Metabolismo del agua, fluidos de mantenimiento, deshidratación y edema

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Metabolismo del agua

Propiedades físicas y biológicas del agua

El agua es la molécula esencial para el desarrollo de la vida y el componente más abundante de la mayoría de los organismos. La química y la fisiología de estos organismos se basan, en gran medida, en las propiedades físicas del agua. De hecho, no existe proceso vital alguno que pueda concebirse en forma independiente de la participación directa o indirecta del agua.

Su carácter polar le permite disolver compuestos iónicos y la mayoría de las sustancias presentes en los seres vivos. Asimismo, su incapacidad para solubilizar sustancias no polares (hidrófobas) como los ácidos grasos, y dadas las propiedades anfipáticas de los fosfolípidos, propicia el ambiente para el desarrollo de las membranas biológicas y compartimentalizar los espacios. Funciona, a su vez, como un excelente vehículo de sustancias, participa activamente en la hidrólisis de proteínas e hidratos de carbono y permite el fenómeno biológico gracias a su conductividad térmica, alto calor específico y calor latente de evaporación.

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Estructura y capacidad térmica

En el agua (H₂O), el oxígeno está unido mediante enlaces covalentes simples con dos átomos de hidrógeno en una conformación espacial angular (104,5°) (Figura 1.1 a). Si bien la molécula es eléctricamente neutra, la diferencia entre los valores de electronegatividad de sus componentes hace que los electrones de las uniones se encuentren desplazados hacia el oxígeno, quedando desnudos los átomos de hidrógeno. Como la conformación angular de la molécula sitúa la resultante de las cargas positivas en un punto distinto del de las negativas, se forma un dipolo eléctrico (negativo sobre el oxígeno y positivo entre los hidrógenos) y la molécula, en conjunto, resulta polar (v. Figura 1.1 a). Esta polaridad les permite a las moléculas de agua atraerse electrostáticamente entre sí. La carga parcial positiva de un hidrógeno de una molécula es atraída por la carga parcial negativa del oxígeno de otra molécula, estableciendo así enlaces o puentes de hidrógeno (Figura 1.1 b). Esta unión es la que le confiere al agua propiedades físicas extraordinarias, distintas de las de otros compuestos del mismo tipo. Solo alrededor del 15% de estas uniones se rompen al pasar del estado sólido al líquido (fusión). Para romper todos los puentes de hidrógeno en estado líquido y evaporar el agua, se debe entregar una gran cantidad de energía, que se absorbe en forma de calor. Por esta razón, el calor de evaporación del agua es muy alto. Como componente más abundante del ser humano (v. más adelante), esta propiedad resulta vital para el mantenimiento de la homeostasis. De hecho, permite mantener la temperatura corporal dentro de su rango normal, pese a variaciones metabólicas muy amplias como durante el sueño, el período posprandial o la realización de actividad física.

Si el agua tuviese la baja capacidad térmica de la mayoría de los compuestos, la actividad metabólica diaria de un lactante (120-150 kcal/kg) elevaría la temperatura corporal por encima de los 70°C, incompatible con la estabilidad proteica. Esta propiedad se combina con la dinámica del flujo y el tono vascular, que mediante la regulación neuroendocrina de lechos específicos (circulación acra, por ejemplo) favorecen la pérdida o la conservación de calor. Asimismo, permitieron al ser humano habitar los ambientes fríos y calurosos del planeta Tierra.

Propiedades coligativas

Son propiedades de las soluciones acuosas que varían en relación con la osmolalidad, es decir, con el número de partículas disueltas (v. más adelante), en forma independiente a su tamaño, carga eléctrica u otra característica. Dichas propiedades son la presión del vapor de agua, la presión osmótica, el punto de ebullición y el punto crioscópico. El aumento del número de partículas disueltas incrementa la presión osmótica y el punto de ebullición (ascenso ebulloscópico), mientras que disminuye la presión de vapor de agua (depresión) y el punto crioscópico (descenso crioscópico) (Figura 1.1 c). Los cambios en algunas de estas propiedades son utilizados por distintos dispositivos (osmómetros) para medir la osmolalidad de los líquidos orgánicos, particularmente la del plasma.

Medio interno, homeostasis y compartimientos acuosos

Perspectiva evolutiva y conceptos clásicos

La vida se originó en el agua hace más de cuatro mil millones de años. Los primeros organismos unicelulares intercambiaban productos con el medio externo y, muy probablemente, su composición intracelular se asemejaba a la del mar primigenio que los rodeaba. Este mar constituyó un medio ideal para el comienzo de la vida, pues era rico en potasio y tenía una concentración de hidrógeno muy estable, lo que lo hacía una solución amortiguadora. Por su enorme volumen, la concentración de solutos era constante y los fenómenos climáticos o la temperatura ambiente no cambiaban sus condiciones térmicas, salvo en lugares poco profundos. Miles de millones de años después, durante el período cámbrico, la vida evolucionó hacia formas más complejas de organismos pluricelulares. Estos organismos radiaron desde el océano en el período devónico, llevándose dentro de sí aquella composición ancestral. La conservación del medio acuoso que rodea las células, con una composición electrolítica estable y similar a la del mar primigenio, fue una condición necesaria para que la vida se desarrollara fuera del mar.

La expansión hacia aguas salobres y dulces expuso a los organismos a un medio externo hipotónico. La necesidad de mantener el volumen acuoso y la concentración de electrolitos impulsó el desarrollo de sistemas específicos para regular la conservación y la excreción de estos compuestos, cuya complejidad fue solidaria con el proceso evolutivo. Así surgieron, progresivamente, tegumentos parcialmente permeables al agua y los electrolitos, el ovillo capilar glomerular (para filtrar el exceso hidrosalino), el túbulo proximal (para la reabsorción isotónica de agua y sal) y el túbulo distal (para eliminar el exceso de agua libre). Estos sistemas permitieron resistir, cada vez con mayor eficacia, la baja tonicidad del medio externo.

Muchos millones de años después, el traslado de algunas especies de vertebrados hacia el hábitat terrestre (aves y mamíferos, por ejemplo), generó la necesidad de resistir un medio externo esencialmente seco. En ocasiones, alejado de las fuentes naturales de agua por períodos prolongados de tiempo. En base a esto, se desarrollaron los mecanismos de concentración urinaria (el asa de Henle, el túbulo colector y el sistema de multiplicación e intercambio por contracorriente) para conservar el agua corporal.

Los organismos que representan las etapas más recientes del proceso evolutivo, como el ser humano, constituyen sistemas de extrema complejidad. Limitando su definición a un modelo termodinámico, el ser humano es un sistema abierto en estado estacionario. Es decir, un conjunto de compartimientos acuosos (intracelular y extracelular) entre los que existe un flujo permanente de materia y energía (Figura 1.2). Este intercambio sucede, asimismo, con el medio externo. Un sistema en estado estacionario mantiene constantes sus variables (temperatura, pH, osmolalidad y composición iónica de los compartimientos, etc.) pese a la existencia de estos intercambios, mediante el gasto de energía. Esta energía se obtiene, fundamentalmente, de la liberada en la degradación de ciertas estructuras químicas, que en algún momento estuvo almacenada en los alimentos.

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Las células humanas aisladas no han desarrollado mecanismos eficientes para mantenerse vivas si el medio que las rodea (líquido extracelular) cambia bruscamente su composición. Este hecho encuentra su explicación en el proceso evolutivo de los organismos pluricelulares. Durante la filogenia, estos organismos se desarrollaron sobre la dependencia del mantenimiento constante del medio extracelular. Por consiguiente, la constancia de este compartimiento resulta vital para la supervivencia. El conjunto de mecanismos tendentes a mantener la constancia del medio extracelular, que en el ser humano no es ni más ni menos que la del medio interno, es lo que el fisiólogo Walter Cannon denominó en 1928 con el término "homeostasis". Por lo tanto, la constancia del medio interno (composición y función del líquido extracelular) es condición necesaria para el mantenimiento de la vida.

Desde esta perspectiva clásica, el medio interno se presenta como un sistema acuoso bipolar, conectado tanto con el medio externo como con el compartimiento intracelular. La conexión con el medio externo, del cual toma los requerimientos nutricionales, hídricos y electrolíticos y hacia el cual vuelca los productos de desecho metabólico, se efectúa a través del compartimiento intravascular, mediante redes de capilares que se encuentran funcionalmente acoplados con células epiteliales especializadas (v. Figura 1.2). Estos son:

  • Los capilares alveolares, que toman oxígeno de la atmósfera y ceden dióxido de carbono y agua (como vapor de agua) hacia esta.
  • Los capilares de la mucosa intestinal, que absorben agua, electrolitos y nutrientes.
  • Los capilares de la piel, que pierden agua por perspiración y agua junto con electrolitos por sudoración.
  • Los capilares glomerulares y peritubulares renales, que al intervenir en la filtración, la secreción y la reabsorción de agua, electrolitos y otros solutos, se encargan de la regulación fina de la composición del medio interno.

La conexión con el compartimiento intracelular se logra a través del líquido intersticial (v. Figura 1.2 b), que ofrece a las células sus requerimientos, recibe de estas sus productos y se encuentra íntimamente relacionado con la generación y la conducción de biopotenciales eléctricos.

Conceptos actuales

Si bien el concepto clásico del medio interno como equivalente al líquido extracelular puede considerarse válido, desde una perspectiva clínica y analítica muchas de sus alteraciones suceden en función de fenómenos que ocurren en el ámbito celular y molecular. Por ejemplo, alteraciones del medio interno relacionadas con el metabolismo del potasio, los hidratos de carbono o el magnesio, suelen suceder por trastornos intracelulares, con impacto genético y epigenético. En consecuencia, el medio interno puede entenderse como el ambiente acuoso del organismo donde se cumplen los fenómenos que regulan los procesos vitales, y que se divide en un compartimiento intracelular y otro extracelular.

Por su parte, la definición de homeostasis corporal también se expande más allá del mantenimiento del medio interno. Al vincularse con funciones tan variadas como la presión arterial, la temperatura corporal y la regulación de la conducta, entre otras, es más apropiado referirse a aquella como el conjunto de mecanismos de regulación y control que contribuyen a mantener o adecuar los valores de las variables a las necesidades de las circunstancias, manteniéndolas en cada caso dentro de límites que permitan la supervivencia del individuo y de la especie.   

Distribución del agua orgánica

En el ser humano, el agua corporal total (ACT) se divide en dos compartimientos principales, el líquido intracelular (LIC) y el líquido extracelular (LEC) (v. Figura 1.2 b). Ambos compartimientos se encuentran separados por la membrana plasmática y sufren modificaciones durante el crecimiento (Figura 1.3 a-b). El LEC se subdivide, asimismo, en dos compartimientos desiguales, el líquido intersticial (LI) y el líquido intravascular (IV), separados entre sí por la pared vascular (v. Figura 1.2 b). Vale aclarar que el compartimiento IV se refiere, principalmente, al plasma. Los elementos formes de la sangre (eritrocitos, glóbulos blancos y plaquetas) forman parte del compartimiento intracelular, por lo que los términos "IV" y "plasma" serán usados como sinónimos.

Tanto el ACT como su distribución entre el LEC y el LIC varían con la edad, a excepción del intravascular que en todas las edades representa, aproximadamente, el 5% del peso corporal. Al comienzo de la vida feral, el ACT representa alrededor de un 90% a un 95% del peso corporal. Mientras que la gestación avanza, el ACT disminuye progresivamente, sobre todo a expensas del LEC (v. Figura 1.3 a). Constituye entre el 75% y el 80% del peso fetal hacia el final del embarazo. Esta disminución del LEC se produce por la ganancia proteica, de minerales y tejido adiposo que se produce durante el crecimiento fetal, y por disminución progresiva del contenido intersticial de ácido hialurónico (con su alta capacidad para atraer agua) a medida que la gestación se aproxima al término. A diferencia de lo que sucede con el LEC, el LIC experimenta un incremento progresivo (v. Figura 1.3 a) que se justifica por el crecimiento celular que acontece a partir de la segunda mitad de la gestación. En las primeras 24 a 48 horas de vida extrauterina, el LEC se reduce aún más, como consecuencia del balance hidrosalino negativo que sucede en el período posnatal inmediato. Esta reducción isotónica del LEC es responsable del descenso del 10% del peso corporal, que normalmente tiene lugar luego del nacimiento. Forma parte de las complejas adaptaciones fisiológicas a la vida extrauterina, en la transición ontogénica desde un ambiente acuático (la cavidad amniótica) hacia la atmósfera terrestre.

Las variaciones posnatales en el volumen de los compartimientos corporales pueden verse en la Figura 1.3 a-b. En el nacido de término, el ACT representa el 75% del peso corporal, con un 30% en el LIC y un 45% en el LEC. Con el crecimiento somático, el agua presente en el LEC disminuye progresivamente, mientras que la del LIC aumenta (v. Figura 1.3 a-b). Esto se relaciona con el desarrollo de los diferentes parénquimas, principalmente la masa muscular (v. Figura 1.3 c). A partir del segundo año de vida, la distribución del agua corporal adquiere valores similares a los del adulto.

El compartimiento transcelular representa entre el 2% y el 3% del peso corporal. Se diferencia del líquido intersticial por estar separado del plasma no solamente por la pared vascular, sino también por una capa continua de células epiteliales. Ejemplos de este compartimiento son el líquido cefalorraquídeo, el líquido pleural, el líquido sinovial y los fluidos intraoculares, entre otros. Los distintos líquidos transcelulares poseen composiciones muy variadas, adaptadas a sus respectivas funciones, que los diferencia del líquido intersticial que, en general, mantiene una composición constante y homogénea.

Composición y función de los compartimientos acuosos

Las propiedades de los líquidos orgánicos, además de las relacionadas con el agua y el número de partículas en solución (osmolalidad), dependen de la carga eléctrica de los electrolitos, De los coloides anfotéricos, como las proteínas, y de solutos no electrolitos, como la urea, la glucosa y los aminoácidos.

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Concentración de partículas

Los compartimientos corporales se encuentran formados por diferentes partículas en disolución con el agua. La concentración de estos compartimientos se expresa en función del número total de partículas como cantidad de osmoles por kilo de agua, es decir, como osmolalidad. Esta forma de expresar concentración se mide en el laboratorio mediante un osmómetro, que calcula los cambios en las propiedades coligativas del agua de acuerdo al número de partículas disueltas. Su valor normal es entre 285 y 295 mOsm/kg, tanto para el LIC como para el LEC. La osmolalidad plasmática, en equilibrio osmótico con el resto de los compartimientos, es la que se mide habitualmente. Como el solvente de los líquidos orgánicos es el agua, y 1 litro de agua pesa 1 kilo, dicha concentración también suele expresarse en función de la cantidad de osmoles por litro de agua, es decir, como osmolaridad. Este valor suele ser calculado en base a todos los solutos osmóticamente activos presentes en el plasma. Sin embargo, como algunos de estos solutos atraviesan libremente las membranas biológicas y no permanecen efectivamente en el compartimiento extracelular (la urea, por ejemplo), desde un punto de vista clínico resulta más útil el cálculo de la osmolaridad plasmática efectiva, que considera exclusivamente a los osmoles efectivos, es decir, aquellos solutos que no atraviesan las membranas biológicas y permanecen en el espacio extracelular. Los osmoles efectivos del LEC son el sodio, sus aniones acompañantes y la glucosa (Figura 1.4).

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La tonicidad de una solución hace referencia a su presión osmótica, la cual depende del número de partículas disueltas. Como sucede con la osmolaridad, la presión osmótica efectiva depende de los osmoles efectivos disueltos que, asimismo, determinan la osmolaridad efectiva. En consecuencia, puede afirmarse que dos soluciones son isotónicas cuando poseen la misma osmolaridad efectiva y no generan cambios de volumen entre los compartimientos que integran. Por lo expuesto, las variaciones de los osmoles efectivos son las que producen cambios en el volumen del LIC y del LEC y, consecuentemente, regulan la distribución del agua entre los compartimientos corporales (v. más adelante).

La glucosa es la única partícula que contribuye con la osmolalidad sin ser un electrolito. Su capacidad para atravesar las membranas biológicas depende de la insulina, y se relaciona con los estados clínico y metabólico del individuo. Para concentraciones plasmáticas normales de entre 70 y 100-110 mg/dL aporta, en promedio, 5 mOsm/kg. Su contribución es mucho mayor en situaciones patológicas que cursan con ausencia o resistencia a la insulina ( 20).

Las proteínas plasmáticas son macromoléculas muy voluminosas. Para una concentración plasmática normal de 7 g/dL, y en base a un peso molecular promedio de 54000 daltons, su contribución con la osmolalidad es cercana a 1 mOsm/kg, operativamente despreciable. Sin embargo, dado que en condiciones normales no abandonan el compartimiento IV, su relevancia, en términos compartimentales, estriba en la presión osmótica efectiva que de ellas deriva (presión oncótica capilar) que participa de los intercambios hídricos con el medio intersticial y asegura el mantenimiento del contenido acuoso del plasma (v. más adelante).

Distribución de partículas

El LIC y el LEC son compartimientos acuosos electroneutros de composición desigual (Figura 1.5). Esto se relaciona con los diferentes procesos biológicos que se cumplen a uno y otro lado de la membrana, y con la generación y la conducción de biopotenciales eléctricos por las células excitables. El catión predominante del LIC es el potasio, seguido por el magnesio y escasas cantidades de sodio. Los aniones más importantes son los fosfatos y las proteínas que, al mismo tiempo, son los amortiguadores principales de este compartimiento.

El sodio es el catión más abundante del LEC, seguido del calcio, el potasio y el magnesio. El cloro es el anión principal, seguido del bicarbonato. Si bien este último representa el 17% de los aniones, posee un valor biológico adicional, pues conforma el sistema amortiguador principal del LEC. El resto de la carga aniónica está formada por las proteínas (principalmente la albúmina) que junto con los fosfatos, los sulfatos y otros ácidos orgánicos (citrato, piruvato, lactato, etc.) conforman la brecha aniónica (anión GAP).

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El hidrógeno se distribuye homogéneamente en ambos compartimientos. Los sistemas amortiguadores mantienen sus concentraciones en órdenes muy bajos (nEq/L) para regular el pH de los líquidos orgánicos ( 7).

Las diferencias de concentración de los electrolitos entre el LEC y el LIC son mantenidas por la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática en reposo y la actividad de la bomba Na+/K+ ATPasa, encargada de mantener los gradientes iónicos y el potencial de equilibro para cada ion.

La libre difusión de agua y electrolitos a través de la membrana capilar explica la semejanza entre la composición del plasma y la del LI, si bien no son exactamente iguales. La diferencia entre ambas se genera por la escasa cantidad de proteínas en el LI, debido a la baja permeabilidad de la membrana capilar a estas moléculas. De acuerdo al equilibrio de membranas de Gibbs-Donnan, la ausencia de la carga aniónica de las proteínas obliga al LI a retener una concentración de cloro algo mayor (y en menor medida, de ácidos orgánicos e inorgánicos) y de sodio algo menor, para mantener la neutralidad eléctrica del compartimiento (v. Figura 1.5). En base a esto, la concentración de cationes y de aniones monovalentes en el LI se calcula de acuerdo al factor Donnan, que para los primeros es cerca de 0,95 y para los segundos, cerca de 1,05. Una de las implicancias clínicas de este fenómeno estriba sobre el umbral renal del bicarbonato, que no es idéntico a su concentración plasmática sino a la intersticial, pues es la que corresponde al ultrafiltrado glomerular.

Por otra parte, el plasma normal posee 930 mL de agua y 70 g de sólidos (proteínas y lípidos) por cada litro. Esto determina que la fase acuosa del plasma represente el 93% del compartimiento IV. El sodio y el resto de los electrolitos se encuentran disueltos exclusivamente en la fase acuosa del plasma. Si bien sus concentraciones suelen expresarse por litro de plasma total, estrictamente, la concentración en la fase acuosa es 1,07 veces mayor. El LI se encuentra prácticamente desprovisto de sólidos, por lo que la concentración de electrolitos en este compartimiento es muy similar, pero no idéntica (factor Donnan), a la de la fase acuosa del plasma. La concentración plasmática de sodio normal es de entre 135 y 145 mEq/L, que en la fase acuosa y en el LI representan, aproximadamente, entre 145 y 155 mEq/L. La relevancia clínica y fisiológica de este fenómeno radica en que el LI toma contacto directo con las células, la interfaz donde ocurren los intercambios osmóticos entre compartimientos (v. más adelante). La solución salina al 0,9% posee 154 mEq/L de sodio y de cloro (308 mOsm/kg); por lo tanto, es isotónica con la fase acuosa del plasma y con el LI. Diversas situaciones clínicas en pediatría requieren del aporte exclusivo de fluidos endovenosos. Para mantener inalterada la homeostasis osmótica entre el LIC y el LEC y evitar intercambios bruscos entre compartimientos, los fluidos administrados deben tener la misma tonicidad que los líquidos orgánicos.

Balance interno de agua

Intercambios entre el extracelular y el intracelular 

La distribución del agua entre el extracelular y el intracelular depende de las partículas en solución (osmoles efectivos), pues en base a las diferencias de osmolalidad el agua difunde libremente a través de las membranas biológicas (ósmosis). Esto sucede hasta que la actividad del agua tiende a equilibrarse, cuando a cada lado de la membrana se equipara la osmolalidad entre los compartimientos. El aumento de osmoles efectivos en un compartimiento induce el desplazamiento de agua desde el otro, que aumenta el volumen del primero y contrae el del segundo (Figura 1.6). En consecuencia, la ganancia o la pérdida de osmoles efectivos (sodio y cloro, por ejemplo) condiciona el volumen de los compartimientos, mientras que la ganancia o la pérdida de agua condiciona su osmolalidad. Estos conceptos permiten afirmar que el balance de sodio (y de sus aniones acompañantes) regula el volumen del líquido extracelular, mientras que el balance de agua regula su osmolalidad.

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Cabe destacar que las variaciones de la concentración de partículas por lo general comienzan en el líquido extracelular, pues se trata de un compartimiento abierto, expuesto a los intercambios con el medio externo. Generalmente, estas variaciones se relacionan con el balance externo de agua o con una respuesta inadecuada en los trastornos del balance externo del sodio ( 2 y 6).

Intercambios entre el intravascular y el intersticial El flujo de agua entre los compartimientos intravascular e intersticial se rige, fundamentalmente, por las variables que regulan el intercambio a través de la membrana capilar (presiones hidrostática y oncótica transcapilar), de acuerdo con la ley de Starling (Figura 1.7), y por el balance entre la permeabilidad vascular y la función linfática. Normalmente, el 1% del plasma se filtra a través del extremo arterial del capilar tisular, del cual el 90% es reabsorbido en el extremo venoso y el 10% restante por el sistema de vasos linfáticos. Alteraciones en alguna de estas variables pueden condicionar el desarrollo de edema (v. más adelante). La homeostasis hídrica entre estos compartimientos es diferente en el recién nacido en comparación con niños mayores y adultos. Se caracteriza por bajas presiones hidrostática y oncótica, alta permeabilidad capilar y elevado flujo linfático. La presión oncótica es baja en el recién nacido debido a la baja concentración de albúmina. Aumenta de 2 g/dL durante la gestación a 3 g/dL luego del nacimiento. Asimismo, en el recién nacido la pared capilar es significativamente más permeable a la albúmina que en el adulto, con una tasa de fuga transcapilar cerca de cuatro veces mayor. El flujo linfático durante este período también es mayor que en la edad adulta, y es un indicador del elevado volumen intersticial y de la marcada permeabilidad capilar. A medida que la vida posnatal avanza, tanto la presión hidrostática como la oncótica aumentan, la fuga capilar de albúmina disminuye, el volumen intersticial se reduce y el flujo a través de los vasos linfáticos cae progresivamente.

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Balance externo de agua

El balance externo de agua regula la osmolalidad del líquido extracelular. Esto se consigue mediante un complejo sistema de control, que normaliza la ingesta hídrica de acuerdo con las necesidades diarias (según el estado metabólico del individuo) y controla la excreción mediante diversos mecanismos que suceden, fundamentalmente, en los segmentos distales del nefrón. Los osmorreceptores orofaringeos, del sistema porta y del sistema nervioso central (SNC) se encargan de monitorizar la osmolalidad del LEC y, mediante el estímulo de la sed y la secreción de arginina vasopresina (AVP), regulan los intercambios con el medio externo (Figura 1.8). La secreción de AVP también es regulada por el reflejo de los barorreceptores y por la angiotensina II, de acuerdo con el volumen efectivo circulante (v. Figura 1.8). Asimismo, numerosos estímulos no osmóticos pueden inducir su liberación (Tabla 1.1).

El mantenimiento de la osmolalidad plasmática dentro de sus estrechos márgenes de normalidad (285-295 mOsm/kg) permite sostener el equilibrio osmótico entre compartimientos y los procesos metabólicos que normalmente se producen dentro de todas las células del organismo. Para que esto sea posible, las pérdidas sensibles e insensibles de agua (v. más adelante) deben reponerse diariamente, lo cual depende de la integridad del mecanismo de la sed, del acceso al agua y del aporte externo. Asimismo, la acción concertada entre la AVP y su sistema efector renal regula la excreción urinaria de agua libre, en base al estado osmótico y la volemia del individuo.

Sistema de la hormona antidiurética

Función y secreción normal

Este sistema es el regulador principal del balance externo de agua. En condiciones normales, mantiene la osmolalidad del LEC al regular la concentración y dilución de la orina (excreción de agua libre). El gatillo osmótico para la secreción AVP se ajusta alrededor de 282 mOsm/kg, mientras que con 10 mOsm/kg más se activa el mecanismo de la sed (Figura 1.9). Los osmorreceptores del SNC forman parte de los órganos circunventriculares, ubicados en torno al tercer y al cuarto ventrículo. Estas regiones del SNC están desprovistas de barrera hematoencefálica, lo que les permite el patrullaje osmótico directo del LEC. Mediante conexiones con el eje hipotálamo-hipofisario, estimulan la liberación neurohipofisaria de AVP, cuya actividad máxima se alcanza, aproximadamente, con una osmolalidad de 295 mOsm/kg (estado de AVP máxima o de antidiuresis) (v. Figura 1.9). En dichas circunstancias y con el individuo normovolémico, la orina se emite en su máxima concentración, la cual depende del grado de maduración renal (Tabla 1.2). Por el contrario, con una osmolalidad plasmática de 280 mOsm/kg se registran niveles mínimos de AVP y la orina se emite en su mínima concentración, que corresponde a 50 mOsm/kg para las diferentes edades (diuresis acuosa). Clínicamente, resulta más práctico comprender que, con glucemia normal, la AVP comienza a secretarse con natremias cercanas a 140 mEq/L y alcanza sus niveles máximos con 145 mEq/L (v. Figura 1.9).

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Variaciones de acuerdo al volumen intravascular

Los mecanismos y los valores expuestos con respecto a la regulación de la AVP son válidos para individuos cuyo volumen efectivo circulante es normal. Cuando existe contracción del IV, que puede ser subclínica en numerosas ocasiones, se observa un desplazamiento hacia la izquierda de la curva de secreción de AVP (Figura 1.10). Es decir, hay mayor secreción de AVP para un mismo estímulo osmótico, lo cual, si se acompaña del aporte de agua, propicia el desarrollo de hiponatremia dilucional. Lo inverso sucede en caso de hipervolemia (v. Figura 1.10).

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El primer escenario descrito tiene relevancia clínica en pediatría. Frecuentemente, los pacientes internados poseen más de un estímulo no osmótico para liberar AVP (v. Tabla 1.1) y, asimismo, pueden presentar diferentes grados de contracción del IV, incluso sin que sea clínicamente evidente. En consecuencia, convergen mecanismos tendentes a diluir el LEC, más aún si estos pacientes reciben fluidos endovenosos (EV) hipotónicos. En base a estos postulados y a la evidencia clínica de los últimos veinte años, el aporte de fluidos EV isotónicos disminuye marcadamente el riesgo de hiponatremia dilucional en estos escenarios (v. más adelante).

Las variaciones en la curva de secreción de AVP se explican por las jerarquías biológicas que se establecen en la regulación de la homeostasis corporal. Si bien la AVP es más sensible a cambios osmóticos que en el volumen IV, el mantenimiento de la volemia se encuentra por encima del de la osmolalidad. Asimismo, vale aclarar que la variación de la respuesta osmótica frente a distintos volúmenes circulantes sucede en forma independiente al volumen total del LEC. Por ejemplo, en el síndrome ascítico edematosos (por cirrosis hepática), en el síndrome nefrótico o en la insuficiencia cardíaca, el volumen total del LEC se encuentra aumentado, pero el volumen IV está disminuido. Por lo tanto, en estas situaciones clínicas la curva de secreción de AVP se desplaza hacia la izquierda, de acuerdo con lo descrito.

Concentración urinaria

Entre otras funciones, la AVP permeabiliza el túbulo colector al agua, la cual es reabsorbida a favor de un gradiente osmótico gracias a la hipertonicidad de la médula renal. Como fue mencionado, la habilidad para concentrar y diluir la orina representa una ventaja evolutiva que permitió durante la filogenia expandir los posibles ambientes habitables. Para alcanzarla, es necesario que se establezca y preserve el gradiente hipertónico creciente en el intersticio medular, extendido desde la unión córtico medular hacia la papila renal. Esto requiere de una serie de condiciones fisiológicas:

• Longitud adecuada del asa de Henle: a mayor longitud, mayor capacidad de concentración urinaria.

• Tasa de reabsorción activa de sodio y cloro en la rama ascendente gruesa de Henle: depende de la tasa de filtrado glomerular (TFG), del aporte luminal de sodio y de la actividad concertada entre el cotransportador luminal Na+/K+/2Cl- y la bomba Na+/K+ ATPasa basolateral.

• Contenido proteico de la dieta: una dieta rica en proteínas favorece la producción de urea y su acumulación en el intersticio medular.

• Flujo sanguíneo medular: si es bajo, favorece la conservación de la osmolalidad intersticial.

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• Permeabilidad osmótica de los túbulos y el conducto colector al agua: la acción de la AVP a través de las acuaporinas 2 (AQP2) regula esta función.

• Flujo tubular en el asa de Henle y en el conducto colector: un flujo alto disminuye la eficacia del multiplicador por contracorriente y reduce la osmolalidad del intersticio medular.

Maduración de la capacidad de concentración urinaria

Las variables que establecen y mantienen la hipertonicidad de la médula renal completan su maduración durante los primeros meses de vida posnatal. Los recién nacidos y los niños pequeños tienen una capacidad limitada para concentrar la orina. Esto les confiere mayor susceptibilidad frente a situaciones clínicas que impliquen pérdida extrarrenal de agua y electrolitos. Tales son los casos de la diarrea aguda, los vómitos o el aumento de las pérdidas insensibles, que pueden conducir a la deshidratación (v. más adelante). Sin embargo, la capacidad de concentración experimenta un aumento notable luego del nacimiento (v. Tabla 1.2). En la vida fetal oscila entre 100 y 250 mOsm/kg. Hacia el final de la primera semana de vida posnatal, la capacidad máxima de concentración excede los 600 mOsm/kg. Aumenta por encima de 1000 mOsm/kg al segundo mes de vida, y es mayor de 1100 mOsm/kg hacia el final del primer año. Aproximadamente, entre los 2 y 3 años de edad se alcanza la capacidad máxima de concentración del adulto (1300-1400 mOsm/kg).

Varios factores, tanto anatómicos como funcionales, contribuyen con la inmadurez en la capacidad de concentración. La generación y el mantenimiento del gradiente hipertónico medular se ven limitados inicialmente por la menor longitud del asa de Henle, la mayor proporción del flujo sanguíneo renal (FSR) que se dirige hacia la vasa recta, la menor TFG, la inmadurez del cotransportador Na+/K+/2Cl- y de la bomba Na+/K+ ATPasa, y la menor generación de urea. Con el crecimiento y la maduración renal, el asa de Henle aumenta su longitud, la cantidad del FSR que recibe la vasa recta es cada vez menor, la TFG se incrementa progresivamente, mejora la conductividad de los transportadores en la rama ascendente gruesa de Henle, aumenta la producción de urea y su circulación renal, y las uniones estrechas del túbulo colector maduran progresivamente, lo que permite mantener las diferencias de tonicidad entre el líquido tubular y el intersticio medular.

Durante la vida intrauterina y los primeros meses de vida posnatal, la respuesta tubular a la AVP es parcial. Tanto los niveles plasmáticos de AVP como los mecanismos de secreción y su sensibilidad son adecuados al nacimiento. Efectivamente, el umbral osmótico para liberar AVP se ajusta en 282 mOsm/kg en el recién nacido de término, un valor similar al de niños mayores y adultos. Sin embargo, la baja acción sobre el túbulo colector se debe, por un lado, a la menor capacidad del receptor V2 para activar la producción de adenosín-monofosfato cíclico (AMPc) a través de la enzima adenilato ciclasa. Esto restringe la integración de las AQP2 a la membrana luminal, lo que limita la permeabilidad osmótica al agua. Sumado a esto, el efecto inhibitorio que ejercen las prostaglandinas sobre la AVP y la menor expresión de AQP2 en el período neonatal confinan aún más la permeabilidad al agua. Todas estas funciones maduran durante los primeros meses luego del nacimiento, y se reflejan en el aumento progresivo que experimenta la capacidad máxima de concentración urinaria (v. Tabla 1.2).

Dilución urinaria

A diferencia de lo que sucede con la capacidad de concentración, el mecanismo de dilución urinaria es eficaz en el recién nacido, incluso en el nacido antes de término. Después de una sobrecarga hídrica se pueden alcanzar valores de osmolalidad urinaria inferiores a 50 mOsm/kg, similares al alcanzado por el riñón de niños mayores y adultos. Sin embargo, vale la pena aclarar que si bien el recién nacido y el lactante pueden eliminar una orina diluida, son incapaces de excretar una sobrecarga acuosa importante con la misma eficacia que los niños mayores, debido a la limitación que les impone la baja TFG. Esto los hace particularmente vulnerables a la posibilidad de intoxicación hídrica, por ejemplo, ante la administración de un exceso de líquidos hipotónicos.

Cuantificación de la excreción de agua libre

El ser humano, a diferencia de otros animales, requiere de una cierta cantidad de agua para excretar los productos de desecho provenientes del metabolismo orgánico. Asimismo, la eliminación o la conservación de agua libre son los mecanismos de los que dispone el nefrón distal, dependientes de la acción de la AVP, para regular la osmolalidad de los líquidos corporales.

La medición de la osmolalidad urinaria (Uosm) es un índice simple para evaluar en forma cuantitativa el funcionamiento de los mecanismos de concentración y dilución de la orina. Se debe interpretar en conjunto con la osmolalidad del plasma (Posm).

El aclaramiento osmolar (Cosm) se define como el volumen de plasma completamente depurado de solutos osmóticamente activos en la unidad de tiempo (Figura 1.11 a). Representa el flujo urinario hipotético que sucedería si la orina fuese isotónica con el plasma, y hace referencia a la habilidad renal para excretar solutos. El aclaramiento de agua libre (CH₂O) (Figura 1.11 b) representa el volumen de agua libre de solutos que es excretado, es decir, el volumen de agua en exceso del aclaramiento osmolar. Se calcula en base a la diferencia entre el flujo urinario (V) y el Cosm. Manifiesta la habilidad del riñón para mantener la osmolalidad del LEC, pues supone la cantidad de agua (conservada o excretada) que efectivamente puede modificarla.

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Si se elimina una orina isotónica, el Cosm es idéntico al flujo urinario, por lo que no hay ganancia ni pérdida de agua libre y la osmolalidad del plasma no varía. En presencia de AVP se reabsorbe una fracción de agua libre proporcionalmente mayor que los solutos filtrados, lo cual resulta en la producción de una orina concentrada o hipertónica con respecto al plasma (Uosm>Posm). En este escenario, el CH₂O toma un valor negativo. Como representa la cantidad de agua libre reabsorbida en el túbulo colector (TCH₂O) por acción de la AVP (para mantener la osmolalidad del plasma), al expresarse como TCH₂O se enuncia como un valor positivo (Figura 1.11 c).

Por el contrario, en ausencia de AVP se excreta una fracción de agua libre proporcionalmente mayor que los solutos filtrados, lo cual resulta en la producción de una orina diluida o hipotónica (Uosm<Posm). En este escenario, el CH₂O toma un valor positivo y refleja la cantidad de agua libre excretada para mantener la osmolalidad del plasma dentro de su rango normal.

Por lo expuesto, los cambios en la excreción y la reabsorción de agua libre ocurren de manera independiente de los cambios en la excreción de solutos (Cosm). Todos estos conceptos poseen validez clínica siempre y cuando se sostenga la interpretación del ser humano como un sistema abierto en estado estacionario, es decir, con intercambios permanentes de materia y energía con el medio externo. Desde esta perspectiva, la excreción de agua libre debe compararse con el aporte de agua libre de electrolitos, tanto endovenoso como por vía oral, para poder predecir los cambios en la osmolalidad del plasma.

Fluidos de mantenimiento

Los fluidos EV de mantenimiento tienen como objetivo conservar el volumen extracelular y mantener el equilibrio osmótico y electrolítico entre compartimientos. La cantidad y la composición de estos fluidos deben indicarse cuidadosamente, para garantizar la constancia del medio interno. Este aspecto resulta fundamental, porque la homeostasis corporal de los pacientes que no reciben aportes por vía oral se mantiene, fundamentalmente, gracias a la administración de estos fluidos.

Actividad metabólica y requerimientos hídricos

Los requerimientos hídricos están en íntima relación con la actividad metabólica. Diariamente, la carga de solutos generada por el metabolismo oxidativo es vehiculizada hacia el exterior por el agua, a través de la orina. La cantidad de agua excretada por esta vía depende del estado del balance hídrico y de la magnitud de la carga de solutos presentada al riñón. Asimismo, el metabolismo oxidativo produce calor y dióxido de carbono. El primero es amortiguado mediante la pérdida cutánea de agua (perspiración), mientras que el segundo se mantiene constante gracias la ventilación alveolar, que con cada ciclo ventilatorio emite vapor de agua hacia la atmósfera. Ambas pérdidas de agua se reducen casi a cero cuando la humedad ambiente se eleva al 100%, y pueden duplicarse con el individuo desnudo o en la hiperpnea sostenida. Una fracción de agua mucho menor se elimina diariamente con las heces.

En condiciones normales, la actividad metabólica se compone del metabolismo basal, la acción dinámica específica (calorías consumidas en el proceso de la alimentación), la actividad muscular y el crecimiento, que depende de la edad del niño. Sin embargo, el gasto calórico del paciente internado que requiere exclusivamente fluidos EV es diferente del definido para las condiciones normales. En este escenario clínico, la actividad metabólica se reduce, pues desaparece la atribuible a la acción dinámica específica y disminuye la vinculada con la actividad muscular. Por lo tanto, en condiciones de mantenimiento, la tasa metabólica está compuesta por el metabolismo basal, el crecimiento y cierto grado de actividad muscular (Figura 1.12 a).

Puede concluirse, entonces, que las necesidades de mantenimiento son los requerimientos diarios de agua y electrolitos que suplen el consumo metabólico y las pérdidas fisiológicas por diuresis, piel y el aparato respiratorio, en las condiciones de mantenimiento en las que se encuentra el paciente internado.

Necesidades de mantenimiento de agua

En 1957, Holliday y Segar publicaron en su artículo The Maintenance Need for Water in Parenteral Fluid Therapy las bases del aporte diario de fluidos EV en función del cálculo de las kilocalorías (kcal) metabolizadas diariamente por el paciente internado. Ellos demostraron que las necesidades de agua en mililitros por día eran iguales a la energía consumida diariamente (100 mL de agua son necesarios para suplir 100 kcal de gasto calórico), y que, a su vez, el gasto calórico dependía del peso del paciente, pues cuanto más pequeño es el niño, mayor es su actividad metabólica vinculada con el crecimiento (v. Figura 1.12 a).

El gasto calórico diario de un niño internado menor de 10 kg es de 110-120 kcal/kg. Lo que implica que los requerimientos diarios de agua sean de 110-120 mL/kg. Diariamente, el metabolismo oxidativo (a través del ciclo de Krebs) aporta 10-20 mL/kg de agua (agua endógena), por lo que para un niño menor de 10 kg los restantes 100 mL/kg/día deben ser aportados. Estas constituyen sus necesidades de mantenimiento de agua.

 

Gráfico

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Las pérdidas de agua por diuresis son de 55-60 mL cada 100 kcal. Como son pérdidas medibles, se las conoce como pérdidas sensibles. Dado que las pérdidas de agua a través de la piel (perspiración) y del aparato respiratorio no son pasibles de ser medidas, se las conoce como pérdidas insensibles. Su valor aproximado es de 40-45 mL cada 100 kcal en condiciones habituales de mantenimiento, de las cuales aproximadamente 15 mL cada 100 kcal se pierden por el aire espirado y 30 mL cada 100 kcal por la piel.

En niños más grandes, el incremento del gasto calórico diario entre los 10 y los 20 kg es de 50 kcal/kg; mientras que entre los 20 y los 30 kg es de 20 kcal/kg. Esto significa que por cada kilogramo entre los 10 y los 20 kg se requieren 50 mL/kg/día de agua adicionales a los 1000 mL/día correspondientes a los primeros 10 kg; y que por cada kilogramo entre los 20 y los 30 kg se requieren 20 mL/kg/día de agua adicionales a los 1500 mL/día correspondientes a los primeros 20 kg (v. Figura 1.12 a-b).

En pacientes mayores de 20 kg, las necesidades de mantenimiento se calculan más precisamente en base a la superficie corporal (v. Figura 1.12 c), y son de 1500 mL/m²/día. Para este cálculo, las pérdidas insensibles se corresponden con 300-400 mL/m²/día. En pacientes obesos, debe calcularse el requerimiento hídrico de acuerdo con su peso magro (percentil 50 para la talla).

Diversas circunstancias pueden aumentar la tasa metabólica del paciente internado y, por lo tanto, sus requerimientos de agua. El estado febril, por ejemplo, aumenta la tasa metabólica entre un 10% y un 15% por cada grado centígrado por encima de la temperatura normal. La taquipnea persistente, la sudoración profusa, la poliuria y las quemaduras también aumentan los requerimientos hídricos diarios.

Composición de las soluciones parenterales de mantenimiento

Electrolitos

Si bien el cálculo de Holliday y Segar sigue teniendo vigencia en lo referente a las necesidades de mantenimiento de agua, el cálculo de las necesidades de mantenimiento 1 de sodio (2-3 mEq/kg/día), cloro (2 mEq/kg/día) y potasio (1-2 mEq/kg/día), estimado en base a un promedio del contenido en la leche humana y de vaca, motivó a que las infusiones parenterales de líquidos fuesen hipotónicas. Esto implicaba que la tonicidad (u osmolalidad efectiva) de dichas soluciones rondara los 80-100 mOsm/L, francamente hipotónicas con respecto al plasma. A lo largo de los Años, la evidencia demostró la elevada incidencia de hiponatremia, e incluso de encefalopatía hiponatrémica, en pacientes que recibían estas soluciones, particularmente en situaciones clínicas que se acompañan de liberación no osmótica de AVP.

A la luz de dichos conocimientos, actualmente se recomienda el aporte de líquidos parenterales isotónicos al administrar las necesidades de mantenimiento. Esto implica la administración de sodio (generalmente como cloruro de sodio) entre 131 y 154 mEq/L (recomendado 140 mEq/L) acompañado de potasio (generalmente como cloruro de potasio) a 10 mEq/L en niños menores de 10 kg y a 20 mEq/L en niños mayores. La osmolalidad efectiva de estas soluciones ronda los 300 mOsm/L.

Algunos pacientes se encuentran fuera de esta recomendación: recién nacidos críticamente enfermos, pacientes hipertensos, grandes quemados, pacientes con nefropatías o cirrosis y pacientes con cardiopatías congénitas. Aún no se dispone de evidencia suficiente sobre la composición ideal de las soluciones de mantenimiento para estos pacientes. Sin embargo, y de acuerdo con los principios fisiológicos que regulan el volumen y la osmolalidad del LEC desarrollados en este capítulo, las soluciones parenterales isotónicas representarían una opción segura y eficaz, siempre que se controlen su volumen y ritmo de infusión.

Glucosa

En pacientes que reciben exclusivamente líquidos EV por un tiempo superior al ayuno fisiológico (Tabla 1.3), además de suministrar el volumen y la tonicidad adecuados, es necesario administrar un sustrato metabólico capaz de mantener la glucemia en sus valores normales y evitar la cetogénesis.

La administración a necesidades de mantenimiento de una solución de dextrosa al 5% (5 g de glucosa en 100 mL de agua) asegura el aporte del 20% del requerimiento metabólico diario, suficiente para evitar tanto la hipoglucemia como la lipólisis y producción de cuerpos cetónicos. Asimismo, dicha solución infundida a necesidades de mantenimiento asegura un flujo de glucosa de entre 3-4 mg/kg/min que no eleva la glucemia por encima de su umbral de reabsorción renal, por lo que no produce poliuria por arrastre osmótico.  

Cabe destacar que si bien la solución de dextrosa al 5% puede considerarse isosmótica con el plasma (278 mOsm/L) no es isotónica, pues luego de infundidas las moléculas de glucosa se redistribuyen rápidamente desde el LEC hacia el LIC. Por lo tanto, el aporte de glucosa tiene valor metabólico y no osmótico. La osmolaridad efectiva (tonicidad) de las soluciones parenterales es otorgada por los electrolitos, principalmente el sodio y el cloro.

Soluciones salinas y soluciones balanceadas

La primer referencia en la bibliografía científica a la solución salina al 0,9% (estrictamente, al 0,92%) fue en un artículo publicado en 1896, donde Lazarus y Barlow citan a Hamburger, un fisiólogo holandés, quien sugería que la solución salina al 0,92% era normal o fisiológica para la sangre de mamíferos, pues poseía un punto crioscópico de -0,52 °C, casi idéntico al del plasma (-0,55 °C), y los eritrocitos suspendidos en esa solución no desarrollaban cambios de volumen.

Como fue comentado, la solución salina al 0,9% posee 154 mEq/L de sodio, una concentración muy similar a la de la fase acuosa del plasma y a la del LI. Sin embargo, la concentración de cloro (154 mEq/L) resulta suprafisiológica. La presencia de otros aniones en el plasma es responsable de la relación sodio/cloro normal, que toma valores de entre 1,21/1 y 1,54/1, distintos del de la solución salina al 0,9% (v. Tabla 1.3). El aporte rápido de grandes volúmenes de esta solución, como durante el intraoperatorio o la reanimación enérgica con fluidos endovenosos, se asoció en adultos con el desarrollo de acidosis metabólica hiperclorémica, disminución del flujo sanguíneo renal y de la TFG (el cloro funciona como un vasoconstrictor renal), que en ocasiones condujo a la necesidad de terapia de reemplazo renal. Sin embargo, esto no fue demostrado en niños ni en adultos cuando se utiliza la solución salina al 0,9% como fluido de mantenimiento por menos de 72 horas.

Tabla

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Las soluciones balanceadas como el Plasma-lyte (Tabla 1.4) poseen relaciones sodio/cloro más parecidas a las fisiológicas, pues reemplazan parcialmente la carga aniónica del cloro con ácidos orgánicos (acetato, gluconato, etc.). Asimismo, incluyen potasio y otros cationes en su conformación. Empero, ninguna solución electrolítica balanceada tiene todas las características del plasma (v. Tabla 1.4). A su vez, vale aclarar que si bien el Ringer lactato es una solución balanceada, a diferencia del Plasma-lyte resulta ligeramente hipotónica con respecto al plasma.

Tabla

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Al momento actual, no hay estudios que demuestren si las soluciones balanceadas son superiores a las soluciones salinas como fluidos de mantenimiento.

Confección del plan de hidratación parenteral y límites de seguridad

En caso de que no se disponga de soluciones isotónicas preformadas para administrar las necesidades de mantenimiento diarias, pueden administrarse mediante la confección de un plan de hidratación parenteral (PHP) en 24 horas. Las necesidades de agua se entregan con una solución dextrosada al 5% (que además de agua, aporta el sustrato metabólico), con el agregado de 140 mEq/L de cloruro de sodio y 10-20 mEq/L de cloruro de potasio. Cabe considerar que la solución así formada resulta isotónica con el plasma. La concentración ideal de potasio para estas soluciones se encuentra actualmente en revisión. 

Texto, Tabla

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Los límites de seguridad de un PHP hacen referencia, principalmente, al flujo de potasio y de glucosa, y a la concentración de ambos solutos (Figura 1.13 c). Al administrar fluidos de mantenimiento, el flujo de potasio no debe superar los 0,3-0,5 mEq/kg/h, para evitar el desarrollo de arritmias. Si el paciente recibe en simultáneo otro aporte EV de potasio, el flujo se calcula en base a la sumatoria de ambos aportes por separado. Para su cálculo en estrategias de hidratación en 24 horas (fluidos de mantenimiento), puede utilizarse la siguiente fórmula:

Flujo de potasio = [(mL/kg de agua) x (concentración de potasio)] / 24000

 

El flujo de glucosa tiene en consideración los mg/kg/min vehiculizados a través del PHP, para no elevar la glucemia por encima del umbral renal (180 mg/dL) e impedir que se generen glucosuria y poliuria por efecto osmótico. Normalmente, esto no sucede cuando se administran flujos de 3-6 mg/kg/min. Para su cálculo en estrategias de hidratación en 24 horas (fluidos de mantenimiento), puede utilizarse la siguiente fórmula:

Flujo de glucosa = [(mL/kg de agua) x (% dextrosado) x 10] / 1440

 

Para evitar el desarrollo de flebitis, la concentración de potasio no debe superar los 60 mEq/L a través de un acceso vascular periférico, y la de glucosa los 12,5 g en 100 mL de agua (dextrosado al 12,5%). En caso de un acceso vascular central, la concentración de potasio puede alcanzar los 120-150 mEq/L, mientras que la de glucosa, los 25-50 g en 100 mL de agua (dextrosados al 25% y al 50%, respectivamente).

Controles clínicos y analíticos

El aporte de fluidos EV de mantenimiento requiere del control clínico estricto, junto con la monitorización del peso, del balance de ingresos y egresos y de ciertas determinaciones de laboratorio.

  • Peso: Se recomienda pesar al paciente antes de iniciar la fluidoterapia EV y posteriormente cada 24 horas, mientras continúe la administración de líquidos parenterales. Si existen grandes pérdidas de líquidos o cambios clínicos (oliguria, poliuria, etc.), si el paciente se encuentra deshidratado o si aparecen edemas, debe aumentar la frecuencia con la que se pese al paciente.
  • Balance de ingresos y egresos: El detallado registro de los ingresos y egresos (dentro de los cuales también deben incluirse las pérdidas insensibles) de líquidos permite conocer si las indicaciones médicas se llevan a cabo de acuerdo con lo planificado, y tener un control cercano de la terapéutica del paciente. Se recomienda realizarlo cada 4-6 horas durante las primeras 24 horas, y luego ajustarlo de acuerdo con la evolución clínica.  
  •  
  • Determinaciones de laboratorio: Los pacientes que reciben exclusivamente líquidos EV por períodos mayores de 24 horas deben tener un análisis de laboratorio al inicio de la fluidoterapia y luego a razón de uno por día. Debe incluir la monitorización de la glucemia, estado ácido-base, ionograma, urea y creatinina plasmáticas. Si el paciente presenta un sodio plasmático < 130 mEq/L se recomienda realizar determinaciones de laboratorio con mayor frecuencia (cada 4-6 horas), además de un estricto control clínico para detectar precozmente signos y síntomas atribuibles a hiponatremia o a sus posibles causas (secreción inadecuada de AVP, etc.) ( 2 y 5).

Deshidratación

Clásicamente, la deshidratación se define como el balance negativo de agua y electrolitos. Sin embargo, es más apropiado referirse a esta como la condición de pérdida exclusiva de agua, cuya manifestación es la hipernatremia, capaz de movilizar agua desde el LIC hacia el LEC. La depleción de volumen, en cambio, hace referencia a cualquier condición que curse con disminución del volumen efectivo circulante, que puede ser ocasionada por pérdida de agua y electrolitos (diarrea, vómitos, etc.) o solo de agua (diabetes insípida, aumento de las pérdidas insensibles, etc.). Estos términos, por lo tanto, diferencian las condiciones fisiopatológicas que resultan de la pérdida de distintos tipos de fluidos. No obstante, ambos son utilizados frecuentemente como sinónimos, independientemente del tipo de déficit que originó la contracción de volumen. En este apartado, uno y otro término serán utilizados indistintamente.

Causas

La causa más frecuente de deshidratación es la diarrea aguda (mayoritariamente de origen viral). También puede producirse por vómitos, hipoaporte, poliuria (diabetes mellitus, diabetes insípida, etc.) y aumento de las pérdidas insensibles de agua (taquipnea, quemaduras, fiebre persistente, calor ambiental excesivo, etc.). La diferenciación entre pacientes deshidratados por diarrea y mecanismos distintos de la diarrea permite, en cierta medida, predecir la morbilidad electrolítica y ácido-básica asociada, lo que orienta el enfoque diagnóstico y terapéutico de cada uno de los grupos.

Fisiopatología

Hidrolabilidad

Además de la elevada incidencia de gastroenteritis viral en la infancia, la deshidratación es frecuente en lactantes y niños pequeños por su marcada hidrolabilidad. Esta se explica por varias razones. A pesar de que el porcentaje del peso corporal atribuible al agua es mayor en lactantes que en niños mayores y adultos (70% y 60%, respectivamente), los lactantes y los niños pequeños son, en términos funcionales, hidropénicos. Esto se atribuye a sus elevados requerimientos hídricos diarios relacionados con la actividad metabólica (más del triple que la del adulto) con tan solo un 10% más de ACT. Asimismo, la fracción cuantitativamente más importante del ACT se encuentra ubicada en el LEC, compartimiento hidrosalino expuesto a los intercambios con el medio externo. Un lactante de 6 kg, por ejemplo, pierde y repone diariamente (por la actividad metabólica) 150 mL/kg de agua, es decir, 900 mL totales. Como su LEC posee 2400 mL de agua (el 40% del peso corporal), esto implica que diariamente intercambia entre la mitad y una tercera parte del LEC. Mientras que un adulto moviliza por día una quinta parte de su agua extracelular. A su vez, los lactantes tienen más pérdidas insensibles de agua que los niños mayores y adultos, porque su superficie corporal es proporcionalmente mayor por unidad de peso.

Contribuye con la labilidad hídrica la menor capacidad renal para amortiguar las pérdidas de agua y electrolitos. Esto se debe a la inmadurez de numerosos mecanismos de reabsorción tubular y a la menor capacidad de concentración urinaria. Por último, los lactantes y los niños pequeños son incapaces de ingerir agua por sus propios medios.

Respuesta a la contracción del LEC

La depleción de volumen produce una respuesta adaptativa renal conocida como "estadio prerrenal". Se trata de una adaptación fisiológica adecuada, cuyo objetivo es preservar el volumen intravascular. Se caracteriza por una disminución de la TFG (secundaria a la menor perfusión renal), con parénquima renal funcionante.

La baja presión de perfusión renal estimula la secreción de renina por las células granulares del aparato yuxtaglomerular, que activa el sistema renina-angiotensina-aldosterona. A su vez, la disminución de la frecuencia de descarga de los barorreceptores aórticos y carotideos determina la activación del sistema nervioso simpático que, mediante la liberación de noradrenalina, también estimula la secreción de renina. Asimismo, tanto la angiotensina II como el reflejo de los barorreceptores estimulan la secreción neurohipofisaria de AVP (v. Figura 1.8). Los cambios en la hemodinamia glomerular y peritubular inducidos por estos mediadores, junto con el aumento de la reabsorción tubular de sodio y agua (angiotensina II, aldosterona, AVP, etc.), confluyen para intentar restablecer el volumen intravascular. En consecuencia, se generan oliguria, una orina concentrada (Uosm > 500 mOsm/kg, densidad urinaria > 1020) y una excreción fraccionada de sodio (FENa) < 1%. La creatinina plasmática aumenta ligeramente (entre un 10% y un 15%), pues al disminuir la TFG aumenta su secreción tubular. Asimismo, la contracción del LEC disminuye la eliminación renal de ácido úrico por aumento de su reabsorción proximal, lo cual se traduce en un aumento de sus niveles circulantes. Por último, la concentración plasmática de urea también aumenta (relación urea/creatinina plasmáticas > 40), por mayor reabsorción proximal y distal.

Clasificación y manifestaciones clínicas

De acuerdo con la magnitud de las pérdidas

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Con fines prácticos, la deshidratación se clasifica en leve, moderada y grave. Esta clasificación se fundamenta en la estimación clínica del porcentaje de pérdida de peso secundario a la contracción del LEC, basada en los antecedentes y los hallazgos al examen físico (Tabla 1.5). La deshidratación leve se caracteriza por ser asintomática o levemente sintomática y le corresponde una estimación clínica de pérdida de peso menor del 5%. La deshidratación moderada se caracteriza por la presencia de signos y síntomas atribuibles a la contracción del LEC y le corresponde una estimación clínica de pérdida de peso entre el 5% y el 10%. Mientras que la deshidratación grave se caracteriza por el compromiso hemodinámico, evidenciado clínicamente por un relleno capilar enlentecido (> 3 segundos) y, en los casos más graves, hipotensión e inminencia de shock hipovolémico. A este tipo de deshidratación le corresponde una estimación clínica de pérdida de peso mayor del 10% (v. Tabla 1.5).

De acuerdo con la natremia

Normalmente, las pérdidas enterales por diarrea poseen entre 40-100 mEq/L de sodio, hipotónicas con respecto al LEC. Sin embargo, la deshidratación por diarrea suele ser isonatrémica (sodio entre 130-150 mEq/L), gracias a la reposición de líquidos hipotónicos por vía oral y a la reabsorción de agua libre por acción de la AVP.

El desarrollo de hiponatremia (sodio < 130 mEq/L) no se justifica por las pérdidas enterales, ya que suelen excretarse menos solutos que agua libre. Por lo general, se debe a la sobreoferta oral de líquidos hipotónicos y al efecto dilucional de la AVP. En este tipo de deshidratación (hipotónica), los signos clínicos de contracción del LEC son más precoces y manifiestos. A su vez, dependiendo de la magnitud y del tiempo de instalación de la hiponatremia, pueden asociarse debilidad, letargia, cefalea, confusión, convulsiones, depresión respiratoria y coma ( 2).

La deshidratación hipernatrémica (sodio > 150 mEq/L) suele producirse cuando, además de las pérdidas enterales que tienden a concentrar el LEC, coexisten mecanismos adicionales de pérdida de agua libre (fiebre, taquipnea, calor ambiental excesivo, etc.), y la reposición de agua por vía oral es escasa o nula. El ejemplo más ilustrativo de deshidratación hipernatrémica es en la diabetes insípida ( 5), cuando no hay reposición o acceso al agua. En este tipo de deshidratación (hipertónica) los signos clínicos de contracción del LEC son menos evidentes, pues la deshidratación se produce, fundamentalmente, a expensas del LIC. Dependiendo del tiempo de instalación de la hipernatremia, pueden asociarse cefalea, irritabilidad y convulsiones ( 2). Menos del 5% de los episodios de deshidratación por diarrea cursan con hipernatremia.

Diagnóstico

El diagnóstico de la deshidratación es clínico y se fundamenta en los antecedentes y en la exploración física de los signos y síntomas atribuibles a la contracción del LEC (v. Tabla 1.5). Sin embargo, muchas veces la valoración clínica es subjetiva e inexacta, por lo que se puede subestimar o sobreestimar la contracción de volumen. Si bien es poco frecuente en la práctica habitual, la comparación con un peso confiable de normohidratación permite definir con exactitud la magnitud de las pérdidas y orientar el tratamiento.

Los estudios complementarios no se encuentran indicados de rutina. Se sugiere la detección de alteraciones en la función renal, electrolíticas y en el equilibrio ácido-base en las siguientes situaciones clínicas: deshidratación grave, deshidratación exclusiva por vómitos o por pérdidas extradigestivas, sospecha de intoxicación, presencia de una enfermedad de base o de comorbilidades, clínica de acidosis metabólica, sospecha de síndrome urémico hemolítico y sospecha clínica de hipernatremia (coexistencia de mecanismos, irritabilidad, pliegue pastoso, etc.).

Tratamiento

Deshidratación leve y moderada

El tratamiento de elección para la deshidratación leve y moderada es la rehidratación por vía oral con sales de rehidratación oral (SRO). Su composición y eficacia se fundamentan en la presencia de concentraciones equimolares de sodio y glucosa. La absorción enteral de ambos solutos a través del cotransportador luminal SGLT1 (Figura 1.14 a) genera la fuerza osmótica impulsora que favorece la absorción de agua, principalmente por vía paracelular. Actualmente, se recomienda la utilización de SRO de baja osmolalidad (OMS 2002) (Figura 1.14 b), con concentraciones de sodio de entre 60-90 mEq/L.

Diagrama

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Por cada 1% de porcentaje estimado de pérdida de peso secundario a la contracción del LEC (déficit previo) se deben administrar 10 mL/kg de SRO. De modo tal que para el tratamiento de la deshidratación leve y moderada deben administrarse entre 50-100 mL/kg de SRO en 3-4 horas, con control clínico horario. Si en el curso de la rehidratación el paciente presenta deposiciones diarreicas o vómitos (pérdidas concurrentes), se deben reponer 10 mL/kg de SRO luego de cada deposición diarreica y 2 mL/kg luego de cada vómito. En caso de vómitos clínicamente significativos, puede indicarse una dosis única de ondansetrón por vía oral o endovenosa, de 0,15-0,3 mg/kg/dosis (dosis máxima 16 mg/dosis). Asimismo, si el paciente se niega a tomar las SRO, puede administrarse el volumen calculado a través de una sonda nasogástrica, en 3-4 horas. Se recomienda pesar al paciente antes de iniciar la rehidratación y una vez finalizada esta. Alcanzada la normohidratación, el paciente puede comenzar con la alimentación.

Esta estrategia de rehidratación es altamente segura y eficaz. Además, disminuyó significativamente el número de internaciones por diarrea aguda y produjo una sensible reducción de la mortalidad.

Las contraindicaciones para la rehidratación inicial por vía oral son alteración del estado de conciencia que implique riesgo de aspiración (depresión del sensorio grave, convulsiones, coma); acidosis metabólica grave; íleo; síndrome malabsortivo; vómitos incoercibles; empeoramiento o falta de mejoría con la rehidratación oral, y shock o deshidratación grave. En estos casos, la rehidratación inicial debe ser por vía endovenosa. A su vez, si la estrategia de rehidratación oral fracasa, también se debe indicar la rehidratación por vía endovenosa.

Deshidratación grave

El tratamiento de la deshidratación grave comienza con la restitución enérgica del volumen intravascular, mediante la administración rápida de expansores cristaloides isotónicos (solución salina al 0,9%), a 20 mL/kg en 10-20 min. Esta expansión (en términos de relación volumen/tiempo) permite mejorar la perfusión distal al recomponer parcialmente el volumen del LEC y favorece el desempeño contráctil ventricular a través del mecanismo de Frank-Starling. Una vez revertido el compromiso hemodinámico (normalización del relleno capilar), que por lo general se alcanza con 20-40 mL/kg (de no recuperarse con ese volumen, es probable que el paciente, además, se encuentre séptico), debe comenzarse con la rehidratación.

Habiendo documentado mejoría hemodinámica y en el estado de conciencia, puede intentarse la rehidratación por vía oral mediante la administración de 100 mL/kg de SRO en 4 horas (25 mL/kg/h), en forma espontánea o a través de una sonda nasogástrica. Las pérdidas concurrentes deben reponerse en el curso de la rehidratación como fue comentado, y en caso de vómitos clínicamente significativos puede utilizarse la dosis única de ondansetrón.

Si esta estrategia de rehidratación oral fracasa, es indicación para iniciar la rehidratación por vía endovenosa, que puede instrumentarse en sus modalidades rápida o convencional con fluidos isotónicos. Para un análisis detallado de estas estrategias de reposición de volumen, sugerimos consultar el Capítulo 12.

Edema

El edema es la situación clínica caracterizada por la expansión patológica del volumen intersticial (localizada o generalizada) o del compartimiento transcelular (ascitis, derrame pleural, etc.). El volumen de estos compartimientos se regula mediante el balance entre la permeabilidad capilar, el flujo linfático y las fuerzas que gobiernan el movimiento hídrico a través de los vasos (presión hidrostática y oncótica transcapilar).

Fisiopatología, clasificación y causas

De acuerdo con el mecanismo generador

Siguiendo el esquema mecánico propuesto por la ley de Starling (v. Figura 1.7), el edema puede producirse por la alteración de uno o más de los factores de la ecuación, que resulta en un aumento de la filtración o en una disminución de la reabsorción en los extremos arterial y venoso del capilar, respectivamente. A esto se añaden las alteraciones del flujo linfático.

Clínicamente, puede presentarse en cuatro circunstancias:

  • Disminución de la reabsorción por aumento de la presión hidrostática del extremo venoso.
  • Aumento de la filtración por disminución de la presión oncótica del extremo arterial.
  • Aumento de la permeabilidad capilar.
  • Disminución de la reabsorción linfática.

La hipertensión arterial no es causa de edema por la presencia del esfínter precapilar, que modifica el calibre vascular para mantener constante la presión intracapilar (autorregulación). Por lo tanto, el edema se genera por un aumento de la presión hidrostática del extremo venoso del capilar. Esto puede responder a causas locales (trombosis venosa, tromboflebitis, etc.) o generales, como en la insuficiencia cardíaca congestiva (por transmisión retrógrada de presión) y en la hipervolemia por glomerulonefritis, lesión renal aguda o expansión IV transitoria por exceso de líquidos parenterales.

La disminución de la presión oncótica que favorece la filtración transcapilar en el extremo arterial se observa con cifras de albúmina inferiores a 2-2,5 g/dL. Esto puede suceder por disminución de su síntesis (hepatopatías crónicas, cirrosis), mayor consumo (estados hipercatabólicos prolongados), fuga transcapilar (sepsis y mecanismos inmunoalérgicos de activación endotelial), pérdidas enterales (síndromes malabsortivos) o renales (síndrome nefrótico) y desnutrición grave.

El aumento de la permeabilidad capilar origina un edema cuya característica distintiva es la presencia de proteínas por pasaje hacia el LI. Este edema, por lo general de etiología inflamatoria, puede deberse a trastornos sistémicos (sepsis, vasculitis, anafilaxia, reacciones de hipersensibilidad a fármacos, etc.) o locales (alergias, traumatismos, celulitis, quemaduras, etc.).

La perturbación del drenaje linfático puede originar el linfedema idiopático o primario, o bien producirse en forma secundaria a causas bien definidas como neoplasias, luego de un procedimiento quirúrgico o por la radioterapia, entre otras.

De acuerdo con el volumen arterial efectivo

Desde un punto de vista clínico y fisiopatológico, es útil distinguir los edemas acompañados por disminución de la volemia arterial efectiva de aquellos que cursan con hipervolemia. Vale aclarar que se encuentran funcionalmente excluidos de la volemia efectiva los volúmenes alojados en las cavidades cardíacas dilatadas y en las regiones venosas de gran capacitancia.

Edemas con hipovolemia arterial efectiva

En estos edemas, el desplazamiento del líquido intravascular hacia el espacio intersticial origina la reducción del volumen circulante. Esto da lugar a una serie de respuestas fisiológicas tendentes a restituir el volumen IV (v. Figura 1.8). Los mecanismos puestos en marcha conducen a la retención de agua y sodio que, mientras se sostenga el desequilibrio capilar inicial, tienden a perpetuar el edema. Las siguientes son las causas principales de este tipo de edemas:

  • Insuficiencia cardíaca congestiva: aumento retrógrado de la presión hidrostática del extremo venoso del capilar y disminución del volumen minuto cardíaco.
  • Cirrosis hepática (síndrome ascítico edematoso): disminución de la presión oncótica (hipoalbuminemia), junto con cambios hemodinámicos vinculados con vasodilatación arteriolar y venular.
  • Síndrome nefrótico: disminución de la presión oncótica por proteinuria masiva.

Es frecuente que, a raíz de la respuesta fisiológica para revertir la hipovolemia (angiotensina II, aldosterona, sistema simpático, AVP, etc.) se desarrolle hiponatremia dilucional. Si bien hay balance positivo tanto de agua como de sodio (el sodio corporal total se encuentra aumentado), el primero prima por sobre el segundo y diluye el LEC. De aquí se desprende que la hiponatremia no es sinónimo de déficit corporal de sodio ( 2). En estos escenarios, el sodio urinario suele ser bajo (10-20 mEq/L), lo cual expresa que su balance se regula en torno a la conservación del volumen del LEC, centrado en el IV.

Edemas con aumento de la volemia arterial efectiva

Menos frecuentemente, los edemas responden a un aumento de la volemia efectiva por una falla renal primaria que perturba la excreción de sodio y agua. Esto sucede en la lesión renal aguda (LRA) oligúrica y en las glomerulonefritis agudas (GNA). Asimismo, puede suceder en circunstancias de expansión no controlada del IV por la administración de soluciones salinas, que supera la capacidad de excreción renal. Para que la hipervolemia sea posible y aumente la presión hidrostática del extremo venoso del capilar, es necesario que el aporte EV de estos fluidos sea excesivo y en un corto plazo. A su vez, sucede cuando existe un trastorno renal intrínseco (LRA, GNA) que impide el establecimiento de la respuesta natriurética que normalmente se instaura cuando se expande el LEC (péptidos natriuréticos, el tercer factor, etc.).

En algunos casos de síndrome nefrótico con albúmina mayor de 2 g/dL, pueden existir edemas asociados con hipervolemia, debido a una alteración intrarrenal del túbulo colector.

Manifestaciones clínicas

El edema comienza a ser clínicamente evidente cuando la retención hidrosalina determina aumentos del 5%-10% del peso corporal. Por lo general, suele afectar las zonas declives, y se explora clínicamente en sitios en los que existe un plano rígido óseo cercano (maléolos, tibia o sacro). La impronta al retirar un estímulo aplicado con cierta presión deja una depresión conocida como fóvea o signo de Godet, cuya magnitud se mide de acuerdo con el grado de depresión y el tiempo de recuperación.

El linfedema puede considerarse una forma especial de edema. Su carácter crónico y el alto contenido proteico favorecen la proliferación de fibroblastos que lo tornan duro, elástico, y no deja fóvea o Godet a la presión digital. En el mixedema (hipotiroidismo), los mucopolisacáridos que infiltran e induran la piel justifican la ausencia de Godet a la presión digital.

La anasarca hace referencia al estado edematoso generalizado, que afecta tanto el compartimiento intersticial como el transcelular (ascitis, derrame pleural, etc.).

La valoración del balance de ingresos y egresos, así como del peso, es fundamental en pacientes con edema. Asimismo, ciertas determinaciones de laboratorio (estado ácido base; ionograma plasmático y urinario; sedimento de orina con proteinuria; albúmina, urea y creatinina plasmáticas, etc.) se realizarán de acuerdo con la evolución clínica y la situación que genera el edema.

Tratamiento

El tratamiento del edema debe estar orientado a la causa que lo produce, con especial atención si se desarrolla en el marco de aumento o disminución de la volemia efectiva circulante. Por lo general, la resolución de la causa primaria se acompaña de la resolución del edema.

La restricción del aporte de sodio a 1-3 mEq/kg/día (o 2-3 g/día si se emplea vía oral) es una medida útil en edemas generalizados producidos por LRA, GNA, síndrome ascítico edematoso, insuficiencia cardíaca y síndrome nefrótico.

Los diuréticos de asa como la furosemida (1-3 mg/kg/día) son útiles en la insuficiencia cardíaca congestiva con aumento retrógrado de la presión hidrostática capilar, así como en la LRA y en la GNA. La espironolactona (3-6 mg/kg/día) es útil en el síndrome ascítico edematoso, y se la prefiere frente a la furosemida por la presencia de hiperaldosteronismo secundario y para evitar la alcalosis metabólica hipopotasémica, capaz de empeorar la hiperamonemia.

La infusión EV de albúmina junto con furosemida se encuentra indicada en casos de hipoalbuminemia secundaria a síndrome nefrótico o síndrome ascítico edematoso, cuando hay ascitis o derrame pleural graves que se asocian con restricción respiratoria ( 48.3 y 71). Se administra 1 g/kg de albúmina al 20% en 3-6 horas, junto con 0,5 mg/kg de furosemida a la mitad y 0,5 mg/kg al final de la infusión. Se sugiere establecer un control clínico estricto durante la infusión.