1 Líquidos y Electrolitos

 

 

1 Líquidos y Electrólitos

Práctica 1 Fisiología I COMPETENCIAS A DESARROLLAR 1. El alumno emplea la información, su conocimiento y el método científico como herramientas que promuevan la toma de decisiones en su quehacer académico y profesional. 2. El alumno impulsa el trabajo en equipo para la resolución de problemas teóricos y prácticos relacionados con el trabajo de laboratorio de Fisiología. 3. El alumno rige su conducta individual individual y grupal con respeto y ética en todo momento de su quehacer dentro y fuera de la Facultad. 

OBJETIVOS 1. Identificar la importancia en clínica del proceso de la ósmosis. 2. Definir tonicidad y los efectos de los diferentes tipos de soluciones sobre la distribución de agua en la célula. 3. Analizar el efecto de los cambios en la concentración de soluto y agua en la osmolaridad y distribución de los líquidos corporales. 4. Reconocer la importancia del ión sodio en el establecimiento de la tonicidad extracelular para sí deducir los diferentes trastornos en los cambios de su concentración.

LO QUE DEBERÍA SABER 1. Los diferentes procesos de transporte de soluto y solvente a través de la membrana celular. 2. La distribución de iones y agua en los distintos compartimientos del organismo humano. 3. La importancia del equilibrio hidroelectrolítico en el funcionamiento celular.

BUAP| Facultad de Medicina

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INTRODUCCIÓN son aquellos que que comprenden el líquido líquido cefalorraquídeo, peritoneal, pleural, sinovial, el túbulorrenal y el del humor acuoso del ojo.

En el cuerpo humano existen dos grandes compartimientos denominados líquido intracelular (LIC) y líquido extracelular (LEC). La magnitud de ambos se estima en un 60% del peso corporal de un adulto joven y sano (ver Tabla 1). Tabla 1. Porcentaje de agua corporal en diferentes

Mol  es el peso en gramos de una sustancia. Por ejemplo 1 mol de NaCl es igual a 58.5 gramos. Otro ejemplo es el de la glucosa, donde 1 mol equivale a 180 gramos de sustancia. Cada mol y sin importar la sustancia de la que se trate tiene el mismo número de partículas. Esto es, un mol de NaCl y un mol de glucosa son equivalentes en cuanto a número de moléculas que los constituyen. Lo anterior llama a otro concepto conocido como número de Avogadro, el cual denota la cantidad de 6,02 x 1023  partículas. Debes notar entonces que un mol de cualquier sustancia representa el mismo número de moléculas, aunque dichas sustancias pesan lo mismo en gramos.

grupos poblacionale poblacionales. s.

Para el LIC corresponde un 40% (del porcentaje antes mencionado), y para el LEC el 20 % restante. El LIC es toda el agua al interior de las células y que está a merced de los cambios que puedan ocurrir en el compartimiento extracelular. Por su parte el LEC se divide en dos espacios, el primero se denomina espacio intersticial y es el “mar” que baña a las células (por cierto su acumulación anormal causa edema); y el espacio intravascular o plasmático contenido dentro de aparato vascular. Del 20% del LEC aproximadamente un 15% y 5% corresponde al intersticial (10.5 L) y vascular Tabla 2). (3.5L),

respectivamente

Molaridad es el número de moles en un litro de solución.

Molalidad  es el número de moles por kilogramo de agua. De lo anterior podemos decir ahora que según el modo de preparación de las soluciones existen dos tipos de soluciones: 1) Soluciones Molares: son las que en un litro de solución hay un mol de soluto   (moles/L). Las soluciones molares no especifican la relación exacta entre soluto y agua porque para prepararlas según sea el peso en gramos de una sustancia se requerirá más o menos cantidad de agua para completar un litro de solución, es decir, si preparas un litro de solución 1 molar de glucosa y un litro de solución 1 molar de NaCl a la primera le tendrás que agregar menos agua y a la segunda un poco más debido a que un

(ver

Tabla 2.  Distribución de agua en los espacios corporales, se presenta el dato en porcentaje y en litros.

Existe un tercer espacio denominad transcelular y que es parte del espacio extracelular, los ejemplo de este espacio

mol de NaCl ocupa menos volumen (y le cabe más agua entonces a la solución). Y

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  2)  Soluciones Molales:  son las que contienen un mol de soluto disuelto en un kilogramo de solvente (moles/kg agua). Por ejemplo un mol de glucosa y un mol de NaCl (aunque no pesan los mismo) si se diluyen en exactamente un kilogramo de agua darán como resultado una solución 1 molal de glucosa y NaCl, respectivamente.

un ión divalente como el tendríamos que un mol de contiene 2 equivalentes.

En una solución cuanto más grande es su concentración de soluto mayor será su presión osmótica y con ello tendrá una mayor fuerza para atraer agua hacia un compartimiento.

Transformar los mg a mEq: 20,000/peso molecular x valencia 

calcio calcio

Peso equivalente = pe = Peso Fórmula (Peso atómico) / # de cargas  Ejemplo: Ampollas de cloruro de sodio al 20%: en 100ml hay 20gr (20,000mg) de NaCl

El peso molecular de NaCl: 58 grs La valencia es 1 para ambos

20,000/58 x1= 344mEq Entonces de cada 100ml de sol. NaCl al 20% hay 344mEq

1ml de NaCl al 20% = 3.4mEq

Por otro lado, la molalidad de una solución (la cantidad de soluto presente) será la osmolalidad  de la solución. Una solución con un mol de cualquier sustancia será una solución 1 molal y tendrá una osmolalidad de 1 o bien de 1

Osmolaridad: La osmolaridad (Osm), como expresión de concentración, se define así: Osm = osm / litro ;

miliosmolaridad = mOsM = miliosmoles / litro 

osmol por litro (1 osm/L). Una solución de con tres moles de sustancia tendrá 3 osmoles por litro (3 osm/L). Sin embargo conviene dejar en claro que si se trata de electrólitos presentes en una solución debemos considerar su capacidad de ionizarse (des separarse en el agua), y por ello tenemos que si 1 mol de NaCl se diluye en agua se obtendrán dos moles, uno de sodio y otro de cloro y osmóticamente 1 mol de NaCl rinde el doble (como los jabones de la TV).

Osmolalidad:  Expresa la actividad osmótica que ejercen las partículas activas por Kilogramo de agua, y depende de su concentración. Su importancia es básica para definir la tonicidad de soluciones. En la práctica los términos osmolalidad y osmolaridad se emplean como sinónimos (aunque estrictamente no lo son).

Por otra parte, ya habrás leído o

Un soluto osmóticamente activo es aquel que se encuentra en una solución o compartimiento y que puede atraer agua si no es capaz de difundir. 

escuchado sobre los equivalente o milequivalentes. ¿Qué cosa es eso? Pues bien, un  equivalente es un mol de iones monovalentes y consecuentemente un   miliequivalente es la milésima parte de un equivalente. Los equivalentes se calculan multiplicando la valencia por los moles, el resultado es la concentración de partículas cargadas presentes en solución. Ejemplo 1 mmol de K + es igual a 1 mEq, y 1 mol de Ca2+ es igual a 2 mEq.

La palabra tonicidad (osmolalidad de una solución) se entiende como el efecto que una solución tiene sobre la distribución de agua entre dos compartimientos. Y según sea la concentración de soluto impermeable a través de la membrana plasmática existen soluciones hipertónicas (mayor concentración de soluto respecto al compartimiento celular), isotónicas (igual concentración de soluto respecto al compartimiento celular), e hipertónicas

Peso Equivalente de un ión: es la masa atómica dividida por la valencia. Para un ión monovalente como el sodio, un mol tendría 1 Equivalente, mientras que para

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  Sodio: 140 mEq/L Potasio: 3.5 mEq/L Urea: 10 mg/dl Glucosa 100 mg/dl

(menor concentración de soluto respecto al compartimiento celular). Para cada una de las anteriores se esperaría observar un efecto diferente sobre la distribución de agua. Según se la solución considerada una célula expuesta por separado a cada solución experimentaría pérdida de agua, conservación de su volumen líquido o bien ganancia de agua.

Considera que el potasio tiene una mínima presencia en el espacio extracelular (descartado), la urea es un soluto que puede penetrar a las células y no contribuir con la osmolalidad efectiva o tonicidad (descartado), y la glucosa en condiciones normales penetra a las células (aunque difícilmente en la diabetes) y por lo tanto puede no influir en gran medida a la tonicidad del LEC (descartado también; así es más sencillo todo!). Por lo tanto si solo nos quedáramos quedáramo s con el sodio la osmolalidad calculada resultaría en 280 mOsm/Kg H 2O, si supones una osmolalidad de 293 mOsm/L o kilo de agua que hay en el cuerpo (lo esperado claro) tenemos que el sodio representa el 95% de la tonicidad del LEC. De hecho la osmolalidad plasmática tiene como rango los 280-295 mOsm/kg, y por lo tanto el valor de 300 mOsm/kg que suele manejarse es por conveniencia práctica. El concepto de tonicidad es de vital importancia para entender la distribución de agua en el cuerpo y consecuentemente para la toma de decisiones al momento de la elección de los líquidos o soluciones que corrijan la deshidratación.

Responde de manera individual la siguiente pregunta:  ¿Cuál de los siguientes argumentos acerca de los eritrocitos de la figura B es cierto?: a)  Los eritrocitos se solución isotónica b)  Los eritrocitos se respuesta a una extracelular c)  Los eritrocitos se respuesta a una extracelular d)  Los eritrocitos se

encuentran en una han “hinchado” en solución hipertónica han “hinchado” en solución hipotónica han “encogido” en

respuesta a una solución hipertónica extracelular e)  Los eritrocitos se han “encogido” en respuesta a una solución hipotónica extracelular

Bueno, existe un aparato llamado osmómetro  que evita técnicamente cualquier cálculo a “manita” y es capaz de arrojar en automático el valor de la osmolalidad. Cosa curiosa resulta que el sistema nervioso, específicamente el hipotálamo contiene un sensor similar denominado con osmorreceptor capacidad de monitorear los cambios en la tonicidad e iniciar las respuestas de ajuste que conserven la cantidad de agua y sal necesarias.

Si bien, la composición de los líquidos intracelular y extracelular es un factor determinado por las distintas sustancias presentes en dichos espacios, son los solutos con carga (electrólitos) los que en gran medida establecen el valor de la osmolalidad corporal.

Para calcular la osmolalidad plasmática:

Las variaciones que pueden existir en el volumen y osmolaridad de los líquidos LIC y LEC son:   a) Aumento del volumen, (consumo aumento de la osmolaridad

Osmp = 2 [Na+ (mEq/L)] + K+ (mEq/L)] + [urea mg/dl/6] + [glucosa (mg/dl)/18] Calcula la osmolalidad si los valores para cada variable de la fórmula arriba mencionada son:

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b) 

c) 

d) 

e) 

f) 

simultáneo de agua y sal) Aumento del volumen, sin cambio en la osmolaridad (si la ingesta de agua y sal es proporcional el volumen aumenta pero la osmolaridad se mantiene) Aumento del volumen, disminución de la osmolaridad (se produce cuando alguien bebe mucha agua sin ingerir soluto). Ningún cambio en el volumen, aumento de la osmolaridad (la ingesta de sal sin agua incrementa la osmolaridad plasmática). Ningún cambio en el volumen, disminución de la osmolaridad (cuando se compensa el líquido perdido con agua pura). Disminución del volumen, aumento de la osmolaridad (producido en una sudoración excesiva hipoosmótica, el líquido que queda

Se estima que por cada kilocaloría consumida es necesario ingerir 1 ml de agua, de ahí que si una persona consume a lo largo del día unas 2000 kilocalorías su consumo de agua deba ser de 2 L o 2000 ml de agua. En este sentido, tenemos una necesidad basal diaria de agua, la cual puede calcularse considerando la diuresis (función renal, unos 1500 ml), una pérdida insensible de agua que son 900 ml aproximadamente (dada por la evaporación presente en la respiración y la piel) y el agua obtenida por oxidación o del metabolismo cuyo valor es de 300 ml.

Necesidad de agua = 1500 + 900  –  300   300 = 2100 ml de agua por día. Por supuesto hay situaciones anormales en las que la pérdida del vital líquido por el tracto digestivo es un factor

en el cuerpo se vuelve hipertónico). g)  Disminución del volumen, sin cambio en la osmolaridad (por ejemplo en una hemorragia) h)  Disminución del volumen, disminución de la osmolaridad (por ejemplo en una mala compensación de la deshidratación, algo poco frecuente).

de alto impacto en el desequilibrio no solo de agua sino también de electrolitos que puede poner en serios problemas la viabilidad del organismo. Recordemos que en condiciones normales la cantidad de agua que se pierde por el aparto gastrointestinal es de apenas unos 100 ml  de agua presentes en las heces. De esto último es importante notar que la necesidad de agua quedaría en los 2000 ml por día.

La siguiente tabla resume el listado anterior, y combina las variaciones entre volumen y osmolaridad.

Hemos visto como el organismo puede perder agua, ahora bien la vía de ganancia aguapodemos queda prácticamente limitada a de cuanto ingerir, y está agua que ingerimos con las bebidas (siempre y cuando no sean diuréticas) se suma a la presente en los alimentos, dando como resultado un volumen de aproximadamente 2 L. Equiparándose con la cantidad de agua que perdemos. p erdemos.

Tabla 3. Alteraciones de volumen y osmolaridad.

Ahora bien, la necesidad del consumo de agua está en función de distintos factores como lo son la edad, el género, la temperatura y la actividad física, entre otras, siendo esta última una de las más importantes, ya que en condiciones de ejercicio intenso el organismo humano es capaz de perder hasta 4 L/hora del vital líquido.

También queda claro que hay circunstancias patológicas o bien posoperatorias en las que el equilibrio hidroelectrolítico debe ser monitoreado y restablecido por la administración de soluciones especiales. Las cuales se mencionan de manera breve a continuación. Cabe hacer la mención

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  que el arte y ciencia del entendimiento y pericia clínica para la elección de la solución a administrar está más allá de lo que se pretende lograr con esta lectura.

TIPOS DE SOLUCIONES INTRAVENOSAS. Se

requerimientos hídricos. El mecanismo de acción está dado fundamentalmente por el incremento de la concentración de sodio y aumento de la osmolaridad que se produce al infundir el suero hipertónico en el espacio extracelular.

pueden mencionar dos grupos de líquidos para la administración intravenosa: los cristaloides y los coloides.

Solución Dextrosa en Agua Destilada al 5% (DAD 5%). Es una solución de glucosa

levemente hipotónica respecto del plasma cuyos efectos son hipotónicos sobre las células (excepto por los glóbulos rojos). Está indicada para resolver las deshidrataciones hipertónicas y como solución donadora de energía, es decir se administra cuando se requiere un aporte de energía y agua pero no de sodio. Contraindicada en las diabetes mellitus o coma hiperosmolar.

LOS CRISTALOIDES En general las soluciones cristaloides son aquellas con capacidad de expandir el volumen intravascular y aportar energía en caso de contener azúcares. Respecto al plasma pueden ser hipotónicas, hipertónicas o isotónicas.

Solución Salina Fisiológica (SSF 0,9%). La solución salina fisiológica al 0,9% también conocida como suero fisiológico, es la solución cristaloide estándar, es

LOS COLOIDES El término coloide se refiere a aquellas

levemente hipertónica respecto al líquido extracelular y tiene un pH ácido. Está indicada en la reposición de líquido y electrolitos cuando ha ocurrido una pérdida importante de iones cloro. No está indicada en personas hipertensas ni con afección cardiaca.

soluciones cuya presión oncótica es similar a la del plasma. Las soluciones coloidales contienen partículas en suspensión con un alto peso molecular que incapaces de atravesar las membranas capilares quedan atrapadas para aumentar la presión osmótica del plasma y retener agua en el espacio intravascular. Por lo que se garantiza el movimiento de líquidos desde el compartimiento intersticial al compartimiento plasmático disminuido. Indicadas cuando las soluciones cristaloides carecen de eficacia para

Solución de Ringer lactato. Es una solución isotónica, y además de su aporte de NaCl también brinda potasio y lactato. Este último garantizará un efecto de amortiguador gracias a su conversión a bicarbonato. Indicada para la reposición de agua y electrolitos Por su composición puedeextracelulares. corregir acidosis leves o moderadas, por supuesto que si la acidosis es láctica esta solución no debe emplearse. En diarrea, en choques por hipovolemia por quemaduras o hemorrágicas.

expandir el pérdida volumende intravascular, cuando hay proteínas y sangrado. Por supuesto existen muchas otras soluciones que son valoradas y empleadas según sea el caso individual de cada paciente. Por el momento nos quedamos con las más conocidas.

Solución Salina Hipertónica. La infusión de este tipo de solución expande el volumen intravascular al extraer líquido del compartimiento extravascular, y por un efecto inotrópico y vasodilatador pulmonar adicional. Este tipo de soluciones se utiliza con frecuencia en pacientes quemados, por que disminuyen el edema y suplen muy bien los

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MATERIALES  Lápiz Goma Textos de consulta (incluido el manual de laboratorio) Calculadora (solo para confirmar resultados) Y or su ues uesto, to, lo más im ortant ortante: e: act actitud itud 

PROCEDIMIENTO 1.  1. Investiga las tablas de información nutrimental de los siguientes productos:

a) Agua Bonafont ®   b) Electrolit ®   c) Gatorade ®   Nota: para cada uno de los productos comerciales que se enlistan deberás explicar (previa investigación bibliográfica) los cambios de volumen y osmolalidad que experimentan los compartimientos corporales cuando se ingieren a partir de cada una de las siguientes condiciones: normohidratación, deshidratación e hiperhidratación. Queda claro que debes en principio catalogar a estos productos como soluciones, es decir, si son hipo, iso o hipertónicas de acuerdo a su tabla de información nutrimental.

2. Explica por qué las soluciones de NaCl de sodio al 0.9% y la de Dextrosa al 5% tienen una concentración de soluto similar a la del plasma. 3. ¿Cuáles son las bases moleculares que explican el éxito de la terapia de rehidratación por vía oral? 4. Investiga el valor de la osmolaridad del agua de mar, para luego predecir cuales serían los acontecimientos que ocurrirían en la distribución del agua corporal. Adicionalmente calcula cuánta agua perderías a partir de la ingesta de 2 litros de agua de mar. 5. Finalmente, argumenta porque nuestro medio líquido interno (milieu ( milieu interieur ) o mar interior tiene la composición de SODIO que tiene. Deberás resolver los siguientes ejercicios en tu cuaderno. Solo cuando hayas terminado y tengas listo el resultado manual de prácticas de procederás laboratorio. a pasar en limpio tu tarea en la sección de resultados del

RESULTADOS 

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DISCUSIÓN  Los resultados obtenidos coinciden con lo

ue su onían sus antecedentes teóricos? Si o no

or ué?

CONCLUSIONES En un párrafo, resume los resultados de la pr áctica. 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Smith E.K. (1994). "Líquidos y electrolitos, un enfoque accesible". 2a. edición, México. Edit. El Manual Moderno. 2. Tresguerres J.A.F. ( 2010). "Fisiología Humana". 4a. edición, México. McGraw-Hill. 3. García, Jorge. (2002). Concentraciones en soluciones clínicas: teoría e interconversiones.  interconversiones.  Revista Costarricense de ciencias médicas  médicas  [online]. 23: 1-2 [citado 2013-07-12], pp pp.. 81-88. Disponible en: http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?sc http://www.scielo.s a.cr/scielo.php?script=sci_arttex ript=sci_arttext&pid=S0253-2948 t&pid=S0253-29482002000100008&lng=es 2002000100008&lng=es&nrm=iso. &nrm=iso.

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EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA 

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Si= 1 No= 0 El puntaje obtenido de la práctica será de 10 (máximo) y de 1 (mínimo). Se considera que el alumno pudo obtener 0 (cero) cuando no asistió a la sesión práctica; no presentó su manual de prácticas; o no cumplió con ningún aprendizaje esperado. IMPORTANTE:  Si el profesor de laboratorio tiene un instrumento de evaluación adicional al presente, puede emplearlo para poder conseguir una mejor evaluación del desempeño individual y por equipo de sus estudiantes.  estudiantes. 

Cometarios generales sobre el desempeño del alumno Puntuación de la práctica  7

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