se eleve en los eritrocitos, pasan el plasma por difusión, intercambiándose con iones cloro, que desde el plasma penetra en los eritrocitos. En los pulmones, el proceso es inverso y los hematíes con HbH reciben el O2 libre de los alvéolos para formar oxihemoglobina e iones H+2.Estos se combinan con el bicarbonato para producir ácido carbónico.

ACIDOSIS METABÓLICASe debe al aumento de la concentración de iones de hidrogeno provenientes de ácidos.Se caracteriza por la disminución de la tasa de bicarbonatos. Es decir el pH disminuirá también, y nos encontramos en una situación de acidosis (pH < 7.35).HCO3 / CO2 = pH < 7.35.El mecanismo de compensación es una respuesta respiratoria (hiperventilación) con descenso de la PCO2.

Según, la eficacia de este mecanismo de compensación hay o no descenso del Ph.

Las alteraciones en la analítica son: pH < 7.35. HCO3 < 22 mEq/l. PaCO2 < 35 mmHg (si hay compensación).

Causas1. Producción excesiva de ácidos por el organismo:

Acidosis diabética: acumulo de ácidos cetónicos Acidosis láctica: acumulo de ácido láctico en el curso de anoxias tisulares.

2. Insuficiencia eliminación de iones hidrogeno: En el curso de una insuficiencia renal aguda. En el curso de ciertas nefropatías crónicas en el que hay un trastorno en la

eliminación de iones hidrogeno a nivel de túbulo renal.

3. Eliminación excesiva de bicarbonatos: Perdida digestiva en el caso de diarreas abundantes, fístulas biliares,

intestinales. Perdida renal.4. Producción excesiva de ácidos orgánicos por enfermedades hepáticas,

alteraciones endocrinas, shock o intoxicación por fármacos.

Signos y síntomas.Los signos más frecuentes son:

Respiración rápida y profunda Aliento con olor a frutas Cansancio, cefalea, abotargamiento Nauseas, vómitos y coma en su más grave expresión.

TratamientoTratamiento etiológico: coma cetoacidótico, insuficiencia renal aguda etc.Tratamiento sintomático: aporte de sustancia tampón (bicarbonato),

ALCALOSIS METABÓLICA

Se debe a una disminución de la concentración en los líquidos extracelulares de iones de hidrogeno provenientes de ácidos.

Se caracteriza por un aumento de la tasa de bicarbonatos. Se producirá un aumento del pH, o sea una alcalosis, y al ser producida por un aumento de las bases o HCO3 se llamará metabólica.HCO3 / CO2 = pH > 7.45La compensación ventilatoria se realiza bajo forma de hipoventilación con hipercapnia para que de este modo aumentar el nivel de CO2, llevando el pH a un valor normal.Las alteraciones analíticas son:

pH > 7.45. HCO3 > 26 mEq/l. PaCO2 > 45 mmHg (si hay compensación).

CausasPor pérdidas de iones de hidrogeno

Vómitos, aspiraciones gástricas. Pérdida de potasio por aumento de la excreción renal (como es al administrar

diuréticos). Ingestión excesiva de bases.

Signos y síntomas.El paciente puede presentar los siguientes síntomas:

Respiración lenta y superficial Hipertonía muscular, inquietud, fasciculaciones Confusión, irritabilidad Incluso en casos graves, coma.

MECANISMO RESPIRATORIOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO

Un aumento de la PCO2 arterial actúa sobre el centro respiratorio y produce un incremento de la ventilación pulmonar mientras una disminución de la PCO2 arterial la reduce.Cuando se agrega a la sangre ácidos o álcalis, el pH se desvía de su valor de 7.4 porque la concentración de CO3H- se altera. El organismo tiende a restablecer el valor normal por una variación de la PCO2 hasta lograr un valor correspondiente a un vigésimo de la concentración del bicarbonato plasmático.El aumento de la acidez provoca un incremento de la ventilación pulmonar mientras el de alcalinidad produce una reducción.Si por cualquier motivo disminuye la concentración de bicarbonato (HCO3), se presenta, por ejemplo, una situación como la que sigue:

ph = 6.1 + log 10 = 6.1 + 1.0 = 7.1 1

En este caso, la baja de (HCO3-) ocasiona una disminución de la relación del par

amortiguador y, por lo tanto, un descenso franco del pH, que baja hasta 7.1.La compensación respiratoria consiste en la estimulación de la respiración con la cual se expele con mayor facilidad el CO2 y baja así la PCO2 y, por lo tanto (H2CO3), con lo que se produce, siguiendo ese ejemplo supuesto y exagerado, lo siguiente:pH = 6.1 + log 10 = 6.1 + log 20 = 6.1 + 1.3

0.5

ph = 7.4

Por lo tanto, se vuelve a la misma relación (HCO3-) / (H2CO3) que permite la obtención

de un Ph fisiológico, naturalmente que este implica una disminución global, tanto del HCO3 como del H2CO3, pero como lo que importa es la relación entre los dos miembros del par y no las cantidades absolutas, al PH vuelve a lo normal.

Por el contrario, si por algún razón el vómito sube el Ph plasmático por aumento de HCO3

-, pero provoca una serie de respuestas respiratorias que tienden a subir el H2CO3 para el restablecimiento de la relación. Nuevamente, el aumento de HCO3 daría en un ejemplo exagerado, lo siguiente:

PH = 6.1 + log 40 = 6.1 + 6.1 = 7.7 1

Se produce alcalosis por aumento del pH hasta 7.7 debido a elevación del (HCO3-). El

ajuste respiratorio consiste en impedir que salga el CO2 elevándose, por lo tanto, la PCO2 en el plasma; de esta manera aumenta (H2CO3) y se obtiene lo siguiente:

pH = 6.1 + log 40 = 6.1 + log 20 = 6.1 + 1.3 = 7.4 1

Se restablece así el pH de la sangre al aumentar (H2CO3); en este caso no disminuye el HCO3, que es la “base fija” presente en la sangre, de manera que el arreglo es transitorio y determinado exclusivamente por la mayor cantidad de CO2 captado como H2CO3. Esta es una peculiaridad del mecanismo respiratorio de regulación del pH, se trata de compensaciones rápidas y nunca completas.

ACIDOSIS RESPIRATORIAAumenta la concentración extracelular de iones de hidrogeno por retención de CO2.Comporta un aumento de la PCO2 (hipercapnia).HCO3 / CO2 = pH < 7.35

La compensación renal consiste en una reabsorción con aumento de bicarbonatos.

Para restaurar el equilibrio el organismo trata de aumentar las bases bicarbonatos, eliminando el riñón una orina ácida, situación denominada acidosis respiratoria compensada.

En el caso de la acidosis respiratoria aguda esta compensación lenta es insuficiente y el PH desciende.

En el curso de la acidosis respiratoria crónica el PH se mantiene a costa de una tasa de bicarbonatos muy elevada.

En la analítica encontramos: pH < 7.35. HCO3 > 26 mEq/l (si hay compensación). PaCO2 > 45 mmHg.

Se producirá por: Depresión del SNC por fármacos, lesión o enfermedad. Asfixia. Hipoventilación por enfermedad pulmonar, cardiaca, músculo esquelética o

neuromuscular.Signos y síntomas.Podemos encontrar en el paciente:

diaforesis, cefaleas, taquicardia, confusión, intranquilidad y nerviosismo.

ALCALOSIS RESPIRATORIA Desciende la concentración de iones de hidrogeno por eliminación, con un descenso de la CO2 debida a una hiperventilación se eleva el pH produciéndose una alcalosis, que al estar producida por el CO2 se denomina respiratoria.Se traduce por una hipocapnia ( descenso de la CO2).HCO3 / CO2 = pH > 7.45.En la compensación el organismo disminuye el número de bases eliminando el riñón una orina alcalina, encontrándonos entonces con una alcalosis respiratoria compensada.En la analítica aparece:

pH > 7.45. HCO3 < 22 mEq/l (si hay compensación). PaCO2 < 35 mmHg.

CausasSon por una hiperventilación alveolar:

De origen central, por ejemplo estimulación de los centros respiratorios en la intoxicación con ácido salicílico.

Secundaria a una hipoxia. En el curso de una respiración asistida ( hiperventilación en ventilación

mecánica ) Hiperventilación por dolor, ansiedad. Bacteriemia por Gran negativos.

Signos y síntomas.El paciente presentará:

Respiraciones rápidas. Parestésias Ansiedad y fasciculaciones.

El tratamiento esta en función de la etiología: Restablecimiento de la oxigenación correcta.

MECANISMO DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO A NIVEL RENAL

La producción de un exceso de ácidos no volátiles como consecuencia del catabolismo celular pone en juego un mecanismo compensatorio renal, mediante el que los riñones conservan bases y excretan ácidos.Este mecanismo renal incluye distintas etapas:

1.- Síntesis de amoníaco por lo túmulos renales;2.- Transformación de fosfato disódico en fosfato monosódico (PO4HNa2

PO4H2Na) en el filtrado tubular;3.- excreción de iones H+ por las células tubulares distales, como consecuencia de la actividad de la anhidrasa carbónica, y4.- eliminación de ácidos orgánicos por la orina.

Los riñones son los reguladores más eficientes del equilibrio ácido básico, en vista de que permiten eliminación de los ácidos llamados fijos, o propiamente dicho, los hidrogeniones, H+, mientras los H+ se excretan, circulan en la sangre en equilibrio con los aniones correspondientes como HCO3, con lo cual se impiden cambios importantes en el pH. La cantidad de ácidos fijos producidos en el curso de metabolismo – sulfúrico, fosfórico, y otros – es hasta de 100 mEq. diarios; el riñón los elimina al mismo tiempo que recobra la reserva alcalina constituida por lo HCO3

-, es decir, todo el esfuerzo metabólico renal está encaminada a retener el HCO3 o a regenerarlo para asegurar la capacidad amortiguadora de los líquidos orgánicos.La orina de un sujeto normal, con una dieta normal, es ácida y su pH habitual es de 6.0; el filtrado glomerular tiene pH 7.4.Esta disminución en el pH, o sea el aumento en la cantidad de H+ que implica dicha disminución, representa la cantidad de ácidos fijos, H+, que es eliminada por el riñón. La magnitud de esta eliminación es variable, de acuerdo con las exigencias fisiológicas del momento y se refleja en el pH de la orina que varía de 4 a 8, según las necesidades del organismo.

ACIDOSIS TUBULARES RENALES Debido a la confusión existente con estos cuadros clínicos, expresivos de la dificultad en la excreción de H+,  ya sea porque en el túbulo proximal se pierde bicarbonato, o porque en el distal   no se excreta H+, queremos recordar la utilidad de la gasometría, y algunos términos útiles para su mejor clasificación y manejo. El pH de la orina debe medirse, no con tiras reactivas, sino en el gasómetro, si sus especificaciones lo permiten (rangos de pH suficientemente bajos). La PCO2 de la orina también puede ser útil, pues será mayor de 70 mmHg si la secreción de H+ en el túbulo colector es normal. La diferencia PCO2(orina - sangre) o delta PCO2, está aumentada en la acidosis tubular renal con orina alcalina, no debiendo juzgar el valor de esta delta PCO2 en las pruebas funcionales, hasta que el pH de la orina sea mayor de 7,4 y la bicarbonaturia sea mayor de 50 mEq/L. El anión gap de la orina también es informativo, y cuando la suma (Na + K) en orina sea mayor que el valor de Cl en orina, ya que el bicarbonato urinario puede ser cero con un pH de orina menor de 6, podremos sospechar, si no es posible medirlo,  que el amonio en orina es bajo en ausencia de su determinación, preferible. Asi pues, este anión gap urinario proporciona un reflejo de la capacidad de excreción de amonio, ya que el amonio se excreta unido al Cloro. Al aumentar la excreción de amonio en orina,

y corregirse el defecto de acidificación,  aumenta la excreción de cloro simultáneamente, y disminuye el anión gap urinario. Es útil en algunos casos el cálculo de la brecha o diferencia osmolal (Osmolalidad medida - Osmolalidad calculada), que no debe ser mayor de 10mOsm/L, siendo a veces un signo que alerta ante la presencia de toxinas circulantes, medidas, pero no consideradas osmóticamente en el cálculo. Esta osmolalidad calculada se hace a partir del valor de Na en mEq/L, de la Urea, y de la glucemia,  estas últimas expresadas en mg%: (2 x Na) + (Glucosa/18) + (Urea/6). Si se usa el BUN(Urea/2), dividirlo por 2,8.

ALCALOSIS METABÓLICAS Nos parece oportuno recordar aquí algunos principios fisiopatológicos del funcionamiento renal, por ejemplo, que la reabsorción renal de bicarbonato es inversamente proporcional al nivel de los depósitos de potasio en el organismo, manteniéndose y perpetuándose cualquier alcalosis metabólica en situaciones de hipocloremia e hipopotasemia, ya que ambas reducen el filtrado glomerular . Se estima que cada mEq de Cloro perdido, aumenta 1 mEq/L el bicarbonato  en el líquido extracelular. Se habla de alcalosis hipokaliémicas, hipoclorémicas, y alcalosis por contracción de volumen. La contracción de volumen estimula la reabsorción de bicarbonato, mientras que la hipocloremia estimula la liberación renal de renina aunque no haya contracción de volumen. La mayoría de alcalosis por contracción están causadas por el uso de diuréticos, que causan mayores pérdidas de Cloro y de Sodio, que de bicarbonato. El cloro urinario es un marcador del estado de volumen en las alcalosis por pérdidas gástricas, y cuando hay bastante sal en el organismo, el cloro en orina será mayor de 40 mEq/L. Es por esto que se suelen clasificar las alcalosis o alcalemias, como clorosensibles y clororesistentes, según tengan o no un componente de deshidratación o contracción de volumen. El valor de cloro en orina ayuda a diferenciarlas, pues las salino sensibles retienen el cloro con avidez, siendo el valor en orina, menor de 15 mEq/l.

PRODUCCIÓN DE LA ORINA ÁCIDALa excreción de orina ácida se logra por la adición de H+ eliminada por las células de los túmulos renales, lo cual permita la modificación de algunos ácidos que están disociados en el plasma, pero que se convierten en formas no disociadas al aumentar la acidez del medio. Por ejemplo, las relaciones entre el fosfato ácido divalente, HPO4

2-

y el fosfato monovalente alcalino, H2PO4-, es de 4 a 1, en el plasma y en el filtrado

glomerular donde el pH es de 7.4, así se baja el pH por medio de la adición de H+, la relación HPO4

2-/H2PO4- disminuye: a pH 5.4 es de 4 a 100 y a pH 4,8, la relación es

de 1 a 99. Por lo tanto, el fosfato presente en una orina ácida, capta un H+ y de HPO42-

se convierte en H2PO4. De esta manera se hace intercambio, a nivel del epitelio tubular, de un H+ que sale a cambio de un Na+ que entra, con lo que se sostiene la neutralidad eléctrica, eliminando H2PO4 lo único que se necesitó fue perder un Na+ y no dos como cuando se excrementa HPO4

2-. Es posible, así, la eliminación constante de H+ sin vaciar excesivamente el sodio extracelular y sin que disminuye de modo importante el HCO3

- del plasma. Lo asentado para el par de fosfatos ácido y alcalino, se puede extender a ciertos ácidos que están disociados en el plasma y se excretan no disociados cuando se unen al H+. Por ejemplo, el ácido acetoacético que abunda en

la, a pH muy bajos existe como ácido completo, con su H+ único, en cambio, a pH elevados, se disocia en acetoacetato H+ y para eliminar el acetoacetato hay que perder un Na+; al pH fisiológico más acido de la orina, la mitad del ácido aceto-acétino disociado o sea se pierde sólo un Na+ por cada dos moléculas de acetoacetato eliminadas.

El resultado neto del, mecanismo de acidificación de la orina es que se regenerado el HCO3

-, opuesto eléctricamente al Na+ el cual ha reemplazado a un H+. La eliminación del ácido, en estos ejemplos el ácido acetoacético o el radical ácido de fosfato, totalmente en forma de sal sódica, ocasiona la retención de un H+, el cual se combina con HCO3

- para formar H2CO3 y por fin convertirse en CO2 + H2O se ha perdido así una molécula de HCo3

-.

Por el contrario, la eliminación del H+ a cambio de un Na+ permite retener al HCO3 y contar así con la reserva alcalina para situaciones de emergencia.

En el caso opuesto, cuando existe un aumentos en la alcalina se produce, a nivel renal, una situación inversa a la descrita.Disminuye la excreción tubular de H+ y por lo tanto se absorbe menos HCO3

-, de esta se excreta el fosfato en forma de HPO4

2 con lo cual es necesario excretar 2Na+; lo mismo sucede con los ácidos orgánicos presentes que son eliminados a pH elevados en equilibrio con más Na+. El efecto neto es el de la pérdida de Na+ o sea de “base” y, correspondiente, una disminución en la cantidad de reserva alcalina, HCO3

-, presente en el plasma.

EXCRECIÓN DE AMONIACOOtro mecanismo regulador del pH, operante en el riñón, es la excreción del H+ en forma de ión amonio, NH4

+, por el NH3 de la glutamina o de los aminoácidos; el NH3, en general, no se encuentra en el filtrado glomerular y, por lo tanto, proviene de las células del túbulo renal. Sin embargo, su excreción no es rápida sino tardía y sólo empieza a funcionar después de un lapso prolongado de acidosis. Como en los otros casos la eliminación de H+ implica primero la conversión de H2CO3 en H+ y HCO3

-, se acepta también que este H+ es el de un ácido fijo que en el plasma había sido captado por HCO3. En NH3, excretado por el túbulo se combina con el H+ presente y se convierte en ión amonio NH4

+ el cual por sostener la neutralidad eléctrica habitualmente se elimina con el anión Cl-; la acidez de la orina baja en estas condiciones y el Na+, que es el catión presente se intercambia con el NH4

+ siendo absorbido el primero por el túbulo renal y entrando a la circulación para equilibrarse con el HCO3

-, proveniente del H2CO3 y, de esta manera reconstruir el valor original de “base fija” y la reserva alcalina del organismo.

Este mecanismo representa el interés adicional de permitir la excreción de los aniones de los ácidos minerales, como el clorhídrico y otros, que llegan a estar en exceso por pérdidas de líquidos alcalinos, como sucede en algunos procesos patológicos; lo mismo sucede con la eliminación de aniones de ácidos orgánicos, como el B-hidroxibutírico, el acetoacético, etc., ya que, después de acidificarse la orina, es posible que el anión del ácido se elimina en forma de sal amónica y se gane otro Na +, aparte del ganado por la simple acidificación.

Aunque en general los efectos más importantes son los de producir la retención de HCO3

- y la reabsorción del sodio a cambio de la salida de H+, debe tenerse en cuenta que parte del Na+ se reabsorbe a cambio de K+ que sale por la orina a nivel del túbulo distal.

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