Actualidades en soluciones y equilibrio ácido-base e hidroelectrolítico CMA - lunatika

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Clínicas Mexicanas de Anestesiología
Número 24, septiembre–diciembre de 2014
ACTUALIDADES EN SOLUCIONES
Y EQUILIBRIO ÁCIDO–BASE
E HIDROELECTROLÍTICO
Clínicas Mexicanas de Anestesiología
Número 24, septiembre–diciembre de 2014
Actualidades en soluciones
y equilibrio ácido–base e
hidroelectrolítico
Raúl Carrillo Esper
Academia Nacional de Medicina. Academia Mexicana de Cirugía.
Unidad de Terapia Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Isis Espinoza de los Monteros Estrada
Unidad de Terapia Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Editorial
Alfil
http://booksmedicos.org
Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base e hidroelectrolítico
Todos los derechos reservados por:
� 2015 Editorial Alfil, S. A. de C. V.
Insurgentes Centro 51–A, Col. San Rafael
06470 México, D. F.
Tels. 55 66 96 76 / 57 05 48 45 / 55 46 93 57
e–mail: alfil@editalfil.com
www.editalfil.com
ISBN 978–607–741–136–9
Dirección editorial:
José Paiz Tejada
Revisión editorial:
Berenice Flores, Irene Paiz
Ilustración:
Alejandro Rentería
Diseño de portada:
Arturo Delgado
Impreso por:
Solar, Servicios Editoriales, S. A. de C. V.
Calle 2 No. 21, Col. San Pedro de los Pinos
03800 México, D. F.
Febrero de 2015
Esta obra no puede ser reproducida total o parcialmente sin autorización por escrito de los editores.
Los autores y la Editorial de esta obra han tenido el cuidado de comprobar que las dosis y esquemas
terapéuticos sean correctos y compatibles con los estándares de aceptación general de la fecha de
la publicación. Sin embargo, es difícil estar por completo seguros de que toda la información pro-
porcionada es totalmente adecuada en todas las circunstancias. Se aconseja al lector consultar cui-
dadosamente el material de instrucciones e información incluido en el inserto del empaque de cada
agente o fármaco terapéutico antes de administrarlo. Es importante, en especial, cuando se utilizan
medicamentos nuevos o de uso poco frecuente. La Editorial no se responsabiliza por cualquier alte-
ración, pérdida o daño que pudiera ocurrir como consecuencia, directa o indirecta, por el uso y apli-
cación de cualquier parte del contenido de la presente obra.
Colaboradores
Dr. Raúl Carrillo Esper
Academia Nacional de Medicina. Academia Mexicana de Cirugía. Unidad de Te-
rapia Intensiva. Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulos 1, 2, 3, 4, 9
Dr. Marcelo Alejandro de la Torre León
Residente de Ginecología y Obstetricia, Hospital Materno Perinatal “Mónica
Pretellini Sáenz”.
Capítulo 8
Dra. Teresa de la Torre León
Unidad de Cuidados Intensivos, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 8
Dr. Manuel Alejandro Díaz Carrillo
Medicina del Enfermo en Estado Crítico, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 3
Dra. Grecia Kiareth Espinoza de los Monteros Estrada
Universidad Autónoma de Sinaloa.
Capítulo 7
Dra. Isis Espinoza de los Monteros Estrada
Unidad de Terapia Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 7
V
VI (Colaboradores)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
Dr. Óscar Iván Flores Rivera
Medicina Interna, Hospital General Naval de Alta Especialidad.
Capítulo 11
Dra. Jazmín Galván Talamantes
Anestesiología, Hospital PEMEX Norte.
Capítulo 7
Dra. Nancy González López
Anestesiología, Hospital General Naval de Alta Especialidad.
Capítulo 6
Dr. Francisco Eduardo Herrera Porter
Residente de Anestesiología, Hospital General Naval de Alta Especialidad.
Capítulo 13
Dra. Jimena Muciño Bermejo
Unidad de Terapia Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 1
Dra. Rosalinda Neri Maldonado
Residente del Tercer Año de la especialidad de Anestesiología, Hospital General
de México.
Capítulo 10
Dra. Elma Marieliz Paredes Aragón
Departamento de Urgencias, Hospital General “Dr. Enrique Cabrera”, Secretaría
de Salud del Distrito Federal.
Capítulo 3
Dr. Carlos Alberto Peña Pérez
Medicina Interna. Medicina del Enfermo en Estado Crítico. Secretaría de Mari-
na–Armada de México, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 12
Dr. Ángel Augusto Pérez Calatayud
Medicina de Urgencias. Medicina Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 9
Dr. Carlos Rodrigo Rangel Olascoaga
Unidad de Terapia Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 5
Dr. Luis Humberto Reyes Esparza
Residente de Anestesiología, Hospital General Durango, Secretaría de Salud,
Durango.
Capítulo 9
VIIColaboradores
Dr. José Luis Reyes Pascual
Residente de Anestesiología, Hospital General Naval de Alta Especialidad.
Capítulo 13
Dr. Agustín Omar Rosales Gutiérrez
Medicina del Enfermo en Estado Crítico, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 6
Dr. Jesús Ojino Sosa García
Especialista en Medicina Interna y Medicina del Enfermo en Estado Crítico. Uni-
dad de Terapia Intensiva, Hospital Médica Sur. Centro Nacional de Excelencia
Tecnológica en Salud (CENETEC–Salud).
Capítulo 10
Dr. Héctor Alonso Varela Villarreal
Anestesiología, Hospital General del Estado de Durango, SSA.
Capítulo 6
Dra. Adriana Denise Zepeda Mendoza
Unidad de Terapia Intensiva, Fundación Clínica Médica Sur.
Capítulo 4
VIII (Colaboradores)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
Contenido
Introducción XI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Raúl Carrillo Esper, Isis Espinoza de los Monteros Estrada
Prólogo XIII. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Raúl Carrillo Esper
1. Metabolismo del agua 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Jimena Muciño Bermejo, Raúl Carrillo Esper
2. Modelo fisicoquímico del equilibrio ácido–base 15. . . . . . . . . . . 
Raúl Carrillo Esper
3. Endotelio, glicocálix y el nuevo modelo de Stewart 29. . . . . . . . 
Raúl Carrillo Esper, Manuel Alejandro Díaz Carrillo,
Elma Marieliz Paredes Aragón
4. Acidosis 39. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Raúl Carrillo Esper, Adriana Denise Zepeda Mendoza
5. Acidosis láctica 55. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Carlos Rodrigo Rangel Olascoaga
6. Alcalosis 67. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Agustín Omar Rosales Gutiérrez, Nancy González López,
Héctor Alonso Varela Villarreal
7. Hiponatremia e hipernatremia 81. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Isis Espinoza de los Monteros Estrada,
Jazmín Galván Talamantes,
Grecia Kiareth Espinoza de los Monteros Estrada
IX
X (Contenido)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
8. Hipocalemia e hipercalemia 93. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Teresa de la Torre León, Marcelo Alejandro de la Torre León
9. Magnesio, fósforo y calcio 107. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Raúl Carrillo Esper, Ángel Augusto Pérez Calatayud,
Luis Humberto Reyes Esparza
10. Estado actual de la administración de coloides sintéticos 129. . . 
Jesús Ojino Sosa García, Rosalinda Neri Maldonado
11. Actualidades en las soluciones cristaloides–coloides 141. . . . . . . 
Óscar Iván Flores Rivera
12. Impacto del balance hídrico positivo 153. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Carlos Alberto Peña Pérez
13. Evaluación del volumen intravascular en el perioperatorio 165. 
José Luis Reyes Pascual, Francisco Eduardo Herrera Porter
Índice alfabético 175. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Introducción
Raúl Carrillo Esper, Isis Espinoza de los Monteros Estrada
Dos prácticas cotidianas en la medicina perioperatoria son el uso de soluciones
y la evaluación del equilibrio ácido–base e hidroelectrolítico. Estas dos activida-
des son fundamentales. La primera es condición sine que non para la realización
de cualquier procedimiento anestésico–quirúrgico, y la segunda es prioritaria en
enfermos de alto riesgo o en escenarios especiales, entre los que destacan el esta-
do de choque, el trauma y cirugías complejas o prolongadas, entre otros.
Aunque el abordaje conceptual es el mismo, en los últimos años, y a laluz de
la evidencia científica, se han desarrollado nuevas alternativas en el empleo de
líquidos, tanto coloides como cristaloides, y se han roto paradigmas. Sabemos,
por ejemplo, que los coloides sintéticos pueden asociarse a eventos adversos sig-
nificativos, en especial si se utilizan a dosis elevadas y en entidades específicas
como la sepsis. La albúmina está retomando su lugar en la práctica clínica. La
solución salina a 0.9% no sólo no es fisiológica, sino que por su acidez y conte-
nido de cloro puede inducir acidosis hiperclorémica cuando se infunde en altas
dosis. En especial, hemos aprendido que la sobrecarga hídrica y los balances po-
sitivos son factores de riesgo independientes de complicaciones y muerte. Por lo
anterior, los líquidos se han considerado como un fármaco y se han diseñado nue-
vas propuestas de reanimación y uso racional de líquidos.
Las modificaciones del medio interno en el perioperatorio son frecuentes y
pueden llegar a ser de gran impacto, en especial los cambios en el movimiento
de agua entre los diferentes compartimentos y de los electrólitos, lo que necesa-
riamente impacta en el equilibrio ácido–base. Esta compleja interacción puede
entenderse a través del abordaje fisicoquímico del equilibrio ácido–base, que
XI
XII (Introducción)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
complementa los conceptos evaluados a través del método de Henderson–Has-
selbach y el exceso de base.
Este número de las Clínicas Mexicanas de Anestesiología tiene como objetivo
poner a consideración de los interesados temas de actualidad relacionados con
el manejo de líquidos y electrólitos y el abordaje del equilibrio ácido–base. El
tema es extenso, por lo que se eligieron propuestas muy específicas que serán de
gran interés y utilidad para la práctica cotidiana de la medicina perioperatoria.
Como es costumbre, cada uno de los capítulos fue escrito por expertos con base
en la evidencia científica y con un gran sentido práctico.
Prólogo
Raúl Carrillo Esper
Es fundamental en el manejo perioperatorio un conocimiento profundo en el ma-
nejo de los líquidos y electrólitos con base en los nuevos conocimientos emana-
dos de la biología molecular, los principios físicos químicos de las soluciones de
los determinantes del pH y el movimiento de los líquidos a través de los diferentes
compartimentos orgánicos. El empleo de los líquidos no debe ser visto únicamen-
te como aquel necesario para el incremento del volumen intravascular y vehículo
de medicamentos, sino como una estrategia terapéutica. Los líquidos, por sus
principios farmacocinéticos y farmacodinámicos, se comportan como medica-
mentos y, como tales, además de su efecto terapéutico pueden tener efectos dele-
téreos, de los que conocemos cada vez más, destacando aquellos derivados de la
sobrecarga hídrica, la acidosis hiperclorémica y los efectos de los hidroxietilal-
midones en sepsis.
Los electrólitos y el equilibrio ácido–base están en estrecha relación con el me-
tabolismo del agua corporal, como ha sido demostrado mediante el modelo fisi-
coquímico del equilibrio ácido–base.
El crecimiento en los conceptos derivados de la investigación básica y clínica
sobre estos tópicos fue la base para el desarrollo de este número de las Clínicas
Mexicanas de Anestesiología, en el cual se abordan los conceptos más actuales
relacionados con el metabolismo del agua, el uso racional de soluciones coloides
y cristaloides, el abordaje fisicoquímico del equilibrio ácido–base, las principa-
les alteraciones electrolíticas y la función y disfunción del glicocálix en diferen-
tes escenarios, sin olvidar un tema de gran interés relacionado con algunos de los
efectos deletéreos de las soluciones.
XIII
XIV (Prólogo)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
Cada uno de los capítulos que integran este número fue escrito por expertos
analizando a profundidad, y con base en lo emanado de la evidencia científica,
cada uno de los conceptos que integran el tema de cada capítulo, lo que asegura
la calidad y el contenido de este texto.
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1
Metabolismo del agua
Jimena Muciño Bermejo, Raúl Carrillo Esper
INTRODUCCIÓN
La alteración en la osmolaridad sérica es causante de importantes daños neuroló-
gicos letales secundarios al movimiento del agua entre los diferentes comparti-
mentos del tejido cerebral. Por tanto, existen múltiples mecanismos homeostáti-
cos encaminados a regular la concentración plasmática de sodio (Na) mediante
variaciones en la ingesta y la eliminación de agua de la economía corporal. Di-
chos mecanismos están regulados por osmorreceptores hipotalámicos que influ-
yen tanto la sed como la secreción de hormona antidiurética (también llamada
arginina vasopresina o AVP).1–3
En el presente capítulo se hace una revisión del metabolismo del agua. Aunque
es un proceso dinámico e integrado, se explicará la integración del metabolismo
dividiéndolo en cinco bloques conceptuales:
1. Balance del agua corporal total: la ingestión y la excreción mínimas de agua
son factores desencadenantes de los mecanismos de regulación del agua
corporal total.
2. Regulación de la osmolaridad plasmática: es un factor determinante de la
osmolaridad plasmática, que es una respuesta del organismo a la hipoosmo-
laridad y la hiperosmolaridad.
3. Bases biológicas y mecanismos de acción de la hormona antidiurética.
4. Excreción y reabsorción renal de agua.
5. Alteraciones por disminución de la concentración o efecto de la AVP.
1
2 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
Líquido intersticial:
3/4 del líquido
Líquido intravascular:
1/4 del líquido
Líquido extracelular:
2/3 del agua
Líquido extracelular:
1/3 del agua
Agua corporal
total
Figura 1–1. Distribución del agua corporal dentro de los diferentes compartimentos in-
tracelulares y extracelulares.
extracelular
extracelular
corporal total
corporal total
60% del peso
BALANCE DEL AGUA CORPORAL TOTAL
El agua representa el principal constituyente del organismo humano: dependien-
do de la edad, el sexo y la cantidad de grasa corporal, ocupa de 55 a 65% del peso
corporal total. La figura 1–1 muestra la distribución del agua entre los diferentes
compartimentos intracelulares y extracelulares.1
La composición de solutos del líquido intracelular y el extracelular varían con-
siderablemente: las sodio–potasio ATPasas de membrana mantienen el sodio en
el espacio extracelular y el potasio en el espacio intracelular. Los transportadores
transmembrana similares se encargan de confinar el cloro en el espacio extracelu-
lar, mientras que el magnesio, los ácidos orgánicos y los fosfatos lo hacen en el
espacio intracelular. La glucosa, que requiere un sistema de transporte activado
por insulina para entrar a la mayoría de las células, se encuentra sobre todo en el
líquido extracelular. El bicarbonato está presente tanto en el espacio intracelular
como en el extracelular, pero su concentración es tres veces mayor en el líquido
extracelular. La urea se difunde libremente a través de la mayoría de las membra-
nas celulares, excepto en la médula renal, donde es concentrada por transportado-
res de urea. Aunque su composición de solutos es muy diferente, los comparti-
mentos de líquidos intracelular y extracelular tienen presiones oncóticas
similares en función de la concentración del total de los solutos en dicho fluido,
gracias a que las membranas biológicas son semipermeables, lo que permite el
flujo de agua desde un compartimento de mayor concentración de solutos a uno
de menor concentración.1–4
3Metabolismo del agua
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Se define como osmolaridad a la concentración de todos los solutos presentes
en una unidad de peso determinada de un fluido; se puede expresar como osmola-
lidad (miliosmoles de soluto por kilogramo de agua) o como osmolaridad (mi-
liosmoles de solutopor litro de agua).8 La osmolaridad del plasma puede calcu-
larse directamente tomando en cuenta las concentraciones de los principales
solutos presentes en el plasma:
Osmolaridad plasmática (mOsm/kg H2O) =
[2 + plasma [Na+] (mEq/L)] + [glucosa (mg/dL) / 18] + [BUN (mg/dL)/2.8]
Los solutos a los que las membranas celulares son impermeables (p. ej., manitol)
están restringidos al espacio extracelular y se les considera solutos efectivos, ya
que crean un gradiente de presión osmótica a través de las membranas celulares,
dando lugar al movimiento osmótico de agua entre los compartimentos intracelu-
lar y extracelular. Los solutos a los que son permeables las membranas celulares
(urea, metanol, etanol) son inefectivos, porque no crean un gradiente de presión
a través de las membranas celulares y, por tanto, no están relacionados con movi-
mientos de agua entre los diferentes compartimentos.2–4
A pesar de que el sodio plasmático es uno de los principales reguladores de la
osmolaridad plasmática, la osmorregulación depende casi por completo de los
cambios en el balance del agua. Así, los mecanismos osmorreguladores (AVP,
sed) son diferentes de los encargados de la regulación del volumen intravascular
(eje renina–angiotensina–aldosterona, péptido natriurético auricular). A conti-
nuación se revisan los mecanismos de ingestión de agua, los sitios de pérdida de
agua y el papel de la AVP, la sed y la excreción renal de agua en la homeostasis
de la osmolaridad plasmática, así como las pérdidas de agua obligatorias. En con-
diciones basales la cantidad de agua que ingresa al organismo y la que egresa de
él deben ser iguales. La mayoría de las pérdidas de agua obligatorias están rela-
cionadas con la diuresis, las heces y la evaporación desde la superficie cutánea
y el tracto respiratorio. Las pérdidas por evaporación desempeñan un papel fun-
damental en la termorregulación, ya que el calor requerido para la evaporación
(0.58 Kcal/mL) representa de 20 a 25% de la pérdida corporal de calor.1–4
El sudor es un líquido hipotónico cuya concentración de sodio es de 30 a 65
mEq/L, secretado por las glándulas sudoríparas, que contribuye a la termorregu-
lación, ya que su secreción y evaporación dan como resultado la pérdida de calor.
En condiciones basales la cantidad de sudor secretada es poca, pero se puede in-
crementar significativamente en presencia de altas temperaturas ambientales.
Las pérdidas indispensables de agua a nivel renal están directamente relaciona-
das con la excreción de solutos. Si un individuo debe excretar 800 mOsmol de
solutos al día (principalmente Na + K y sales de urea) para mantener su estado
basal y la osmolaridad urinaria máxima es de 1 200 mOsmol/kg, entonces las pér-
didas mínimas de agua requeridas serán de 670 mL/día.1–4
4 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
Normalmente las pérdidas de agua mediante las heces son de 100 a 200 mL
por día, pero las pérdidas gastrointestinales se pueden incrementar considerable-
mente en caso de vómito o diarrea. El efecto de dichas pérdidas sobre la concen-
tración de sodio y potasio dependerá de las concentraciones de dichos iones en
el fluido perdido. Para mantener el balance de agua, ésta debe ser ingerida o gene-
rada para equilibrar sus pérdidas. La ingestión neta de agua se deriva de tres fuen-
tes:
1. El agua libre ingerida.
2. El agua incluida en los alimentos.
3. El agua producida por la oxidación de carbohidratos, proteínas y grasas.
Si las primeras dos fuentes cubren 65% de las pérdidas obligatorias, entonces
sólo 25%, (aproximadamente de 400 a 500 mL) debe ser ingerida en forma de
agua libre. El agua ingerida que sobrepase lo necesario para equilibrar las pérdi-
das será excretada por la orina.1–4
REGULACIÓN DE LA
OSMOLARIDAD PLASMÁTICA
La osmolaridad plasmática normal es de 275 a 290 mOsmol/kg. Generalmente
se mantiene dentro de límites estrechos; las variaciones de 1 a 2% ponen en mar-
cha los mecanismos para regresar la osmolaridad a sus valores normales. Dichas
variaciones son captadas por receptores ubicados en las células hipotalámicas
que actúan sobre la ingestión de agua o la excreción de agua en los túbulos colec-
tores renales.1–4
En términos del equilibrio del agua corporal, la ingestión de agua disminuye
y la pérdida de agua aumenta la osmolaridad plasmática; en ambos casos existen
cambios paralelos en la concentración de sodio plasmático. Es necesario diferen-
ciar los cambios en los que la pérdida de fluidos isoosmóticos no tiene repercu-
sión sobre la osmolaridad plasmática. La respuesta del cuerpo a una carga de agua
es la supresión de la secreción de AVP, con la consecuente disminución de la re-
sorción tubular de agua. El pico de diuresis se retrasa unos 90 a 120 min, el tiempo
necesario para que se metabolice la AVP que ya se encontraba en el torrente san-
guíneo. Los riñones pueden excretar hasta 10 a 20 L de agua al día, por lo que la
retención de agua puede dar lugar a hipoosmolaridad e hiponatremia solamente
en los casos seleccionados en los que existe un defecto en la excreción de agua.1–4
La corrección del déficit de agua (hiperosmolaridad) requiere tanto la inges-
tión como la retención de agua exógena, lo cual se logra mediante un aumento
5Metabolismo del agua
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de la sed y de la secreción de AVP, mecanismos inducidos por un aumento en la
osmolaridad. En contraste con la hiperosmolaridad, en la que el riñón desempeña
un papel fundamental en el regreso a una osmolaridad normal, el aumento de la
sed es el mecanismo primario de respuesta a la hipernatremia y la hiperosmolari-
dad, siendo marginal el efecto de la disminución renal de la excreción renal me-
diada por AVP. El umbral osmótico para la sed es de 2 a 5 mOsmol/kg, siendo casi
igual al umbral para la liberación de AVP. Aunque la ingestión de agua es regula-
da a nivel central, es sensada a nivel periférico como una sensación de tener la
boca seca, de la misma manera que la saciedad es sensada por mecanorreceptores
orofaríngeos que se estimulan al deglutir volúmenes relativamente grandes de
fluidos.1–4
Un ejemplo de la eficacia del mecanismo de la sed son los pacientes con diabe-
tes insípida central, en la que una disminución extrema de la AVP permite que
excreten hasta 10 L de agua en la orina cada día; sin embargo, la osmolaridad
plasmática permanece constante, ya que el mecanismo de la sed regula la inges-
tión de agua de manera precisa para equilibrar las pérdidas.1 La excreción de una
carga de agua generalmente ocurre tan rápidamente que no existe un cambio en
el volumen circulante ni activación de los mecanismos reguladores de volumen,
pero se presentan situaciones en las que los mecanismos regulatorios, tanto de
osmolaridad como de volumen intravascular, están involucrados, como cuando
se ingiere una carga de sodio que eleva la osmolaridad plasmática y el volumen
intravascular, lo que provoca disminución en la liberación de aldosterona, au-
mento en las concentraciones de péptido como natriurético auricular, incremento
de las concentraciones de AVP y sed.1–4
BIOLOGÍA Y EFECTOS DE LA ARGININA VASOPRESINA
La AVP humana es un polipéptido sintetizado en los núcleos supraópticos hipota-
lámicos. La mayoría de los gránulos secretores que contienen AVP migran a tra-
vés de los axones de los tractos supraópticos hipofisarios hacia el lóbulo posterior
de la glándula pituitaria, donde son almacenados y secretados en presencia de de-
terminados estímulos, mientras que otros entran al líquido cefalorraquídeo o los
capilares portales en la eminencia media (esto último explica que las lesiones de
hipófisis posterior debajo de la eminencia media no generan diabetes insípida
central de manera permanente). La AVP es metabolizada rápidamente en el híga-
do y el riñón, con una vida media dentro de la circulación de tan sólo 15 a 20
min.5–7
Esta hormona es el factor determinante principal de la tasa de excreción de
agua librea través del aumento en la permeabilidad en la membrana luminal de
6 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
la corteza medular de los túbulos colectores medulares, promoviendo la reabsor-
ción de agua mediante un equilibrio osmótico con el intersticio hipertónico, sobre
todo a nivel de las células principales. Hay tres tipos de receptores de AVP: V1,
V2 y V3. La activación de los receptores V1 induce vasoconstricción y liberación
de prostaglandinas, mientras que los receptores V2 están relacionados con la res-
puesta antidiurética. Los receptores V3 (V1b) son responsables del efecto de la
AVP en la pituitaria, facilitando la liberación de hormona adrenocorticotrópi-
ca.5–7
La unión de la AVP al receptor V2 desencadena una vía de señalización intra-
celular dependiente de adenilciclasa, en la que se activa una proteína cinasa que
provoca que las vesículas intracitoplasmáticas preformadas liberen canales de
agua únicos, llamados acuaporinas. El principal canal de agua sensible a la AVP
—la acuaporina 2— generalmente se encuentra almacenado en el citosol, pero
bajo la influencia de la AVP se moviliza para fusionarse con la membrana lumi-
nal, permitiendo que el agua sea absorbida por gradiente de osmolaridad, hacien-
do que se formen agregados de partículas visibles en el microscopio electrónico.
Una vez que los canales se extienden sobre la membrana luminal y permiten el
movimiento de agua dentro de la célula a favor de un gradiente osmótico el agua
regresa a la circulación sistémica a través de la membrana basolateral, la cual es
permeable al agua aun en ausencia de AVP y tiene un área de superficie mucho
mayor que la membrana luminal. Una vez que el efecto de la AVP termina los
canales de agua se agregan en espacios recubiertos de clatrina, que son removidos
de la membrana luminal mediante endocitosis para después regresar al citoplas-
ma. Cualquier defecto en la vía de señalización de la AVP puede causar diabetes
insípida nefrogénica, caracterizada por resistencia a la acción de la AVP, y au-
mentar el gasto urinario.5–7
Además de su papel en la reabsorción de agua, la AVP tiene influencia sobre
otros procesos que se llevan a cabo en los túbulos colectores y que facilitan la re-
sorción de sodio y la secreción de potasio. Estos efectos no repercuten de manera
importante en el mantenimiento del equilibrio ácido–base, pero la estimulación
de la secreción de potasio ayuda a que la AVP regule el transporte de agua sin
afectar de manera directa el transporte de potasio, ya que la tasa de flujo urinario
distal es normalmente un factor determinante de la tasa de secreción y excreción
de potasio: un aumento en la tasa de reabsorción de agua con una disminución
consecuente del flujo distal disminuiría de manera inapropiada la secreción de
potasio, pero esto es evitado por la acción de la AVP sobre la resorción de pota-
sio.5–7
Los receptores V1 promueven el recambio de fosfatidilinositol y actúan sobre
todo en el incremento del tono vascular. La liberación de AVP aumenta ante la
depleción de volumen intravascular, pero el papel de la AVP como vasopresor es
marginal, ya que el mantenimiento de la presión arterial está dado principalmente
7Metabolismo del agua
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por el sistema renina/angiotensina y el sistema nervioso simpático. La AVP esti-
mula la producción de prostaglandinas (especialmente E2 y prostaciclina) en
múltiples células de la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle, los
túbulos colectores, el intersticio medular y el mesangio glomerular. Dichas pros-
taglandinas impiden la acción antidiurética y vascular de la AVP (disminuyendo
la generación de AMP cíclico mediado por AVP, la estimulación de la proteína
Gi regulatoria y la formación de proteína cinasa C), formando así un asa de retroa-
limentación negativa.5–7
Por otro lado, una de las funciones de la relación de la AVP y las prostaglandi-
nas renales puede ser la regulación de la hemodinamia renal, ya que a través de
los receptores V1 la AVP media la vasoconstricción tanto sistémica como renal,
minimizando el aumento en la resistencias vasculares renales a nivel glomerular,
manteniendo la presión de perfusión renal. Otros efectos de la AVP incluyen la
liberación de cortisol y la liberación de los factores VIII y von Willebrand del
endotelio vascular. La AVP es secretada con la corticotropina de las neuronas de
los núcleos paraventriculares y promueve la secreción de ACTH a través de la
activación de los receptores V3. A su vez, el cortisol tiene un efecto inhibitorio
sobre la secreción tanto de corticotropina como de AVP, por lo que los pacientes
con deficiencia de cortisol pueden desarrollar un defecto en la secreción del agua
e hiponatremia.5–7
El principal estímulo que desencadena la liberación de AVP es la disminución
del volumen circulante efectivo. Así, una disminución en la reabsorción de agua
en el túbulo colector disminuye la osmolaridad urinaria, permitiendo que se eli-
mine el exceso de agua. Los osmorreceptores que regulan la liberación de AVP
se encuentran en la arteria carotídea, en la parte superior del intestino delgado y
en el hipotálamo, separados de las células productoras de dicha hormona. En el
hipotálamo los osmorreceptores sensan un aumento de la osmolaridad a través
de los cambios en la osmolaridad intracelular. Los canales de agua hacen que la
membrana celular de los osmorreceptores se vuelva permeable al agua, permi-
tiendo que el agua salga de la célula con hiperosmolaridad, lo que reduce el volu-
men celular y activa los canales catiónicos inactivados por estiramiento, llevando
a la despolarización celular y estimulando la liberación de AVP.5–7
La contribución de la glucosa en la regulación de la liberación de AVP está me-
diada por la deficiencia relativa de insulina en presencia de un aumento de la hi-
perglucemia. En este caso la glucosa no puede ser internalizada a la célula y, por
tanto, actúa como un osmol efectivo que puede promover la liberación de AVP.5–7
Los pacientes con depleción de volumen circulante efectivo, como los pacien-
tes con cirrosis hepática, insuficiencia cardiaca o aquellos que han presentado vó-
mito, pueden tener un aumento de la secreción de AVP aun en presencia de una
baja osmolaridad plasmática. Los aferentes parasimpáticos de los barorrecepto-
res del seno carotídeo son los principales responsables de esta respuesta. Los
8 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
cambios en la tasa de descargas aferentes de estas neuronas influyen en la activi-
dad del centro vasomotor de la médula y, por tanto, en la tasa de secreción de AVP
por parte de las células en el núcleo paraventricular, mientras que el núcleo supra-
óptico participa principalmente en la osmorregulación, sin tener un papel impor-
tante en la respuesta sensible al volumen. En los seres humanos la disminución
moderada de la presión de llenado intracardiaco no estimula la liberación de AVP,
a menos que haya una disminución concomitante de la presión arterial. Los baro-
rreceptores del seno carotídeo sensan el volumen intravascular en función de la
presión arterial media, a su vez dependiente de las resistencias vasculares perifé-
ricas y del gasto cardiaco. Por tanto, la disminución del gasto cardiaco será sensa-
da como una reducción del volumen intravascular, aunque sea debido a insufi-
ciencia cardiaca.5–7
Mientras que las variaciones de volumen intravascular activan de manera casi
inmediata el sistema renina–angiotensina–aldosterona, sólo se desencadenará un
aumento en la secreción de AVP si conlleva variaciones en la presión arterial me-
dia. Una vez que se presenta hipotensión el aumento en las concentraciones de
HAD puede llegar a ser igual o superior al observado en respuesta a la hiperosmo-
laridad. Las células productoras de AVP en los núcleos supraópticos y paraventri-
culares reciben aferencias tanto de los osmorreceptores como delos barorrecep-
tores. Así, la depleción de volumen potencia la respuesta de la AVP a la
hiperosmolaridad, pero puede evitar la inhibición de la liberación de AVP nor-
malmente inducida por la disminución de la osmolaridad plasmática.5,8,9
Existen otros factores que pueden influir la liberación de AVP. La náusea, por
ejemplo, puede elevar los niveles circulantes de AVP hasta 500%. El estrés rela-
cionado con el dolor puede ser un factor que aumente las concentraciones plas-
máticas de AVP. En las embarazadas existe un cambio en el osmostato mediador
hCG que permite la disminución del sodio plasmático de alrededor de 5 mEq/L
y que es rápidamente revertido después del parto.10
La figura 1–2 representa de manera esquemática los circuitos de retroalimen-
tación positiva y negativa de la secreción de AVP. En el cuadro 1–1 se enumeran
los fármacos y las hormonas que alteran la secreción de AVP.5–10
EXCRECIÓN Y REABSORCIÓN RENAL DE AGUA
Para calcular la cantidad de agua libre de solutos que el riñón depura por unidad
de tiempo se debe tomar el volumen urinario (en mL/min o L/día) como un fluido
bicompartimental, en el que el primer compartimento contiene todos los solutos
urinarios en una solución isoosmótica al plasma, y un segundo compartimento
que actúa como solvente (equivalente a la depuración de agua libre). En la prácti-
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Arginina vasopresina
plasmática
Hipotálamo
anterior
Vías ascendentes
del tallo cerebral
Aferencias
osmóticas
Aferencias
no osmóticas
Fármacos,
efectos hormonales
Núcleos supraópticos y paraventriculares
+
–
+
–
Figura 1–2. Representación esquemática de los mecanismos de regulación de la secre-
ción de arginina vasopresina.
Cuadro 1–1. Fármacos y hormonas que alteran la secreción de vasopresina
Estimulan la secreción de vasopresina Inhiben la secreción de vasopresina
Acetilcolina Norepinefrina
Nicotina Haloperidol
Morfina Prometazina
Epinefrina Butorfanol
Isoproterenol Agonistas opioides
Histamina Etanol
Bradicinina Carbamazepina
Prostaglandinas Glucocorticoides
Betaendorfinas Clonidina
Ciclofosfamida Fenciclidina
Vincristina Fenitoína
Insulina
Angiotensina II
Litio
Factor liberador de corticotropina
Naloxona
Colecistocinina
10 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
ca clínica la excreción de grandes volúmenes de orina diluida puede ser apropiada
en el contexto de una gran carga de agua libre o inapropiada en el contexto de una
deficiencia en la secreción de AVP o alteraciones en la señalización de dicha hor-
mona que provoquen resistencia al efecto antidiurético. En cualquiera de las dos
situaciones el resultado es una elevación tanto de la osmolaridad como de las con-
centraciones de sodio en plasma, a menos que se ingiera una cantidad de agua li-
bre equivalente a la pérdida a través de la orina.1–11
La excreción renal de agua se da en dos pasos:
� El agua libre de soluto se genera mediante la resorción de cloruro de sodio
sin agua en las partes medular y cortical de la rama ascendente del asa de
Henle y la nefrona distal.
� El agua es excretada gracias a que los túbulos colectores permanecen relati-
vamente impermeables al agua.
En condiciones normales la cantidad de agua generada en el asa de Henle depen-
de del volumen de agua presente en dicho segmento, mientras que la permeabili-
dad de los túbulos colectores depende de la AVP. La capacidad de excreción renal
de agua es tal que la retención de agua que lleve a hiponatremia puede darse sola-
mente si existe un defecto en la excreción de agua o si la ingesta de la misma supe-
ra la capacidad renal de excreción (10 a 20 L/día).1–11
Existen tres escenarios clínicos en los que puede verse afectada la excreción
de agua:
1. Disminución de la carga de volumen que llega al asa de Henle, sea por oli-
guria o por depleción de volumen.
2. Disminución en la generación de agua libre debido a la inhibición de la re-
absorción de cloruro de sodio inducida por diuréticos, especialmente tiazi-
das.
3. En presencia de AVP, síndrome de secreción inapropiada de la hormona an-
tidiurética, hipotiroidismo e insuficiencia adrenal.
El riñón tiene la capacidad de excretar orina con una osmolaridad superior a la
del plasma. Si la orina es hiperosmótica el volumen urinario también puede ser
analizado como un modelo bicompartimental, en el cual un compartimento con-
tiene todos los solutos urinarios en una solución isoosmótica y otro contiene la
cantidad de agua libre que debe removerse de la orina mediante reabsorción tubu-
lar para aumentar la osmolaridad urinaria hasta un valor hiperosmótico. La reab-
sorción de agua libre es, por tanto, igual al volumen de agua libre excretado por
unidad de tiempo.
Dicho volumen de agua libre será agregado al plasma, permitiendo que la os-
molaridad regrese a la normalidad.1,11
11Metabolismo del agua
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REABSORCIÓN DE AGUA LIBRE DE ELECTROLITOS
A pesar de que tradicionalmente se describe la excreción de agua en relación a
los solutos urinarios totales, este concepto debe ajustarse cuando se describe en
términos de la concentración plasmática de sodio. La concentración de sodio
plasmático generalmente está determinada por la relación entre solutos extrace-
lulares intercambiables (principalmente sales de sodio), el total de solutos intra-
celulares intercambiables (en especial sales de potasio) y el agua corporal total.
La urea no contribuye normalmente a esta relación debido a que se dispersa libre-
mente a través de las membranas celulares y, por tanto, no afecta la osmolaridad
plasmática ni la distribución de agua entre los compartimentos intracelular y ex-
tracelular. Sin embargo, la urea es uno de los principales factores determinantes
de la osmolaridad urinaria. La pérdida de urea y amonio mediante la orina ocasio-
na una disminución de la urea y el amonio plasmáticos, pero no afectará la con-
centración plasmática de sodio.1,11
La conservación renal de agua depende de dos pasos básicos: la formación y
el mantenimiento de un gradiente osmótico medular y el equilibrio de la orina en
los túbulos colectores con el intersticio medular hiperosmótico. La AVP promue-
ve el acúmulo de urea al aumentar la permeabilidad al agua en los túbulos colec-
tores. La hiperosmolaridad medular también es dependiente de la reabsorción de
cloruro de sodio sin agua en la rama ascendente del asa de Henle, un proceso inde-
pendiente de la AVP. El mecanismo de concentración urinaria puede verse alte-
rado por un defecto en la liberación de AVP, una disminución en la capacidad de
respuesta de los túbulos colectores a la AVP o anomalías primarias en el meca-
nismo de contracorriente que evite el mantenimiento de un ambiente hiperosmó-
tico en el intersticio. Cuando existe cualquiera de estas alteraciones la excreción
de agua aumenta y el paciente presenta poliuria y polidipsia. La estimulación de
la sed es una respuesta protectora importante que puede balancear las pérdidas
urinarias de agua.1,11
ALTERACIONES POR DISMINUCIÓN
DE LA CONCENTRACIÓN O EFECTO
DE LA ARGININA VASOPRESINA
Las alteraciones que cursan con una disminución de la concentración o efecto de
la AVP están caracterizadas por poliuria y polidipsia, dando como resultado un
balance que se conserva en tanto el mecanismo de la sed se mantenga intacto.12
La alteración fundamental de la deficiencia de AVP es la diabetes insípida, un
síndrome clínico caracterizado por poliuria hipotónica que puede ser debido a
12 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
diferentes mecanismos fisiopatológicos. La diabetes insípida central (también
llamada hipotalámica, neurogénica o neurohipofisaria) es debida a una síntesis
o secreción inadecuadas de AVP, lo que provoca una falta de activación de los
receptores V2 en los túbulos colectores y genera poliuria hipotónica. Enalgunos
pacientes existe una disfunción del osmorreceptor, en la que también se presenta
hipodipsia. La diabetes insípida del embarazo es un trastorno transitorio debido
a un metabolismo acelerado de la AVP como resultado de una mayor actividad
de la enzima oxitocinasa/vasopresinasa sérica, que puede provocar poliuria, poli-
dipsia y una forma subclínica de diabetes insípida.12
La diabetes insípida nefrogénica es debida a una respuesta renal inapropiada
a la AVP, lo que produce excreción de orina diluida aun a pesar de la secreción
hipofisaria normal de AVP con polidipsia secundaria. Por último, cabe mencio-
nar que la polidipsia primaria es una causa rara de polidipsia en la que no hay alte-
raciones en la cantidad de AVP ni en la respuesta renal a esta hormona. Esto puede
ser debido a una anomalía en el mecanismo de la sed, en cuyo caso el trastorno
se denomina diabetes mellitus dipsogénica, o a una causa psiquiátrica, en cuyo
caso se denomina polidipsia psicógena.12
Cuadro 1–2. Patologías que pueden dar lugar a diabetes insípida
Alteración fisiopatológica Patologías
Diabetes insípida neurogéni-
 ( l)
Alteraciones en el gen de arginina vasopresina
ca (central) Toxinas: etanol, difenilhidantoína, veneno de serpiente
Enfermedades granulomatosas
Enfermedades neoplásicas (craneofaringioma, meningioma,
tumor pituitario)
Infecciones: meningitis, tuberculosis, encefalitis
Trauma hipofisario
Disfunción en los osmorre- Enfermedades granulomatosas
ceptores Enfermedades neoplásicas (craneofaringioma, meningioma)
Alteraciones vasculares: aneurismas de la arteria comunicante
anterior, hemorragia intrahipotalámica
Otros: hidrocefalia, quiste supraselar
Aumento del metabolismo de
la arginina vasopresina
Embarazo
Diabetes insípida nefrogénica Alteraciones del gen del receptor V2 o acuaporinas
Fármacos: demeclociclina, litio, cisplatino
Alteraciones electrolíticas: hipercalcemia, hipocalemia
Alteraciones anatómicas: enfermedad renal poliquística, obs-
trucción ureteral bilateral
Diuresis osmótica: manitol, glucosa, sodio, medio de contraste
Polidipsia primaria Psicogénica
Dipsogénica (alteraciones en el umbral de la sed)
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En el cuadro 1–2 se resumen las diferentes afecciones que pueden dar lugar
a un cuadro de diabetes insípida, agrupadas según el mecanismo de acción por
el que la provocan.
CONCLUSIÓN
El agua comprende 60% del peso corporal total del organismo humano. Se en-
cuentra distribuida entre los espacios intracelular y extracelular. El agua extrace-
lular se puede dividir en los compartimentos intersticial e intravascular. Las alte-
raciones súbitas de la osmolaridad conllevan un movimiento importante del agua
entre los diferentes compartimentos del parénquima cerebral, que pueden llevar
a daño neurológico extenso e irreversible, por lo que existen mecanismos ho-
meostáticos que aseguran que se activan ante cambios sutiles de la osmolaridad
para que ésta se mantenga dentro de rangos normales. El conocimiento de la dis-
tribución del agua corporal total entre los diferentes compartimentos intracelula-
res y extracelulares, así como los mecanismos homeostáticos que regulan el con-
tenido de agua corporal total, son de vital importancia para establecer el
diagnóstico diferencial de las alteraciones relacionadas con el exceso o la defi-
ciencia en la secreción o la respuesta de los receptores a vasopresina.
REFERENCIAS
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9ª ed. Cap. 15. Saunders, Elsevier, 2011.
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(ed.): UptoDate. Cap. 9A. Waltham, UpToDate, 2013.
3. Lukaszewicz AC, Soyer B, Payen D: Water, water, everywhere: sodium and water balance
and the injured brain. Curr Opin Anaesthesiol 2011;24:138–143.
4. Guyton AC: Tratado de fisiología médica. 12ª ed. Elsevier, 2006.
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Date. Cap. 6B. Waltham, UpToDate, 2013.
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tors maintain normal blood pressure by regulating circulating blood volume and baroreflex
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9. Verbalis JG: How does the brain sense osmolality? J Am Soc Nephrol 2007;18:3056–3059.
10. Mastorakos G, Ilias I: Maternal and fetal hypothalamic–pituitary–adrenal axes during
pregnancy and postpartum. Ann N Y Acad Sci 2003;997:136–149.
14 (Capítulo 1)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
11. Burton R, Post TW: Renal water excretion and reabsorption. En: Burton R (ed.): Upto-
Date. Chapter 9B. Waltham, UpToDate, 2013.
12. Bichet DG: Diagnosis of polyuria and diabetes insipidus. En: Forman JP (ed.): UptoDate.
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Modelo fisicoquímico
del equilibrio ácido–base
Raúl Carrillo Esper
La ecuación de Henderson–Hasselbalch ha dominado el enfoque de la fisiología
ácido–base y de sus alteraciones. Hacia finales de la década de 1970 Stewart in-
trodujo una nueva teoría de la fisiología ácido–base, sustentada en la fisicoquími-
ca cuantitativa. Aunque ambos enfoques utilizan el dióxido de carbono de mane-
ra similar, la interpretación del componente no volátil es diferente.1
ANTECEDENTES
A fines del siglo XIX el físico sueco Arrhenius acuñó una nueva definición de
ácido: una sustancia que cuando se agrega a una solución aumenta la concentra-
ción de iones hidrógeno.1 A comienzos del siglo XX Henderson reescribió la ley
de acción de las masas para describir el papel de los ácidos débiles en el manteni-
miento de la neutralidad del organismo. La ecuación de Henderson establece que
la concentración de protones es igual a una constante k multiplicada por el cocien-
te entre las concentraciones de ácido carbónico y bicarbonato. Bronstead propuso
una nueva definición de ácido, indicando que es una sustancia que dona iones hi-
drógeno en solución. Esta definición, conocida como definición de Bronstead–
Lowry, es la más utilizada actualmente. La idea de expresar la concentración de
iones hidrógeno como el logaritmo negativo en base 10, denominado pH, se debe
a Sorensen, quien también acuñó el término buffer, para referirse a las sustancias
químicas que atenúan los cambios de pH en las soluciones. Hasselbalch combinó
15
16 (Capítulo 2)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
las teorías de Sorensen y Henderson para crear la ecuación de Henderson–Has-
selbalch, que indica que el pH es igual al pka más el logaritmo en base 10 del co-
ciente entre bicarbonato y ácido carbónico. En los siguientes 50 años, de acuerdo
con los autores, la fisiología ácido–base se centró en la ecuación de Henderson–
Hasselbalch. Para ello la concentración de ácido carbónico fue sustituida por la
presión parcial de dióxido de carbono (CO2). Se interpretó que el componente no
volátil, o metabólico, se debía al control que ejerce el organismo sobre la concen-
tración plasmática de bicarbonato. Una dificultad en la aplicación clínica de esta
ecuación es que debían interpretarse los cambios de bicarbonato al tiempo que
se producían cambios en la presión parcial de CO2. Para solucionar este problema
se elaboraron reglas que permitían determinar si los cambios simultáneos en los
niveles de bicarbonato y CO2 se debían a un proceso único, como la acidosis me-
tabólica compensada, o a procesos mixtos. Posteriormente el médico danés Sig-
gard Anderson introdujo el conceptode exceso de base (EB) como un parámetro
del estado metabólico ácido–base. El cálculo de EB asume una presión parcial
de CO2 de 40 mmHg e incluye la concentración plasmática de bicarbonato, expli-
can los expertos.1
MODELO FISICOQUÍMICO
A fines del decenio de 1970 y comienzos de 1980 el médico canadiense Peter Ste-
wart introdujo una nueva metodología para evaluar la fisiología ácido–base y sus
trastornos. Además de usar la presión parcial de CO2, Stewart utilizó otras dos
variables en reemplazo del bicarbonato: la diferencia de iones fuertes y la con-
centración total de ácidos débiles. Su trabajo se basó en varios principios quími-
cos, particularmente la electroneutralidad, la conservación de la masa y la diso-
ciación de electrólitos.2
El principio del enfoque de Stewart indica que existen tres factores importan-
tes independientes que controlan el estado ácido–base en una solución fisiológi-
ca: la presión parcial de CO2, la diferencia de iones fuertes y la concentración de
ácidos débiles. El papel del CO2 es similar al que tiene en la ecuación de Hender-
son–Hasselbalch. Los iones fuertes son aquellos que se disocian por completo en
solución, como sodio, potasio y cloruro. A medida que la diferencia de iones fuer-
tes decrece aumenta la concentración de iones hidrógeno. El lactato es considera-
do un ion fuerte porque se halla casi completamente disociado a pH 7.40. Los áci-
dos débiles más importantes en plasma son la albúmina y el fosfato. Según
Stewart, los tres factores independientes controlan factores dependientes, tales
como el bicarbonato, los iones oxhidrilo y los iones hidrógeno. En la ecuación
de Stewart los protones provienen de la disociación de las moléculas de agua.2,3
17Modelo fisicoquímico del equilibrio ácido–base
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Por diversas razones el trabajo de Stewart provocó y provoca reacciones ad-
versas entre los partidarios de la ecuación de Henderson–Hasselbalch. La prime-
ra razón es que Stewart desestimó el bicarbonato como un factor vital de control.
En segundo lugar, resaltó el papel de los iones fuertes. Además rechazó la noción
de buffer y en su lugar habló de los ácidos débiles. Finalmente utilizó la concen-
tración de iones hidrógeno en lugar del pH y adoptó la definición de Arrhenius
de los ácidos, ya que ésta acomoda tanto al CO2 como a los aniones fuertes.3
El concepto del equilibrio ácido–base se realiza bajo el entendimiento de la
ecuación de Henderson–Hasselbalch; así, una persona sana mantiene, del mismo
modo que lo hace para el Na+, la urea, las calorías o el agua, un balance entre los
ingresos y los egresos de iones hidrógeno.1 De ese modo mantiene constante la
concentración de H+ en su líquido extracelular en alrededor de 40 nmol/L (40
nmol/L = 40 x 109 mol/L). Así, el pH corresponde a la siguiente ecuación:4
pH � log 1
H�
� 1
40 x 109 mmol�1
pH = 7.3979 = 7.40
Se acepta que en condiciones fisiológicas el valor del pH sanguíneo, que a su vez
representa el pH extracelular, varía de 7.35 a 7.45, por lo que las concentraciones
de H+ se convierten en nmol/L mediante la siguiente ecuación:
[H+] = 10 pH
[H+] = 10 – 7.35 = 4.47 x 10 – 8 mol/L = 44.7 nmol/L
[H+] = 10 – 7.45 = 3.55 x 10 – 8 mol/L = 35.5 nmol/L
Para entender la fisiología del estado ácido–base se debe tener conocimiento de
los principios físicos y químicos de los diferentes compartimentos del organis-
mos, entre ellos las características del plasma, de la orina y de las diferentes solu-
ciones que se utilizan en los pacientes hospitalizados.1 Estos cambios de la san-
gre, del pH, dependen de tres variables: dióxido de carbono (CO2), concentración
relativa de electrólitos y concentración de ácidos débiles.1 La ecuación de Hen-
derson–Hasselbalch descrita en 1908, antes de la introducción del concepto de
pH, se utiliza para entender estas alteraciones; esta ecuación es una forma trans-
formada de la expresión de la constante de equilibrio Ka, donde se da el pH de
una disolución, siempre que se conozca la relación entre las concentraciones del
ácido y de la base y el pka del ácido.5 Una de las características de esta ecuación
es determinar que esta relación es correcta, porque el equilibrio que existe en
cualquier disolución en equilibrio se debe retribuir simultáneamente. Así, un buf-
fer consiste en una mezcla de un ácido y una base conjugada, y el pH de un buffer
es casi independiente de la concentración. Por lo tanto, un buffer resiste los cam-
bios del pH porque reaccionará de igual forma con los ácidos y las bases que se
incorporen, pero si incrementa en cantidad, el sistema se agotará y no resistirá
18 (Capítulo 2)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
cambios de pH. En resumen, esta ecuación asume que el HCO3 actúa como una
variable independiente y que su concentración condiciona el equilibrio en el pH.
SIn embargo, existe confusión en el equilibrio ácido–base cuando las alteracio-
nes metabólicas predominan en el desequilibrio del estado ácido–base, ya que el
HCO3 se modifica con las variaciones del CO2. Para resolver estos problemas
existe un nuevo modelo para entender la fisiología del balance ácido–base, llama-
do modelo de Stewart; este método matemático tiene como base entender los
principios fisicoquímicos del equilibrio ácido–base, sus aplicaciones y su inter-
pretación, además de que provee la llave para el entendimiento de los cambios
en el estado ácido–base influidos por las soluciones que se utilizan en el momento
de reanimación de los pacientes.6 En todos los pacientes el desequilibrio que su-
cede entre el medio interno y el estado–ácido base se desarrolla de una manera
rápida, por lo que el reconocimiento oportuno de estas alteraciones puede impac-
tar en la evolución y en el tratamiento de los pacientes. Cuando estas variaciones
se presentan ya hay un efecto en diversos órganos de la economía; por ejemplo,
a nivel del sistema nervioso central se pueden generar edema cerebral y convul-
siones, a nivel miocárdico se pueden apreciar disminución de la contractilidad,
trastornos del ritmo y vasodilatación periférica, y a nivel pulmonar puede haber
presencia de vasoconstricción. Generalmente a nivel pulmonar existen varios
cambios como respuesta al detrimento del estado ácido–base; uno de ellos es el
incremento del volumen minuto directamente proporcional a la desviación del
flujo sanguíneo de órganos vitales hacia los músculos respiratorios. Además
existe disfunción del sistema inmunitario, lo que fomenta la inflamación asocia-
da a la acidosis hiperclorémica.6 Las diversas irregularidades en los distintos ór-
ganos de la economía se caracterizan por:
� Alteraciones cardiovasculares. Se presenta incremento de la resistencia
vascular pulmonar, disminución del gasto cardiaco con alteraciones del rit-
mo, principalmente con arritmias de reentrada, incremento de los episodios
de fibrilación ventricular y alteración de la contractilidad miocárdica con
dilatación arteriolar.
� Alteraciones a nivel respiratorio. Presencia de disminución de la fuerza
de los músculos respiratorios, disnea e hiperventilación. En el momento
que existen alteraciones del pH se reduce la disponibilidad de oxígeno 10%
por cada incremento de 0.1 en el pH; la explicación a esto es el incremento
en la afinidad de la hemoglobina y el desplazamiento de la curva de satura-
ción de hemoglobina hacia la izquierda.
� Alteraciones metabólicas. Los pacientes desarrollan resistencia a la insu-
lina, alteraciones hidroelectrolíticas (hipercalemia e hipocalemia), dismi-
nución de la síntesis de adenosín trifosfato, además de disminución del cal-
cio ionizado y del magnesio sérico.
19Modelo fisicoquímico del equilibrio ácido–base
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� Alteraciones neurológicas. Inhibición del metabolismo y la regulación del
volumen celular, además de inhibición del sistema simpático e irritabilidad
neuromuscular.6El modelo fisicoquímico de Stewart propone una interpretación diferente del de-
sequilibrio ácido–base; se basa en el precepto de que la concentración de H+ de
una solución acuosa va a depender de la disociación del agua en H+ y OH–. De
esta ecuación se derivan variables independientes y dependientes; las primeras
se categorizan en pCO2, la diferencia de iones fuertes y la concentración total de
ácidos débiles. A su vez, las variables dependientes son la concentración de H+,
OH–, HA, HCO3 y CO3, que determinan la disociación del agua en H+ y OH–. Es-
tas variables no pueden influir ninguno de los otros parámetros, por lo que el
HCO3 no puede ejercer ningún tipo de cambio en las concentraciones del pH y
de H+. El punto fundamental en este enfoque es la presencia de tres factores o va-
riables independientes que controlan las modificaciones del pH, que son la pCO2,
la diferencia de iones fuertes (DIF) y la concentración de ácidos débiles totales
(Atot).7 Este modelo se conduce bajo las leyes químicas de la conservación de la
materia, la ley de acción de masas y el principio de la electroneutralidad.7
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA,
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA
O LEY DE LOMONÓSOV–LAVOISIER
Es una de las leyes fundamentales de la química, elaborada por Mijail Lomonó-
sov en 1745 y por Lavoisier en 1785 de manera independiente, definida como:
“En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la
masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos”.8
LEY DE MASAS O LEY DE ACCIÓN DE MASAS
Esta ley fue enunciada por Guldberg y Waage en 1867. Debe su nombre al con-
cepto de masa activa, lo que posteriormente se conoció como concentración. Es-
tablece que para una reacción química reversible en equilibrio a una temperatura
constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos
tiene un valor constante.8
LEY DE ELECTRONEUTRALIDAD DEL AGUA
La suma de cargas positivas y negativas en el agua debe ser siempre de cero. El
incremento de cargas positivas (cationes) producirán incrementos en la disocia-
20 (Capítulo 2)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
mEq/L
150
100
NA
K
MG
CA
DIF
A
Cl
Otros
Figura 2–1. Electroneutralidad en diferentes compartimentos.
HCO3–
Cationes Aniones
ción natural del agua para compensar con la creación de iones hidroxilo (OH–).
De modo opuesto, el incremento de cargas negativas (aniones) aumentará la diso-
ciación para elevar la concentración de hidrogeniones (figura 2–1).8
Variables independientes
Ácidos débiles totales (Atot)
Un ácido es débil o fuerte en relación a su capacidad de disociarse en una solu-
ción. El total de estos ácidos determina la electroneutralidad. Los ácidos débiles
principales son la albúmina y el fosfato; ambos tienen la capacidad de disociación
y aportan carga iónica. La presencia de hipoalbuminemia con reducción conse-
cuente de los ácidos débiles totales condiciona la presencia de alcalosis.9
A– = [albúmina] x (0.123 x pH – 0.631) + [fosfato] x (0.39 x pH – 0.469)
Iones fuertes
Son considerados los iones que se disocian de manera completa en una solución
acuosa y representan el balance que existe de la carga total de iones. La fórmula
para su cálculo es la siguiente:9
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SIDa = (Na+ + K+ + Ca+ + Mg2+) – (Cl– + lactato)
El valor fisiológico de la diferencia de iones fuertes (DIF) es de 40 a 42 mEq. Es-
tos iones tienen la capacidad de disociarse en solución acuosa. La diferencia entre
estos iones fuertes resulta de la cantidad de cationes que excede a los aniones. Si
la diferencia de iones fuertes se incrementa existe menor disociación del agua y,
por lo tanto, la concentración de H+ se reduce, corroborando la ley de electroneu-
tralidad. Cuando la concentración de iones hidrógeno se incrementa la diferencia
de iones fuertes disminuye.10
Presión arterial de dióxido de carbono
Se caracteriza por la libre difusión en todos los compartimentos. Cuando existen
alteraciones en la ventilación alveolar ocurren cambios en la pCO2, teniendo
como consecuencia cambios de H+ por la disociación del ácido carbónico y alte-
rando la concentración de H+ en los fluidos corporales secundaria a la elevada
solubilidad del CO2.10,11
Variables dependientes
Ácidos débiles
Un ácido es débil o fuerte dependiendo de la relación que tiene de disociarse en
una solución. Estos ácidos determinan la electroneutralidad. Un ejemplo de ello
es cuando el pH se encuentra en 7.40 y el ácido láctico se disocia más de 99.9%,
por lo que es un ácido fuerte; de esta manera se asume que el lactato se encuentra
en su forma aniónica. Para un ácido débil se define el rango del pH que existe en
una solución dentro de una unidad de pH de la constante de disociación del ácido
débil (pka). Ésta es la forma en la cual se diferencian los ácidos débiles de los
fuertes. A un pH de 7.40 un ácido con un pka de 6.4 se disocia en 90%. La defini-
ción fisiológica de un ácido débil indica que es aquel que tiene un pka > 5.4 a una
temperatura de 37 �C y un ácido fuerte tiene un pka < 5.4. Por lo tanto, se definen
el gluconato y el acetato como ácidos fuertes y la albumina y el fosfato como áci-
dos débiles.
Las siguientes ecuaciones son indispensables para el cálculo del efecto anió-
nico de la albúmina y el fosfato.11
HA H+ + A–
Atot HA + A–
Atot = 2 albúmina (g/dL) + 0.5 PO4 (mg/dL)
Valor normal: 17 – 19 mEq/L
22 (Capítulo 2)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
Albúmina: 78%; fosfato: 20%; otras proteínas: 2%
Albúmina aniónica (mEq/L) = [albúmina] g/L x (0.123 x pH – 0.631)
Fosfato aniónico (mEq/L) = [fosfato] mmol/L x (0.309 x pH – 0.469)
[A–] = 0.25 x [albúmina] g/L +1.3 x [fosfato] mmol/L
HIDROGENIONES
Cada día 15 000 mmoles de CO2 son producidos por el metabolismo endógeno
y luego excretados por el pulmón. De manera semejante, la dieta normal produce
de 50 a 100 mEq de H+ por día; estos iones son amortiguados por el HCO3–, el
buffer celular y óseo para minimizar la caída del pH extracelular. El balance es
restaurado por la excreción urinaria de H+.12 En la figura 2–2 se describe en resu-
men el modelo fisicoquímico de Stewart.
Figura 2–2. Modelo fisicoquímico del equilibrio ácido–base.
Variables independientes
Ley de conservación de la materia
Diferencia
Iones fuertes
Total de 
aniones débiles
Ley de acción de masas
Principio de electroneutralidad del agua
Variables dependientes
H+ OH HCO3– CO32– HA A
PCO2
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Cuadro 2–1. Clasificación de los trastornos ácido–base
primarios con base en el modelo fisicoquímico
Acidosis Alcalosis
1. Respiratoria � pCO2 � pCO2
2. Metabólica
DIF anormal
Exceso/déficit de agua � SID � Na � SID � Na
Exceso/déficit de Cl– � SID � Cl � SID � Cl
Aniones no medidos � SID � SIG –––––––––––
Atot
Albúmina sérica � albúmina � albúmina
Fosfato inorgánico � PO4–2 � PO4–2
ANÁLISIS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO–BASE
Para el análisis de este método las alteraciones se dividen en respiratorias y meta-
bólicas. Dichas variaciones se basan primordialmente en los cambios de las va-
riables independientes.13
1. Alcalosis metabólica:
� Hipoalbuminémica: síndrome nefrótico, cirrosis, brecha de iones fuertes
elevada, pérdida de cloro, vómito, succión gástrica, diuréticos, diarrea,
síndromes de Liddle, de Bartter y de Cushing, y carga de sodio.
2. Acidosis metabólica:
� DIF baja con brecha de iones fuertes elevada: cetoacidosis, acidosis lác-
tica, salicilatos, metanol y formato.
� DIF baja con brecha de iones fuertes baja: acidosis tubular renal, solu-
ción salina, diarrea y nutrición parenteral (cuadro 2–1).
Respiratorias
La variable afectada es la pCO2 y la respuesta compensadora es secundaria a la
modificación en la DIF. Los efectos de los cambiosde la pCO2 de acuerdo al mo-
delo de Stewart se comportan de manera semejante al abordaje tradicional y pro-
ducen modificaciones en la H+ en relación con:14
CO2 + H2O �� H2CO3 �� HCO3– + H+
Metabólicas
Existen dos condicionantes para el análisis de las alteraciones metabólicas, las
cuales son la DIF y los ácidos débiles totales (Atot).14
24 (Capítulo 2)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
1. Concentración: la deshidratación y la sobrehidratación alteran la concen-
tración de iones fuertes, por lo que aumenta o disminuye cualquier diferen-
cia. El pH normal del cuerpo tiende discretamente hacia lo alcalino; de esta
manera, la deshidratación concentra la alcalinidad (alcalosis de contrac-
ción) e incrementa el valor de la DIF. La sobrehidratación diluye esta alcali-
nidad (acidosis dilucional) y disminuye la DIF.15
Los cristaloides no contienen ácidos débiles totales, por lo que diluyen
los ácidos débiles del plasma e inducen la presencia de alcalosis metabólica
al modificar la diferencia de iones fuertes y la concentración de sodio y de
cloro. En la reanimación de diferentes estados de choque se utilizan dosis
elevadas de solución salina a 0.9%, condición que se asocia a acidosis meta-
bólica hiperclorémica; esta alteración ácido–base también se ha descrito
durante la hemodilución normovolémica y la derivación cardiopulmonar.
El mecanismo por el que se presenta la acidosis metabólica no es la dilución
del bicarbonato, como se había considerado tradicionalmente. La dilución
plasmática y extracelular de la diferencia de iones fuertes y la carga aporta-
da de cloro son la causa de la presencia de la acidosis metabólica. Se debe
tener en consideración que la hipercloremia se presenta en 80% de los pa-
cientes que ingresan a la unidad de terapia intensiva, como resultado del uso
desmedido de solución salina a 0.9% en el momento de la reanimación.15
La acidosis metabólica hiperclorémica no se considera un factor de pre-
dicción de evolución en los pacientes hospitalizados, pero su presencia se
asocia a un incremento en la morbilidad y en los costos hospitalarios, secun-
dario al aumento de los días de ventilación mecánica, disfunción renal, in-
munosupresión e incremento de la susceptibilidad a infecciones.16
2. Modificación de los iones fuertes: si la concentración de sodio se mantie-
ne en rango normal las alteraciones en la concentración de otros iones fuer-
tes modificarán la DIF. El único ion fuerte capaz de modificar el pH es el
cloro.16
La alcalosis metabólica respondedora a cloro o alcalosis por contracción es se-
cundaria a una depleción del volumen intravascular; para que esta alteración se
presente se requiere la intervención de mecanismos renales y hormonales. La ma-
yor alteración se presenta cuando existe falla renal aguda con un patrón prerrenal
y con una disminución del Na+ urinario de 20 mEq/L. Estas alteraciones son debi-
das a la respuesta a la contracción de volumen, por lo que el tratamiento consiste
en infundir solución salina.17
Existen alteraciones electrolíticas que condicionan modificaciones en el áci-
do–base, por ejemplo, las alcalosis metabólicas se pueden asociar a una disminu-
ción de los niveles de potasio y de calcio; cuando se trata esta alteración el desor-
den del equilibrio ácido–base vuelve a la normalidad. Esto sucede porque la
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infusión de potasio se realiza en forma de cloruro de potasio, por lo que el cloruro
actúa como anión fuerte, diluyéndose en el espacio extracelular, mientras que el
catión fuerte se difunde al espacio intracelular y se disminuye la diferencia de io-
nes fuertes a nivel plasmático y extracelular. Para evitar las alteraciones ácido–
base que son inducidas por las soluciones cristaloides, en especial por solución
salina a 0.9%, se deberá compensar la dilución de los ácidos débiles. Así, las solu-
ciones que se utilizan en la reanimación de los pacientes deben tener una DIF me-
nor que la del plasma. Se sabe que la utilización de solución de Hartmann reduce
la acidosis metabólica hiperclóremica secundaria al uso de solución fisiológica
a 0.9%. Pero si la acidosis metabólica es secundaria a otro proceso fisiológico,
como la presencia de cetoacidosis diabética o el estado de choque, están indica-
das las soluciones con una DIF efectiva más alta, las cuales deberán usarse con
cautela ante el riesgo de inducir sobrehidratación y alcalosis metabólica, cuando
ésta sea favorecida por el depósito de aniones orgánicos fuertes.18
La DIF efectiva de las soluciones coloides determina cambios en el equilibrio
ácido–base, lo que se compensa por los bajos volúmenes requeridos para la reani-
mación y por el efecto de ácido débil de los coloides, como la albúmina y las gela-
tinas, lo que previene la alcalosis dilucional. Si embargo, su uso indiscriminado
puede producir acidosis metabólica.19
El modelo de Stewart ha roto el paradigma del abordaje tradicional de los tras-
tornos ácido–base. A continuación se resume el abordaje para el análisis de estas
alteraciones (cuadro 2–2).
Los modelos de abordaje del equilibrio ácido–base se basan en principios fisi-
coquímicos. El modelo tradicional en el plasma se basa en la distribución de los
sitios aceptores de protones, mientras que el modelo de Stewart lo hace en la dis-
tribución de las cargas eléctricas. Es importante señalar que no se contraponen,
sino que se complementan, sobre todo para el análisis de problemas ácido–base
complejos y problemas específicos, como la acidosis metabólica hiperclorémica.
El modelo de Stewart incluye la relación entre el movimiento de iones a través
de membranas biológicas y los cambios en el pH determinados por variables in-
Cuadro 2–2. Comparación del método convencional y el modelo de Stewart
Método convencional Modelo de Stewart
1. Acidosis metabólica 1. Acidosis DIF
2. Alcalosis metabólica 2. Acidosis, incremento de ácidos débiles
3. Acidosis respiratoria
3. Acidosis respiratoria 4. Alcalosis DIF
4. Alcalosis respiratoria 5. Alcalosis, disminución de ácidos débiles totales
6. Alcalosis respiratoria
26 (Capítulo 2)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
dependientes. Este modelo fue redefinido por Figge y Fencl en el sentido de in-
cluir la contribución de la albúmina como ácido débil.20
CONCLUSIONES
En la literatura se han descrito trabajos de investigación que señalan que el méto-
do de Stewart es el de mayor eficacia para realizar el diagnóstico de trastornos
ácido–base complejos en el paciente críticamente enfermo. Una de sus aplicacio-
nes más importantes es para predecir la presencia de acidosis láctica y su relación
con la mortalidad. La aplicación del método de Stewart ha permitido una nueva
aproximación a los trastornos ácido–base en las patologías más frecuentes del
cuidado intensivo, comprobando la importancia de la acidosis dilucional, que al
tratarla de manera adecuada evita la sobrerreanimación y, como resultado final,
disminuye el porcentaje de mortalidad y morbilidad.21
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Endotelio, glicocálix y
el nuevo modelo de Stewart
Raúl Carrillo Esper, Manuel Alejandro Díaz Carrillo,
Elma Marieliz Paredes Aragón
INTRODUCCIÓN
Durante muchos años el modelo de distribución de los fluidos a través de los com-
partimentos intravascular e intersticial estuvo basado en la ecuación propuesta
por Starling, en la que la diferencia de presiones hidrostática y oncótica entre
dichos compartimentos representaba el principal factor determinante en la pre-
dicción del flujo a través de las membranas capilares, suponiendo así que el trán-
sito de fluidos entre ambos compartimentos podría ser manipulado mediante la
modificación de estas presiones con fines terapéuticos. Sin embargo, los estudios
comparativos realizados durante la reanimación mediante la infusión de solución
salina isotónica y la administración de soluciones coloides no sustentan esta teo-
ría. La explicación recientemente ha sido justificada mediante el advenimiento
del modelo del glicocálix en el intercambio transvascular de fluidos.
PRINCIPIO DE STARLING
En 1896 el fisiólogo británico Ernest Starling propuso que la filtración en capila-
res comunes, excluyendo los pertenecientes al cerebro, se basaran directamente
en el gradiente de presión oncótica entre el espacio intersticial y el espacio intra-
vascular que se opone a un gradiente de presión en la pared anatómica del vaso.1
Al experimentar con la inyección de suero o solución salina en el muslo de va-
rios perros, Starling dedujo que los capilares y las vénulas poscapilares se com-
29
30 (Capítulo 3)Actualidades en soluciones y equilibrio ácido–base...
portan como membranas semipermeables que absorben fluido del espacio inters-
ticial.1 El trabajo de Krooh y col. desarrolló el principio de Starling en la
fisiología humana.2 Con la adopción del coeficiente de reflexión3 y la teoría de
poros,4 el paradigma del aumento de la presión venosa y la reducción de concen-
tración de proteínas plasmáticas dio origen al concepto de edema en la práctica
clínica emergente.2,5 Luft reveló “la estructura fina de los capilares y el recubri-
miento endocapilar” en 1966;6 posteriormente, en 1980 Curry y Michel propusie-
ron que “las propiedades moleculares de la pared capilar residen en una matriz
de fibras moleculares que cubren a las células endoteliales y llenan los canales
a través o entre ellas”. El intercambio transvascular depende de un balance entre
los gradientes hidrostáticos y oncóticos de presión. Los fluidos se filtran al espa-
cio intersticial bajo un gradiente de presión hidrostática dominante en la porción
arteriolar de los capilares; la creencia habitual establecía que la reabsorción de
los mismos se realizaba a favor del gradiente de presión oncótica en las vénulas
terminales.7,8 En 2004 Adamson y col. demostraron que el efecto de la presión
oncótica intersticial en el intercambio de fluidos a través de las células endotelia-
les es mucho menor que el predicho por la ecuación de Starling.9,10
EL GLICOCÁLIX ENDOTELIAL
El glicocálix endotelial (GE) es una red de glucoproteínas unidas por membranas
y proteoglicanos en el extremo luminal de las células endoteliales asociada con
varios glucosaminoglucanos (mucopolisacáridos) que contribuyen al volumen
del recubrimiento. Es una interfase activa entre la sangre y la pared capilar. La
visualización del GE es técnicamente demandante, pero ha ayudado a enfatizar
su importancia fisiológica.11
MÉTODOS PARA LA MEDICIÓN DEL GLICOCÁLIX
Mediante el estudio de pacientes con dilución de indocianina verde con una dosis
alta de coloide intravenoso, el volumen del GE humano se estimó en aproximada-
mente 700 mL;12 asumiendo que la superficie de área endotelial es de cerca de
350 m,13 se sugirió un promedio del grosor del GE de 2 �m. El fluido dentro del
GE es una porción no circulante del volumen intravascular que genera un gra-
diente de concentración de proteínas entre el plasma circulante y las hendiduras
endoteliales intercelulares.14 El GE es semipermeable a macromoléculas anióni-
cas, como la albúmina y otras proteínas plasmáticas, cuyo tamaño y estructura
determinan su habilidad para penetrar en el recubrimiento endotelial.15
31Endotelio, glicocálix y el nuevo modelo de Stewart
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Un GE sano es impermeable a moléculas de dextrano de 70 kDa o mayores,
por lo que para su visualización se administra este coloide teñido con fluoresceí-
na. Los glóbulos rojos también pueden ser excluidos del GE; el volumen intravas-
cular de eritrocitos es mayor que el volumen de dextrano 70.15,16
El dextrano 40 es lo suficientemente pequeño como para no ser excluido del
GE. Los estudios que miden los volúmenes de distribución del dextrano 40 y los
eritrocitos en pacientes humanos indican un GE sano de aproximadamente 1 700
mL, mucho mayor que en el método de dilución de indocianina verde. El grosor
microvascular del GE puede ser medido con tejido sublingual de paciente utili-
zando una imagen polarizada ortogonal que se correlaciona bien con las estima-
ciones.17
EL GLICOCÁLIX COMO MARCADOR DE
GRAVEDAD EN DISTINTOS ESCENARIOS
Al remover los glucosaminoglucanos (heparán sulfato, condroitín sulfato y ácido
hialurónico) se puede medir el volumen de reducción (compactación) del GE.18
La compactación del GE y el incremento de niveles plasmáticos de glucosami-
noglucanos se consideran como marcador de lesión al glicocálix; a este fenóme-
no se le ha denominado fragmentación o descamación.18
La infusión rápida de cristaloides en individuos voluntarios resulta en un au-
mento de los niveles plasmáticos de ácido hialurónico, lo cual puede resultar no-
civo.19 El aumento de las concentraciones plasmáticas de glucosaminoglucanos
se ha relacionado con choque séptico, además