2014 Facultad de Ciencias Médicas Universidad Nacional de Rosario






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2014




Facultad de Ciencias Médicas


Universidad Nacional de Rosario

Carrera de Medicina

Ciclo Promoción de la Salud

Material bibliográfico UP 3 a 7


EL SER HUMANO Y SU MEDIO

Responsable académico

Dra Enría, Graciela

Co-responsables académicos


Dra Valongo, Silvia

Dr Aranalde, Gabriel







UNIDAD Nº 3
REGULACIÓN DEL VOLUMEN Y LA OSMOLARIDAD DEL LÍQUIDO EXTRACELULAR

Dra. Fabiana García. Dr Gabriel Aranalde. Cátedra de Fisiología.

Revisión: Prof. Adjunta Dra. Rut Agüero. Cátedra de Fisiología.


El agua dentro del cuerpo realiza un ciclo: primero se absorbe, luego es transportada por el plasma, de dónde pasa al líquido intersticial y de allí a las células, después en sentido inverso vuelve al plasma; siendo por último excretada por los órganos de eliminación, particularmente los riñones. Con el fin de mantener la constancia del medio interno el organismo trata de mantener el balance hidro-electrolítico; para ello debe haber una correspondencia entre los ingresos y los egresos.

El volumen y la osmolaridad de los compartimientos líquidos intracelular y extracelular se encuentran estrictamente controlados, observándose pequeñas variaciones en los mismos a pesar de las amplias fluctuaciones en la ingesta diaria de agua y sales. La regulación de estas variables en el compartimiento extracelular se lleva a cabo tanto por el control de la ingesta (mecanismo de la sed) como de la excreción (mecanismos renales). La ingesta de agua regulada por el mecanismo de la sed, juega un rol importante en el mantenimiento de la homeostasis del agua, en cambio la regulación de la ingesta de sales juega un rol menor en la homeostasis iónica ya que en condiciones ordinarias la ingesta de Na+ como de K+ excede el mínimo necesario. Excesivas cantidades de iones en el cuerpo pueden ser excretados, pero los déficit deben ser repuestos por la dieta.

El organismo regula de modo independiente el contenido de agua y el de Na+. Hay dos sistemas homeostáticos que si bien operan separadamente interactúan para regular el balance hidro-electrolítico, la regulación de la osmolaridad del agua corporal total (ACT) y la regulación del volumen del líquido extracelular (LEC).

Regulación de la osmolaridad del agua corporal total

La osmolaridad del agua corporal total se encuentra regulada por sensores hipotalámicos, los cuales detectan osmolaridad efectiva, y por efectores nerviosos y humorales los cuales modifican componentes del balance de agua (ingesta y excreción). Por ser el Na+ el electrolito más abundante la concentración de Na+ en el LEC refleja la osmolaridad de los líquidos corporales. El sensor está constituido por células osmorreceptoras, las cuales disminuyen su volumen cuando el líquido extracelular es hipertónico y se hinchan cuando es hipotónico, las mismas están ubicadas en los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo. Los osmorreceptores están a su vez conectados con centros hipotalámicos de la sed así como con neuronas que sintetizan hormona antidiurética (HAD). De esta manera la concentración de Na+ es mantenida dentro de estrechos límites por una regulación apropiada de la entrada y la salida del agua lo cual depende de cambios en la secreción de HAD y de la sensación de sed.

Como el agua atraviesa libremente las paredes vasculares y celulares (con algunas excepciones particulares como las células del asa ascendente de Henle en los túbulos renales, y las células que se encuentran en los conductos de las glándulas sudoríparas y salivales) este sistema regula como una unidad tanto el compartimiento del LEC como el del LIC (líquido intracelular). Por lo tanto en el estado estacionario las osmolaridades del LEC y del LIC son iguales. Cuando hay disturbios en la regulación de la osmolaridad del ACT se alteran tanto la osmolaridad del LEC como del LIC. Tener en cuenta que el factor responsable del movimiento de agua hacia la célula es la retención de ésteres de fosfato orgánicos (ATP, fosfato de creatina, ARN, ADN, fosfolípidos etc.) y de proteínas dentro de ella. Estos solutos intracelulares son esenciales para la función celular normal, la cantidad de partículas es fija en número y carga, de allí que cambios en la relación partículas /agua usualmente determina un cambio en el contenido de agua del LIC.

Regulación del volumen del líquido extracelular

El volumen del LEC, es sensado por receptores ubicados en las paredes de los vasos que detectan el volumen circulante efectivo (ver más adelante), los cuales responden tanto al volumen como a la presión (hay receptores de baja presión en la vasculatura pulmonar y en las aurículas y de alta presión en el cayado aórtico, seno carotídeo y arteriolas aferentes renales). Los efectores modifican el contenido de Na+ del LEC, como el Na+ está restringido principalmente al LEC, el contenido de Na+ determina el volumen del LEC. Las sales de Na+ son los principales solutos que retienen agua dentro del LEC, una carga de Na+ determina expansión del volumen y una pérdida de Na+ determina su depleción. El volumen del LEC depende de los cambios en la excreción de Na+, estando regulado principalmente por el sistema renina-angiotensina-aldosterona cuyo último efector estimula la reabsorción de Na+ en el conducto colector renal y también estimula la secreción de H+ y K+. Podría participar también el sistema de la HAD, solo en circunstancias excepcionales el sistema de la HAD participa en la regulación por cambios en el volumen del LEC. Participan también en la regulación, el SNS (sistema nervioso simpático) estimulando la liberación de renina y el péptido o factor natriurético atrial (PNA o FNA) que aumenta la excreción de Na+. Se han identificado otros factores natriuréticos además del mencionado como BNP, CNP (péptido natriurético cerebral, péptido natriurético C) etc.

Por lo tanto el sistema que regula el volumen del LEC aunque utiliza sensores/ efectores fisiológicamente independientes es funcionalmente efectivo si opera en el contexto del sistema que regula la osmolaridad del ACT.

Conclusión:

  • El mecanismo de osmorregulación mantiene la concentración de Na+ constante por medio de la regulación de la excreción de agua libre (agua que se excreta en el riñón con independencia de la excreción de soluto) mientras que el contenido de Na+ es regulado tanto por el control de la excreción de Na+ como de agua libre.

  • El contenido de Na+ determina el volumen del LEC. El mantenimiento del volumen del LEC constante depende de la excreción regulada de Na+ por los riñones.

  • La concentración de Na+ determina el volumen del LIC. La concentración de Na+ en el LEC influye en el volumen del LIC. Por lo tanto la relación Na+ /agua determina el volumen del LIC, es la única vez dónde el denominador de una relación pasa a ser el factor mas importante.

Comparando esquemáticamente ambos mecanismos regulatorios:




Volumen del LEC

Osmolaridad del ACT

Variable sensada

Volumen circulante efectivo

Osmolaridad

Sensor

Receptores de distensión

Osmorreceptores

Efector

Angiotensina II /Aldosterona / SNS/ PNA

HAD

Ajusta

Excreción urinaria de Na


Osm. orina/ excreción agua

Sed /ingesta agua

Evaluación clínica

  • Medición de la PA (: hipervolemia, ↓:hipovolemia)

  • Dosaje de Na+ urinario (< 20 mEq/l hipovolemia, > 40 mEq/l normo o hipervolemia).

  • Medición de la P.V.C. (> 10 mmHg: normovolemia, < 5 mmHg: hipovolemia).




  • Dosaje de la osmolaridad plasmática.

PA: presión arterial

PVC: presión venosa central. Presión dentro de los grandes troncos venosos del tórax (subclavia o yugular).

Volumen circulante efectivo (VCE): no es un compartimiento líquido corporal medible y aislado, sino que se relaciona con la eficacia de la perfusión tisular. Por tanto, guarda relación con el “llenado” y la “presión” dentro del árbol vascular. En individuos normales, el VCE varía en el mismo sentido que el volumen del LEC. Sin embargo esta relación no se mantiene en algunas situaciones patológicas. Un aspecto importante relacionado con el VCE es que los riñones modificarán su excreción de Na+ en respuesta a cambios en el VCE. Cuando el VCE disminuye, la excreción renal de Na+ se reduce. Esta respuesta adaptativa normaliza el VCE y mantiene una presión de perfusión adecuada. Por el contrario un aumento del VCE estimula la excreción renal de Na+, lo que se denomina natriuresis.

Nota: Este tema se profundizará al estudiar fisiología renal dónde se analizarán en detalle los procesos hormonales y nerviosos arriba mencionados.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Advances in Physiology Education” Volume 20 Number 1, December 1998.

Differentiating disorders of ECF volume/Na content regulation versus disorders of total fluid osmolarity /water regulation.

HOUSSAY: “Fisiología Humana”. Ed. Ateneo

ROUCH y PATTON: “Physiology of body fluids” Chapter 26.

BEST y TAYLOR: “Bases Fisiológicas de la Práctica Médica”. Ed: Panamericana.

HALPERIN and GOLDSTEIN: “Fluid, electrolyte, and acid-base Physiology” A problem base-approach, 1999.

BERNE LEVY: “Fisiología”. Ed Harcourt Brace, 1998.

OSMAR CIRÓ R.: “Fisiología deportiva” 2ª edición. Ed. El Ateneo, 1994.
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