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Compartimientos líquidos
El agua del organismo se encuentra distribuida en dos compartimientos; uno contiene el líquido intracelular (LIC), que corresponde a dos tercios del agua corporal total; y el otro el líquido extracelular (LEC), que es un tercio del agua corporal total. A su vez el LEC puede dividirse en varios subcompartimientos que contienen el plasma o sistema intravascular (una cuarta parte del LEC) y el líquido intersticial (tres cuartas partes dcl LEC). Dentro del LEC también incluimos la linfa, el agua del cartílago y la de cristalización en el hueso. Además existe un compartimiento transcelular, separado del resto dcl LEC por una estructura de tejido epitelial. Este compartimiento transcelular comprende los líquidos pleural y pericárdico, la bilis, el líquido del tracto gastrointestinal, el líquido cefalorraquídeo y el líquido sinovial. Aunque el volumen del compartimiento transcelular constituye menos del 2% del peso corporal en individuos sanos, este porcentaje puede alimentar en circunstancias patológicas.
El volumen de los compartimientos líquidos se puede estimar determinando la distribución de sustancias indicadoras inyectadas en el organismo. Cuando una sustancia se introduce en un volumen determinado de líquido, la concentración que alcanza dicha sustancia una vez que se ha distribuido uniformemente en el líquido depende de la cantidad de sustancia inyectada y del volumen en el cual ésta se distribuye:
El volumen de distribución entonces es 
El volumen de distribución depende de las características de la sustancia inyectada. 
· Las sustancias que atraviesan la pared capilar lentamente, por ejemplo, la albúmina o el azul de Evans (que se fija a las proteínas plasmáticas), se utilizan para determinar el volumen de plasma. 
· Otros trazadores que atraviesan fácilmente la pared capilar, pero que no penetran en las células, son usados para medir el volumen del líquido extracelular. 
· El volumen de distribución de iones de tamaño pequeño, como el So4-2, Cl-, Na+, o de ciertos polisacáridos no metabolizables, como la inulina, es utilizado para estimar el volumen extracelular. 
· Sustancias como el agua deuterada (D20), el agua tritiada o la antipirina atraviesan fácilmente las membranas celulares y permiten medir el contenido total de agua del organismo.
Mediante la segunda ecuación podemos calcular el volumen de plasma (volumen de distribución de albúmina), de líquido extracelular (volumen de distribución de inulina) y de agua total (volumen de distribución de D2O).
Composición de los compartimientos
LEC. El líquido intersticial tiene una composición muy similar a la del plasma; la mayor diferencia radica en que la concentración de proteínas del plasma es mucho mayor que la del líquido intersticial, ya que el endotelio capilar es muy poco permeable a ellas.
El catión principal del plasma es el Na+ y en mucho menor concentración el K+, el Ca2+ y el Mg2+. Los aniones de mayor concentración son el Cl- y el HCO3-. La concentración total de cationes difusibles es ligeramente mayor en plasma que en el líquido intersticial. La concentración total de aniones difusibles, es decir, excluyendo las proteínas, es ligeramente mayor en el intersticio que en el plasma.
LIC. El catión que se encuentra en mayor abundancia es el K+ y los aniones predominantes son los fosfatos orgánicos y las proteínas. Las concentraciones de Na+, Cl- y HCO3- son mucho menores que las del LEC.
Varios mecanismos dan lugar a la diferencia de composición entre el líquido intracelular y el extracelular. El factor más importante es la presencia de mecanismos de transporte en la membrana celular. Estos mecanismos transportan iones a través de las membranas celulares en contra de sus gradientes electroquímicos. El mejor ejemplo es la Na+, K+- ATPasa, que se encuentra en la gran mayoría de las membranas celulares y es la bomba que determina la salida de Na+ de la célula y el transporte de K+ en la dirección opuesta. 
La presencia de una mayor concentración de proteínas en el interior de la célula origina un efecto Gibbs-Donnan entre el LIC y el intersticio. Como consecuencia, la concentración total de los cationes difusibles es mayor en el LIC que en el LEC.
Los líquidos corporales son básicamente soluciones con proteínas y lípidos en suspensión. Las soluciones están formadas por dos fases: el soluto que son las sales y el solvente, el agua. Las sales son solubles en aguay sus moléculas se disocian para formar iones. Como los iones tienen cargas, hacen que las moléculas de agua los rodeen (solvatación). El agua forma un dipolo con cargas positivas hacia el lado del hidrógeno y negativas hacia el oxígeno. Si bien no todas las moléculas pasan al estado iónico, ya que algunas permanecen con forma cristalina, en las condiciones del plasma la mayor parte está ionizada. Esta cantidad o proporción de la sal que se encuentra disuelta se expresa como coeficiente de disociación.
La concentración determina la cantidad de soluto disuelta en una cantidad de solvente. Es común usar mg/dL (mg%), aunque se recomienda molalidad. La expresión de gramos o mg es una expresión de la masa de la sustancia, pero no del número de moléculas o partículas que la forman. Para esto se utilizan los moles, que representa un numero estándar de partículas (6,02x1023 moléculas, denominado número de Avogadro). Corresponde al peso molecular relativo de cada sustancia expresado en gramos. Por ej: El PM de la glucosa es 180, entonces 180 gramos de glucosa corresponde a 1 mol de glucosa, y 90 a medio mol.
La cantidad de carga de los iones depende de la valencia. Con esto podemos determinar la normalidad. Na+, Cl-, K+ son monovalentes, por lo que la M y la N van a ser iguales. En cambio Ca+2, al tener 2 como valencia, la normalidad va a ser el doble que la M.
Si tenemos dos compartimientos de distinta concentración separados por una membrana, el de mayor concentración tiene a hacer que sus moléculas difundan hacia el compartimiento menos concentrado para equilibrar. La ósmosis es el flujo neto de agua a través de membranas semipermeables (solo permeables a agua) para diluir el compartimiento más concentrado y tender al equilibrio entre ambos. Esta atracción del por el agua del soluto depende del número de partículas disueltas en la solución, y como la M y la N no definen partículas, se utiliza la osmolaridad, que es igual a la M por el coeficiente de disociación. Por ejemplo la glucosa es 1, pero el NaCl es 2, y el CaCl2 es 3.
La osmolaridad depende entonces de las cantidades relativas de partículas de solutos disueltos en agua con independencia de las propiedades de la sustancia disuelta. En el caso de dos compartimentos con concentración diferente de solutos, la diferencia de osmolaridad, va a estar determinada no sólo por el número de partículas a cada lado sino además por si las partículas pueden atravesar la membrana o no. La capacidad de penetración de un soluto a través de una membrana se expresa mediante el coeficiente de reflexión de la membrana para ese soluto. Por ejemplo: El Na+ tiene un coeficiente de reflexión de 1 (o I00%), es decir, en condiciones normales no puede atravesar la membrana. En estas condiciones si uno aumenta la concentración de Na+ del LEC (al comer papas fritas, por ejemplo) aumenta también su osmolaridad. La urea presenta un coeficiente de reflexión de 0,3 a 0,5. Esto significa que la urea aumentada en el LEC al inicio aumenta la osmolaridad de ese compartimiento, pero luego al difundir a la célula, se incrementa también la osmolaridad del LIC y, por lo tanto, la distribución de agua se equilibra entre ambos compartimentos. Si el coeficiente de reflexión de una sustancia es igual a 0, esto implica un libre pasaje por la membrana y la osmolaridad se distribuye de manera uniforme en ambos compartimentos, por lo que no hay flujo neto de agua entre ellos.
La tonicidad hace referencia a la capacidad de una solución de provocar un cambio en el volumen celular. Una solución es isotónica con el plasma si no altera el volumen del GR.Si la solución provoca que el glóbulo rojo se deshidrate, la solución es hipertónica con respecto al plasma y si el GR aumenta de volumen y estalla, la solución es hipotónica con respecto al plasma. 
La tonicidad corresponde generalmente a la osmolaridad efectiva, por lo que las soluciones isotónicas son isoosmóticas, las hipotónicas son hipoosmóticas, y las hipertónicas son hiperosmóticas. 
Distribución del agua
El agua es el componente más abundante del organismo. Constituye aproximadamente el 60% del peso corporal. Debido a que el tejido adiposo contiene sólo 10% de agua y entre distintos individuos hay gran diferencia en la cantidad de tejido adiposo, la proporción del peso corporal representada por el agua puede variar desde el 75% en individuos muy delgados hasta el 45% en personas muy obesas. La distinta cantidad de tejido adiposo en los dos sexos hace que la proporción de agua sea mayor en varones que en mujeres.
El agua ingresa en el cuerpo a través de dos fuentes principales: en forma exógena a través de líquidos o agua de los alimentos, que suponen alrededor de 2.100 ml/día de líquidos corporales; y de forma endógena dado que se sintetiza en el cuerpo como resultado de la oxidación de los hidratos de carbono, en una cantidad de unos 200 ml/día. 
Esto proporciona un ingreso total de agua de unos 2.300 ml/día, pero la ingestión de agua es muy variable entre las diferentes personas e incluso dentro de la misma persona en diferentes días en función del clima, los hábitos y el grado de actividad física.
Tenemos una pérdida insensible de agua ya que no puede regularse de manera precisa y no somos conscientes de ella. La pérdida insensible de agua por difusión a través de la piel es independiente de la sudoración y es de unos 300­400 ml/día. Esta pérdida la minimiza la capa cornea llena de colesterol de la piel, que constituye una barrera contra la pérdida excesiva por difusión. La pérdida insensible de agua a través de la vía respiratoria es de unos 300­400 ml/día
La cantidad de agua perdida por el sudor es muy variable dependiendo de la actividad física y de la temperatura ambiental. El volumen de sudor es normalmente de unos 100 ml/día, pero en un clima muy cálido o durante el ejercicio intenso, la pérdida de agua en el sudor aumenta en ocasiones a 1­2 l/h. 
Sólo se pierde normalmente unos 100 ml/día en las heces. 
El resto del agua perdida se excreta en la orina por los riñones. Hay múltiples mecanismos que controlan la intensidad de la producción de orina. Es el medio más importante por el que el cuerpo mantiene un equilibrio entre los ingresos y las pérdidas, tanto de agua como de electrolitos.
Equilibrio osmótico entre compartimientos
Hay tres principios que rigen el equilibrio hidroelectrolítico de los compartimientos corporales.
1. Los solutos tienden a desplazarse desde los compartimientos de mayor a los de menor concentración (equilibrio químico). 
2. El agua tiende a desplazarse desde compartimentos muy diluidos (baja osmolaridad) a muy concentrados (alta osmolaridad) (equilibrio osmótico). 
3. Los iones tienden a desplazarse siguiendo la influencia de sus campos eléctricos para tratar de neutralizar las cargas (equilibrio eléctrico o electroneutralidad).
La presión hidrostática no representa una fuerza de tráfico entre LEC y LIC. Sin embargo, esta fuerza hidrostática es importante en el pasaje entre el intravascular y el intersticial.
La concentración de partículas en un líquido determina su osmolaridad. Los principales osmolitos del LEC son el Na+ y los aniones que lo acompañan: Cl- y HCO3-. Los osmolitos del LIC son el K+ y los esteres orgánicos de fosfato (ATP, fosfolípidos y fosfato de creatina). 
La osmolaridad efectiva (tonicidad) en un compartimiento depende de los osmolitos restringidos a ese compartimiento: las sustancias que atraviesan las membranas celulares, como la urea, son osmolitos inefectivos y no contribuyen a la redistribución de agua en el organismo.
Como el balance de agua y de sodio son regulados independientemente, los cambios de [Na+] reflejan cambios en la homeostasis del agua, mientras que los cambios en el contenido total de sodio representan contracciones o expansiones del volumen extracelular e implican un balance anormal de sodio.
Como el agua atraviesa fácilmente las membranas que limitan los diferentes compartimientos líquidos, un cambio en la osmolaridad de uno de ellos produce una rápida redistribución de agua de un compartimiento a otro. Esto permite el equilibrio de la osmolaridad de los líquidos contenidos en todos los compartimientos. Los cambios de la osmolaridad y del volumen de los líquidos del organismo pueden deberse a modificaciones en la ingesta de agua y/o de sales, infusión de soluciones, pérdida de líquidos por sudor o diuresis excesiva, diarrea o vómitos. 
En un individuo de 70 kg, el 60% de su peso está constituido por agua (42 litros). Las dos terceras partes de este volumen (28 litros) son del LIC y el tercio restante (14 litros) es del LEC. Inicialmente los dos compartimientos tienen la misma osmolaridad, supongamos 300 mOsm/l, siendo el total de soluto 12.600 mOsm divididos entre ambos compartimientos.
A. Deshidratación: si una persona se deshidrata y pierde por ejemplo 3 litros de agua sin electrolitos, el LEC se reducirá a 11 litros, entonces la solución se concentrara y pasara a tener 382 mOsm/l. 
La diferencia osmótica, hará que el agua fluya del compartimiento IC hacia el EC, lo que determina que ambos compartimientos se contraigan.
(Línea de puntos = volumen original)
B. Sobrehidratación: se ve la situación inversa cuando se ingiere exceso de agua pura. En el individuo de 70 kg con 42 litros de agua, si se ingieren 3 litros, el volumen nuevo será de 45, y la mOsm de 280 ya que se diluye la concentración de soluto. El exceso de agua se reparte entre LIC y LEC de forma proporcional a su volumen inicial (2/3 LIC, 1/3 LEC), siendo 30 litros en LIC y 15 en LEC. 
C. Sobrecarga salina: en este caso el individuo ingiere 300 mOsm de NaCl sin agua. Como las membranas celulares poseen mecanismos de transporte activo de Na+ que las hacen impermeables al NaCl, prácticamente todo el NaCl agregado permanece en el LEC. Por ende, la concentración extracelular de NaCl aumenta y la osmolaridad se eleva y, como consecuencia, se produce un flujo neto de agua desde el compartimiento IC hacia el EC. Esta salida de agua continúa hasta que la osmolaridad sea igual en ambos compartimientos. El compartimiento EC aumentará su osmolaridad y tomará agua del LIC hasta que se equilibren las osmolaridades en ambos. La sobrecarga salina expande el compartimiento EC a expensas del IC.
D. Expansión isotónica: La inyección endovenosa de solución salina fisiológica (150 mM NaCl) produce expansión del compartimiento EC. Si suponemos que se incorpora 1,5 l, el extracelular contendrá 15,5 1 de agua sin que se modifique el volumen intracelular. El LEC representará 36% (en lugar del 33% inicial) del agua corporal total. Una solución isotónica de NaCl tiene poco valor como expansor del volumen plasmático, ya que la dilución de las proteínas plasmáticas disminuye su presión coloidosmótica y el agua escapa del plasma al intersticio celular.
Cuando se producen estas intervenciones, el organismo pone en juego mecanismos homeostáticos que incluyen, cambios en la excreción renal de agua y sales y modificaciones en la ingestión de líquidos, que impiden que las variaciones de osmolaridad y de volumen sean muy extremas.
Regulación del volumen de la osmolaridad
En condiciones normales, el volumen total de agua ingerido y producido iguala al volumen excretado por día y, por consiguiente, el balance neto es cero.
La cantidad de agua bebida es controlada por la sensación subjetiva de sed, mientras que la excreción renal de agua es controlada por los cambios en el nivel plasmático de hormona antidiurética (ADH). Esta es producida por el hipotálamo y almacenada en la neurohipófisis, de donde es segregada de acuerdo con las condiciones del medio interno. Un aumento de laconcentración plasmática de ADH provoca aumento de la reabsorción renal de agua y, por lo tanto, disminución de la excreción de agua en la orina.
Tanto la sensación de sed como la secreción de ADH por la neurohipófisis son controladas por dos clases de receptores: aquellos sensibles a los cambios de osmolaridad (osmorreceptores) y aquellos sensibles a los cambios del volumen plasmático. Los osmorreceptores están ubicados en el hipotálamo: un incremento de la osmolaridad del LEC aumenta la descarga de estos receptores, la cual, origina un aumento de la sensación de sed y de la secreción de ADH por la neurohipófisis. Estos receptores son extremadamente sensibles: ocasionan cambios de la secreción de ADH en respuesta a modificaciones de menos del 1% en la osmolaridad del plasma.
Los receptores de volumen se localizan principalmente en la AD, aunque también se hallan en la AI, en el circuito pulmonar y en las arterias sistémicas. Estos receptores probablemente sean estimulados por el estiramiento o por la compresión de las estructuras que los contienen ante los cambios del volumen plasmático. Por ejemplo, una disminución del volumen de plasma origina una disminución de la descarga de los receptores de volumen y genera por vía refleja un aumento de la sensación de sed y de la secreción de ADH. 
Como los osmorreceptores son muy sensibles, la regulación del balance de agua en circunstancias normales está a cargo de ellos. Los receptores de volumen intervendrían ante modificaciones del balance de agua que determinan cambios del volumen plasmático superiores al 10%. 
Además de la osmolaridad, otros factores pueden estimular la sed y la secreción de ADH: AII, los agentes colinérgicos, los agentes β-adrenérgicos, la nicotina, los barbituratos y la morfina. Estímulos dolorosos también pueden aumentar la secreción de ADH y la sensación de sed. En cambio, el alcohol y los agentes α-adrenérgicos inhiben la sed y la secreción de ADH. 
Un aumento excesivo de la pérdida de agua (sudoración, diarrea), una disminución de la ingestión de agua o la combinación de ambos factores pueden llevar a la deshidratación. Esta condición se caracteriza por una disminución del contenido total de agua que acarrea aumento de la osmolaridad y disminución del volumen plasmático. Tales cambios son detectados por los receptores de volumen y por los osmorreceptores, y producen un aumento de la secreción de ADH así como de la sensación de sed. El resultado es una disminución de la excreción urinaria de agua, la cual, sumada al aumento de la ingestión de agua, tiende a corregir la deshidratación. 
La sobrehidratación, caracterizada por aumento del contenido total de agua, disminución de la osmolaridad y aumento del volumen de plasma, tiene el efecto opuesto en los osmorreceptores y los receptores de volumen y causa una disminución de la ingestión de agua y un aumento de la excreción de agua en la orina. 
La aldosterona, al regular la cantidad de sodio corporal, interviene en el control del volumen extracelular. Su secreción es regulada por el sistema renina-angiotensina, la ACTH y el balance de sodio y potasio. 
La ADH provoca la reabsorción de agua libre de compromiso osmótico y, por lo tanto, es capaz de reducir la osmolaridad. La aldosterona provoca la reabsorción de sodio, que secundariamente arrastra cierta cantidad de agua hasta que el LEC se hace isosmótico con el plasma normal. Por lo tanto, no modifica la osmolaridad, pero aumenta el volumen de líquido extracelular.
En condiciones normales el individuo toma agua para reemplazar las pérdidas. Sin embargo, en ciertas circunstancias es necesario utilizar líquidos de reposición para restablecer el volumen de los compartimentos del medio interno. 
La solución de dextrosa en agua al 5% es hipoosmótica con respecto al plasma (Osm-252), pero como la glucosa penetra en la célula se comporta como hipotónica y provoca la entrada de agua en la célula. Al ser la glucosa un soluto penetrante, la osmolaridad efectiva de esta solución es menor que la del plasma.
La solución fisiológica (NaCl al 0,9%) con 155 mEq de Na+ y Cl- es isoosmótica con el plasma y también isotónica, porque no altera los GR. Esto es así porque posee una osmolaridad de 300 mOsm y al no penetrar el Na+ en la célula, permanece así.
Fisiología de compartimientos. Agustín Piga. Página 5 de 5.