7- Riñon y Medio interno

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Dr. Fernando D. Saraví 
 
ANATOMÍA RENAL 
Los riñones son órganos pares situados en la 
cavidad abdominal en situación retroperitoneal. 
Tienen forma de guisante, de 10 a 12 cm de 
largo, 5 a 6 cm de ancho máximo y 3 cm de 
espesor máximo. Cada riñón tiene una masa 
media de 150 g. Los riñones están rodeados de 
una cápsula delgada pero resistente al 
estiramiento y una capa de grasa perirrenal. El 
hilio renal, situado en la curvatura interna 
(cóncava) del riñón, es el sitio por el cual ingresa 
la arteria renal y egresan la vena renal, los 
linfáticos y el uréter (Fig. 1). 
 En un corte longitudinal se aprecia una 
capa externa o corteza y una capa interna, la 
médula renal. La médula renal se subdivide en 
una porción externa y otra interna. Está formada 
por las pirámides, estructuras cónicas cuyo 
vértice, la papila, se abre hacia un espacio 
llamado pelvis renal, que se continúa con el 
uréter. El uréter transporta la orina desde la pelvis 
renal hacia la vejiga urinaria. 
 La unidad funcional del riñón es la 
nefrona, una estructura tubular formada por 
epitelio, con el extremo ciego (llamado cápsula 
de Bowman) en la corteza y el otro extremo 
abierto a un túbulo colector, que drena en la 
pelvis renal. La cápsula de Bowman forma parte 
del corpúsculo renal, el sitio de ultrafiltración 
del plasma, que se describe en FILTRACIÓN 
GLOMERULAR. La cápsula tiene un epitelio 
parietal (externo) continuo, que se refleja en una 
capa visceral como células especializadas 
llamadas podocitos, provistos de múltiples 
extensiones citoplásmicas (pedicelos) que rodean 
los capilares glomerulares. En los corpúsculos 
renales hay además células mesangiales de 
origen mesenquimatoso, cuya apariencia es 
semejante a la de monocitos. Las células 
mesangiales poseen actividad contráctil y 
fagocítica. 
 La nefrona se divide en una serie de 
porciones con diferentes propiedades funcionales, 
llamadas sucesivamente –desde la cápsula de 
Bowman hacia la papila – túbulo contorneado 
proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal 
y túbulo colector. Varias de estas porciones 
tienen subdivisiones, como se indica en la Fig 2. 
Existen dos tipos principales de nefronas. 
Las que poseen su cápsula de Bowman más 
próxima a la cápsula se llaman nefronas 
corticales y las que poseen la cápsula de 
Bowman cerca de la corteza se denominan 
nefronas yuxtamedulares (Fig. 3). Las nefronas 
corticales se subdividen a veces en superficiales y 
mesocorticales. Existe cerca de 1 millón de 
nefronas en cada riñón. 
 El asa de Henle se orienta radialmente y 
penetra en la corteza. En las nefronas corticales 
superficiales, el asa de Henle es corta y está 
íntegramente situada en la capa medular externa, 
mientras que el asa de Henle de las nefronas 
yuxtamedulares es larga y desciende hasta la 
Organización del 
aparato urinario 
Fig. 1 
Fig. 2 
Posgrado-00
Sello
Organización del aparato urinario 
Dr. Fernando D. Saraví 
2
papila. Las nefronas 
mesocorticales pueden 
tener asas de Henle cortas 
o largas. 
 
IRRIGACIÓN RENAL 
La masa de ambos riñones 
equivale a 0.5 % de la 
masa corporal, pero 
reciben de 20 a 25% del 
gasto cardíaco. Cada 
arteria renal, rama de la 
aorta abdominal, se divide 
en arterias segmentarias, 
que se dirigen radialmente 
hacia la corteza y se 
ramifican originando las 
arterias interlobares, que 
se anastomosan entre sí 
como arterias arcuatas, de 
las cuales emanan las 
arterias interlobulares 
(también llamadas arterias 
radiales corticales). De 
estas arterias 
interlobulares surgen las 
arteriolas aferentes que 
irrigan cada corpúsculo 
renal. 
 En el corpúsculo, 
la arteriola aferente se ramifica en una densa red 
capilar que está rodeada por la cápsula de 
Bowman y fue llamada por Marcello Malpighi 
glomérulo (latín glomerulus, ovillito o madeja). 
Es en este sitio que se produce la ultrafiltración 
del plasma. Los capilares glomerulares se reúnen 
en una arteriola eferente. Esta disposición, con 
dos arteriolas con una red capilar intercalada, es 
única del riñón. 
 La arteriola eferente forma una segunda 
red capilar, los capilares peritubulares, que 
irrigan los túbulos de la corteza renal. Las 
arteriolas yuxtamedulares dan además ramas que 
descienden radialmente hacia las papilas, 
llamados vasos rectos. Los vasos rectos forman 
una red capilar en torno de las asas de Henle. Los 
capilares peritubulares y de los vasos rectos se 
reúnen nuevamente formando vénulas y venas, 
que siguiendo un recorrido inverso al de las 
arterias (excepto en los corpúsculos renales) 
desembocan en la vena renal. 
 Los riñones también poseen vasos 
linfáticos que forman tres plexos: uno en el 
parénquima, otro subcapsular y un tercero en la 
grasa que rodea al riñón. Los plexos 
parenquimatoso y subcapsular convergen en 
vasos linfáticos que salen por el hilio y drenan en 
los ganglios aórticos laterales. 
 
INERVACIÓN RENAL 
El riñón recibe eferentes simpáticos que inervan 
los vasos intrarrenales, las células mesangiales, 
los túbulos contorneados y la porción gruesa de la 
rama ascendente del asa de Henle. Además de 
contribuir a la regulación del flujo sanguíneo 
renal, la inervación simpática estimula la 
liberación de renina y modifica la función 
tubular. 
La inervación aferente al sistema 
nervioso viaja por los nervios autónomos. Se trata 
de fibras amielínicas (C) y mielínicas delgadas (A 
δ) que proceden de mecanorreceptores que 
sensan la presión vascular y ureteral, y de 
quimiorreceptores localizados en el intersticio 
renal. Algunos mecanorreceptores son 
nociceptores responsables de la sensación 
dolorosa causada por la distension de la pelvis 
renal. Otros aferentes pueden originar reflejos 
intrarrenales o sistémicos. Los relevos de estos 
aferentes alcanzan el núcleo del tracto solitario y 
pueden modificar la descarga simpática y la 
secreción hipotalámica de vasopresina. 
Fig. 3 
Organización del aparato urinario 
Dr. Fernando D. Saraví 
3
FUNCIONES DE LOS RIÑONES 
Los riñones son considerados órganos excretores 
o emuntorios, lo cual es una noción correcta pero 
incompleta por dos razones. En primer lugar, la 
función excretora está cuidadosamente regulada 
de modo que tiende a mantener constante la 
composición del líquido extracelular. En segundo 
lugar, los riñones tienen varias funciones que no 
se relacionan directamente con su papel como 
órgano depurador. Las numerosas funciones 
renales pueden resumirse como sigue. 
 
1. Regulación del equilibrio hidrosalino. 
El riñón es capaz de modificar la 
composición final de la orina producida 
de modo que, dentro de ciertos límites 
bastante amplios, elimina exactamente 
las cantidades de agua y de cada 
electrolito que se requiere para mantener 
constante la osmolaridad y composición 
de los líquidos corporales. La 
composición de la orina es muy variable, 
ya que la cantidad de cada sustancia 
excretada depende del aporte dietario o la 
producción metabólica. Por ejemplo, en 
término medio se elimina 1500 mL de 
agua por día, pero en condiciones de 
escasez de agua el volumen diario de 
orina puede reducirse a un tercio (500 
mL), mientras que si se ingiere gran 
cantidad de agua el volumen diario puede 
alcanzar cerca de 20 L. 
2. Excreción de desechos metabólicos. 
Diversos productos finales del 
metabolismo se forman de manera 
continua, carecen de valor para el cuerpo 
y pueden ser tóxicos si se acumulan. 
Muchos de estos desechos son 
eliminados en la orina. Por ej., la urea 
procedente de la desaminación de 
aminoácidos, el ácido úrico producido en 
la metabolización de las purinas, la 
creatinina procedente de la degradación 
de la creatina muscular, y el 
urobilinógeno procedente del 
metabolismo del grupo hemo (ver 
ERITROCATERESIS). 
3. Excreción de hormonas. Aunque el 
hígado es el principal órgano de 
degradación de hormonas, diversas 
hormonas intactas y sus metabolitos se 
eliminan por la orina, al igual que otras 
sustancias endógenas con actividad 
biológica. 
4. Excreción de fármacos.La mayoría de 
los fármacos que ingresan al organismo 
(como también contaminantes 
ambientales) se elimina por la orina 
intactos o previa biotransformación. Por 
esta razón, es a menudo necesario reducir 
las dosis a ser administradas a pacientes 
cuya función renal está reducida (el 
ajuste se realiza sobre la base de la 
magnitud de la FILTRACIÓN 
GLOMERULAR). 
5. Regulación de la presión arterial. El 
riñón participa en la regulación de la 
presión arterial por múltiples 
mecanismos. Por una parte, por su papel 
directo en la excreción de sodio y agua, 
de los cuales depende el grado de 
repleción intravascular, y por otra parte 
porque es el principal productor de la 
enzima renina. La renina estimula la 
producción de angiotensina I, que tras 
convertirse en angiotensina II , tiene 
importantes efectos vasoconstrictores 
periféricos y estimulantes de la secreción 
de dos hormonas centrales para la 
regulación hidrosalina: aldosterona y 
vasopresina. 
6. Regulación de la producción de 1,25 
dihidroxivitamina D. La vitamina D 
tiene un papel fundamental en el 
metabolismo fosfocálcico (además de 
otras funciones). Su forma activa, 1,25 
dihidroxivitamina D o calcitriol, es 
producida por una alfa-1 hidroxilasa 
renal. 
Fig. 4 
Organización del aparato urinario 
Dr. Fernando D. Saraví 
4
7. Regulación de la eritropoyesis. El riñón 
es la principal fuente de eritropoyetina, la 
hormona que regula la producción de 
eritrocitos. Uno de los problemas clínicos 
en pacientes con insuficiencia renal 
avanzada o anéfricos es precisamente una 
anemia que se debe en gran parte al 
déficit de eritropoyetina. 
8. Gluconeogénesis. Durante el ayuno se 
requiere la generación de glucosa a partir 
de diversos sustratos no glúcidos 
(gluconeogénesis) con el objeto de 
mantener la glucemia dentro de límites 
normales, ya que la glucosa es un 
substrato indispensable para el cerebro. 
El principal órgano gluconeogénico es el 
hígado, pero aprox. 20 % del total de 
glucosa aportada a la sangre durante el 
ayuno proviene de la corteza renal. 
 
PROCESOS BÁSICOS EN LA FORMACIÓN DE 
ORINA 
La formación de orina depende de tres procesos 
que se combinan en grado variable para el agua y 
para cada soluto, para determinar la composición 
final: filtración, reabsorción y secreción (Fig. 4). 
Cerca de 20% del plasma que 
llega a los glomérulos se filtra. 
La composición del filtrado es 
similar a la del plasma, excepto 
que está virtualmente libre de 
proteínas. El agua y muchos de 
los solutos filtrados son 
reabsorbidos en alta proporción 
(Tabla 1). Se llama excreción 
fraccional a la proporción del 
filtrado que se excreta, 
expresada como porcentaje. 
Algunas sustancias, 
como ciertos metabolitos 
orgánicos y fármacos, se 
secretan hacia la luz tubular. 
Para algunas sustancias, como 
el ácido úrico, la excreción fraccional es el 
resultado del balance entre filtración glomerular, 
reabsorción y secreción tubulares. En la Fig. 5 se 
esquematiza el manejo renal de diversos solutos a 
lo largo de la nefrona. 
Los túbulos renales están formados por 
un epitelio simple, cuya altura varía a lo largo de 
la nefrona. Las células epiteliales están unidas 
entre sí por uniones adherentes. Las células 
epiteliales están funcionalmente polarizadas, lo 
que significa que las propiedades de transporte de 
la porción de membrana que da a la luz (apical) 
son diferentes de las de la porción de membrana 
que limita con el intersticio (basolateral). Las 
uniones adherentes constituyen la frontera entre 
ambas porciones de membrana (Fig. 6). 
Las sustancias pueden transferirse 
mediante mecanismos ya mencionados en 
TRANSPORTE PASIVO Y ACTIVO: difusión 
simple, difusión facilitada, transporte activo 
primario y transporte activo secundario. 
Las sustancias pueden pasar del túbulo al 
intersticio (o e las hendiduras entre las células, 
llamada vía paracelular por transporte 
convectivo o por diferencias de concentración y, 
en el caso de iones, por gradiente electroquímico 
Fig. 5
Organización del aparato urinario 
Dr. Fernando D. Saraví 
5
si existe un diferencia de potencial 
entre la luz tubular y el intersticio. 
La vía paracelular es más 
importante en el túbulo 
proximal, cuyas uniones 
adherentes son relativamente 
permeables, pero también 
contribuye a la reabsorción de 
Ca2+ y Mg2+ en el segmento 
grueso de la rama ascendente del 
asa de Henle. 
 El otro camino posible es 
a través de las células (via 
transcelular), lo que exige que la 
sustancia sea transferida a través 
de las membranas apical y 
basolateral. Las sustancias 
liposolubles pueden atravesar las 
membranas por difusión, pero las 
que no son liposolubles requieren 
mecanismos de transporte relativamente 
específicos, en general diferentes para la 
membrana apical y para la basolateral. 
 La tasa de transporte tubular puede ser 
limitada tanto para el transporte difusional como 
para el mediado por transportadores. En la 
transferencia difusional la tasa de transporte está 
limitada por el gradiente máximo que puede 
crearse, el cual depende inversamente de la 
permeabilidad de la vía paracelular. En la 
transferencia mediada por transportadores, la 
limitación se debe a que éstos son saturables. La 
tasa de transporte cuando se alcanza la saturación 
se denomina transporte máximo (Tm). En el caso 
de sustancias que se reabsorben, la cantidad que 
excede el Tm es excretada en la orina. Para 
sustancias que se secretan, al superarse el Tm el 
excedente permanece en el plasma y el 
intersticio. 
 En los siguientes segmentos se producen, 
de manera regulada hormonalmente, procesos 
selectivos de secreción y reabsorción de 
electrolitos y de reabsorción de agua, que 
determinarán la composición final de la orina. 
 
TRANSPORTE, ALMACENAMIENTO Y 
ELIMINACIÓN DE LA ORINA 
Desde los túbulos colectores, la orina ya formada 
drena hacia el sistema pielocalicial y circula por 
el tracto urinario (Fig. 7). La orina es 
transportada hacia la vejiga gracias a la 
contracción cíclica de los uréteres, comandada 
por marcapasos localizados en la pelvis renal. 
 La vejiga es un órgano hueco que, 
cuando está relajado, permite almacenar la orina. 
Durante dicho almacenamiento, 
los esfínteres uretrales interno y 
externo permanecen contraídos. 
La vejiga y la uretra están bajo 
control nervioso, que permite en 
forma voluntaria el paso de la 
condición de almacenamiento a 
la condición de evacuación, por 
relajación de los esfínteres 
uretrales y contracción del 
músculo liso vesical (detrusor). 
Fig. 7
Fig. 6 
Fig. 7 
Fisicoquímica de los líquidos corporales 
 
Dr. Fernando D. Saraví 
 
El agua compone entre 45 y 65 % de la masa corporal; la variabilidad se debe a la proporción del tejido 
adiposo, que sólo contiene 10 % de agua. En el tejido magro (como el músculo esquelético) hay 0.72 mL 
de agua por gramo. Las células están bañadas por el líquido intersticial, cuya composición electrolítica es 
cuantitativamente diferente del líquido intracelular (LIC); ver Tabla 1. La composición del LIC es 
mantenida en un estado estacionario (equilibrio dinámico) debido a la barrera selectiva formada por la 
membrana celular. Como primera aproximación, los medios líquidos mencionados pueden considerarse 
disoluciones acuosas diluidas. 
 
DISOLUCIONES DILUIDAS 
La composición del líquido intersticial se 
aproxima a la de una disolución diluida. Se 
denominan disoluciones diluidas a aquéllas 
cuya concentración de solutos es inferior a 
la concentración eutéctica. Esta última es 
la concentración a la cual, al enfriarse, la 
disolución se congela como una sustancia 
homogénea. En las disoluciones diluidas, al 
bajar la temperatura se produce 
inicialmente la congelación del disolvente 
puro (el agua), de modo que la 
concentración de partículas (solutos) en la 
fase líquida aumenta progresivamente. 
Cuando la disolución se ha concentrado 
hasta la concentración eutéctica, una 
disminución adicional de temperatura haceque se congele toda, como si fuera una sustancia homogénea (Fig. 1). 
 
CONCENTRACIONES, MOLES Y OSMOLES 
La concentración de un soluto puede expresarse de 
diferentes formas. Una forma muy común es en 
unidades de masa del soluto por unidad de volumen de 
disolución; por ejemplo, mg/dL o g/L. Aunque esta 
forma está consagrada por la práctica, en la actualidad 
se tiende a uniformar la expresión de concentraciones 
(por ejemplo, en los líquidos corporales) como 
cantidad de sustancia presente en un determinado 
volumen. 
La magnitud “cantidad de sustancia” tiene en 
el Sistema Internacional de Unidades la unidad mol. 
Un mol es la cantidad de sustancia que tiene tantos 
entes elementales como átomos hay en 0.012 kg de 
carbono 12. Ese número corresponde al número de 
Avogadro (aprox. 6 
 .
 10
23
). Debe especificarse la clase 
de entes elementales, que pueden ser, por ejemplo, moléculas, iones o electrones. 
La relación entre una concentración expresada en masa/volumen y una concentración en cantidad 
de sustancia/volumen es simple, y está dada por el mol gramo. El mol gramo es el número de gramos que 
tiene un mol de la sustancia. Por ejemplo, 1 mol de NaCl tiene una masa de 58.5 g. Si una disolución tiene 
7.02 g/L de NaCl, su molaridad es de 7.02/58.5 = 0.12 mol/L. En medicina el mol resulta generalmente una 
unidad demasiado grande, por lo cual se emplean submúltiplos, típicamente milimoles (mmol). 
Un mol de partículas disueltas se denomina por convención un osmol. La concentración de 
partículas puede expresarse por litro de disolución (concentración osmolar) o por kg de disolvente 
Tabla 1: Composición electrolítica del líquido intra y 
extracelular. 
 Líquido 
Intracelular 
(músculo) 
Líquido extracelular 
Intersticial Plasma 
Cationes 
Na
+
 
K
+
 
Ca 
2+ 
Mg 
2+
 
 
 
12 
150 
1.8 
34 
 
140 
4 
1.7 
0.65 
 
142 
4.1 
2.5 
1 
Aniones 
Cl
- 
HCO3
-
 
H2PO4
-
– HPO4 
2-
 
Otros 
Proteinatos 
 
 
4 
12 
40 
90 
54 
 
107 
25 
2.3 
6.6 
4 
 
102 
24 
0.7 
6 
17 
 
 
Fig. 1: Concentración eutéctica y com-
portamiento de las disoluciones concen-
tradas y diluidas al bajar la temperatura. 
Posgrado-00
Sello
Fisicoquímica de los líquidos corporales 
Dr. Fernando D. Saraví 
2 
(concentración osmolal). Para disoluciones diluidas, como las de los líquidos corporales, el valor numérico 
de las concentraciones osmolar y osmolal es semejante. 
La relación entre la concentración molar de un soluto está dada por la siguiente ecuación: 
 
Concentración osmolar = i . concentración molar 
 
La constante de proporcionalidad es el coeficiente i de Van’t Hoff. 
 
i = 1 +  (n – 1) 
 
donde n es el número de iones en los que se disocia la molécula y  el coeficiente de disociación, es decir el 
cociente entre las moléculas disociadas y el total de moléculas del mismo soluto presentes. Obviamente,  
puede variar entre 0 (no hay disociación) y 1 (todas las moléculas se disocian). 
 Para una molécula que no se asocia ni se disocia es simple: i vale 1 y la concentración osmolar es 
igual a la concentración molar; son ejemplos comunes la glucosa y la urea. Cuando el soluto se disocia, 
como ocurre con las sales, la relación es algo más compleja, pues en general i es diferente de 1. 
Por ejemplo, el cloruro de sodio es una sal que está ionizada ya en su forma cristalina. Cuando se 
disuelve en agua, los iones se hidratan. Aunque el agua es electroneutra, su molécula tiene una carga parcial 
negativa donde está el oxígeno (más electronegativo) y una carga parcial positiva donde están los 
hidrógenos (más electropositivos). La carga parcial negativa es atraída por el sodio y la carga parcial 
positiva por el cloruro, que en solución acuosa se rodean de moléculas de agua que los aíslan 
electrostáticamente uno del otro. Por tanto, cada molécula de NaCl genera dos iones disueltos ( = 1). Por 
tanto el valor de i es 1 + 1 (2-1) = 2. Una sal como el fosfato monoácido de sodio (Na2HPO4) tiene un  de 
aproximadamente 0.8 pero se disocia en 3 iones, de modo que i = 1 + 0.8 (3 – 1) = 2.4. 
Si en una solución existen dos o más solutos que no reaccionan químicamente entre sí, la 
concentración osmolar de la disolución es la suma de las osmolaridades de sus solutos. Para solutos a, b, c 
de concentración molar [a], [b] y [c]: 
 
OsmTOTAL = ia . [a] + ib . [b] + ic [c] 
 
Por ejemplo, una disolución que contenga 0.1 mol/L de glucosa, 0.05 mol/L de NaCl y 0.04 mol/L 
de Na2HPO4 poseerá una osmolaridad de: 
 
1 . [0.1] + 2 . [0.05] + 2,4 [0.04] = 0.1 + 0.1 + 0.096 = 0.296 osmol/L 
 glucosa NaCl Na2HPO4 
 
El plasma tiene una concentración de partículas de aproximadamente 0.3 osmol/L, que se expresa 
habitualmente en miliosmoles/L: 300 mOsm/L (su osmolalidad aprox. es de 285 mOsm/kg H2O). 
 
PROPIEDADES COLIGATIVAS 
Las propiedades coligativas son aquellas características de 
las disoluciones debidas a la concentración de partículas 
en disolución, y es independiente de la naturaleza, tamaño 
o carga eléctrica de dichas partículas. 
Las propiedades coligativas de una disolución se 
caracterizan por variar concomitantemente con la 
concentración de partículas disueltas, según constantes que 
son características de cada disolvente; dichas propiedades 
son la presión osmótica, el aumento del punto de 
ebullición, el descenso crioscópico y la reducción de la 
presión de vapor del disolvente. 
 
Presión de vapor de un líquido 
La presión de vapor de un líquido puede considerarse una 
medida de la tendencia del líquido a escapar hacia una fase gaseosa (Fig. 2). Si se pone en contacto un 
líquido con una masa de gas seco (a) en un recipiente cerrado, algunas moléculas del líquido pasarán a la 
Fig. 2: Evaporación de un líquido 
hasta saturar una fase gaseosa. 
Fisicoquímica de los líquidos corporales 
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3 
fase gaseosa (b). Transcurrido cierto tiempo se alcanza un equilibrio de saturación. Cuando la fase gaseosa 
se satura de vapor, el número de moléculas que se condensa, retornando a la fase líquida, iguala al número 
de moléculas que se evapora (c) en la unidad de tiempo. 
En esta condición, la presión del vapor en la fase 
gaseosa es igual a la presión de vapor del líquido. La 
presión de vapor saturado depende de la naturaleza del 
líquido y aumenta con la temperatura. Es independiente 
de la presión atmosférica; esta última modifica, sin 
embargo, la tasa de evaporación según la ley de Dalton 
de la evaporación (recuadro). 
La presencia de un soluto reduce la presión de 
vapor del disolvente según la ley de Raoult: 
 
Ps = P0 . m0 
 
Donde P0 y Ps son la presión de vapor del disolvente puro y de la disolución, respectivamente, y m0 es la 
fracción molar del disolvente (número de moles de disolvente sobre número total de moles en la 
disolución). 
 
Ascenso ebulloscópico y descenso crioscópico 
La temperatura de un cuerpo es una medida de la energía cinética media de sus moléculas. Un gas, un 
líquido y un sólido que se encuentren a igual temperatura tienen, por tanto, la misma energía cinética 
molecular media.
1
 Los cambios de estados involucran cambios en la energía potencial de las moléculas. La 
máxima energía potencial se alcanza cuando las moléculas componentes son completamente independientes 
entre sí. Cuando existe dependencia (fuerzas atractivas o repulsivas) entre las moléculas, la energía 
potencial es negativa. La energía potencial de un compuesto en estado sólido es menor que la del mismo 
compuesto en estado líquido, y ésta a su vez es menor que la energía potencial en el estado gaseoso. En este 
último idealmente la energía potencial se hace nula (cero) porque las moléculas son completamente 
independientes unas de otras. 
De lo dicho surge que los cambios de estado requieren energía cuando involucran el paso de un 
estado de menor energía potencial a otro mayor, y liberan energía en el procesoinverso. Por ejemplo, la 
evaporación de 1 g de agua requiere aprox. 600 calorías. 
En un sistema aislado, la ganancia de energía potencial se hace a expensas de la pérdida de 
energía cinética. Cuando un líquido se evapora, las moléculas de líquido que tienen mayor probabilidad de 
pasar a la fase gaseosa son las que tienen mayor energía cinética. La salida de la fase líquida de moléculas 
con alta energía cinética hace descender el promedio de energía cinética del líquido; en otras palabras, éste 
se enfría. Por esta razón, la evaporación del sudor es 
un mecanismo eficaz de termolisis (ver 
TERMORREGULACIÓN). 
La ebullición es el fenómeno por el cual se 
produce evaporación no sólo en la interfase entre 
líquido y gas, sino en el mismo seno del líquido. Se 
produce cuando la presión de vapor del líquido 
iguala a la presión total de la fase gaseosa. Dicha 
igualación se alcanza a una temperatura mayor para 
una solución que para el disolvente puro, ya que Ps 
es menor que P0 (ley de Raoult; ver el gráfico de la 
derecha). La constante de ascenso ebulloscópico 
 
1
 En el gas y en el líquido la energía cinética se manifiesta como traslación y rotación. En el sólido 
estos movimientos no son posibles, por lo que la energía cinética está dada por la vibración de las 
moléculas en la estructura sólida. 
 
Mv = A. S (PL – PG) 
 t PB 
Ley de Dalton. Mv = masa evaporada ; t = 
tiempo; PL = presión de vapor en la fase 
líquida; PG= presión de vapor en la fase 
gaseosa; PB = presión barométrica; S = 
superficie de evaporación; A = constante 
dependiente del líquido. 
 
Fig. 3: Diagrama de fases para el 
disolvente puro (fucsia) y en presencia de 
un soluto (azul). 
Fisicoquímica de los líquidos corporales 
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4 
para el agua es de 0.52 ºC.L/osmol. Por otra parte, la congelación ocurre cuando se iguala la presión de 
vapor de una fase líquida con la presión de vapor del sólido (puntos triples en el gráfico). Dicha igualdad se 
alcanza a una menor temperatura para la disolución, lo cual explica el descenso crioscópico. La constante 
de descenso crioscópico es de 1,86 ºC.L/osmol. 
 
Presión osmótica 
La tendencia del agua de atravesar una membrana se reduce en proporción a la reducción de su presión de 
vapor. Si una disolución y agua pura están separadas por una membrana hemipermeable (que sólo deja 
pasar el disolvente), el agua atravesará la membrana en ambos sentidos, pero el flujo neto irá del agua pura 
hacia la disolución. Se puede suprimir este flujo neto aplicando a la disolución una presión, por ejemplo 
mediante un émbolo (Fig. 4). La presión que cancela exactamente el flujo neto del disolvente se 
denomina presión osmótica (). 
Nótese que la presión osmótica de una 
disolución es mayor cuanto menor sea su presión de 
vapor con respecto al disolvente puro, es decir 
cuantas más partículas disueltas posea por unidad de 
volumen. Desde luego, también existen diferencias de 
presión osmótica entre disoluciones cuya 
concentración de partículas sea diferente. 
 Van’t Hoff observó la similitud del 
comportamiento de un gas ideal y la presión osmótica 
de una disolución. Según la ecuación general del 
estado gaseoso: 
 
P.V = nRT 
 
Donde P = presión, V = volumen, n = número de 
moles, R = 0.082 atm.L/mol/K (= 8.3 J/K) y T = 
temperatura absoluta. Si la presión se expresa en 
atmósferas y el volumen en litros, a 0 ºC (273.15 K), 
un mol de un gas ideal ocupa 22.4 L a la presión de 1 
atmósfera, ya que el producto P.V (= nRT) es de 22.4 
atm.L. Obviamente, para llevar el volumen a 1 L se 
requiere una presión de 22.4 atm. Análogamente, para 
la presión osmótica puede escribirse: 
 
 .V = nRT 
 
 = (n/V) RT 
 
donde el producto  .V es 22.4 atm.L a 0 ºC 
cuando n = 1 (un mol de partículas ó 1 osmol). 
De esta manera, si el volumen es de 1 L la 
concentración de partículas es 1 osm/L y  = 
22.4 atm. Por tanto, para el agua a 0 ºC, el 
coeficiente de presión osmótica es de 22.4 
atm.L/osmol. El LEC y el LIC tienen una 
osmolaridad de 300 mOsm/L y  es 0.3 . 22.4 = 
6.7 atm (5092 mmHg). 
 
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA 
CELULAR 
Los constituyentes de un líquido pueden desplazarse 
por diversos mecanismos, pero desde el punto de 
vista energético todos ellos tienen en común la 
existencia de una fuerza impulsora y de una oposición. Son ejemplos de fuerza impulsora las diferencias 
Fig. 4: Ósmosis. La tendencia del agua a 
ingresar a la disolución (A) puede ser 
cancelada por presión externa (B) o, si el 
recipiente es rígido, por el aumento de 
presión hidrostática ocasionado por el 
mismo ingreso de agua (C). 
Fig. 5: Gradiente de concentración y 
difusión neta a través de una membrana (x, 
espesor de la membrana) 
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5 
de potencial eléctrico (electrodifusión), de concentración de solutos sobre el agua (ósmosis), de presión 
hidrostática (caudal) y de potencial químico sobre el mismo soluto (difusión). Estas formas de transporte se 
denominan disipativas porque al producirse tienden a suprimir las fuerzas que las impulsan y alcanzar un 
estado de equilibrio. Analizaremos con mayor detalle la difusión libre de especies disueltas sin carga 
eléctrica neta. En un medio fluido, la cantidad neta de una sustancia S que es transferida a través de una 
sección unitaria (1 cm
2
) en la unidad de tiempo (flujo neto, J) es función de la diferencia de concentración 
C y de la distancia x entre los lugares considerados: J = - D.A (C/x) [Primera ley de Fick]. D es una 
constante para cada sustancia en un medio dado, que se denomina coeficiente de difusión.
2
 Si J se expresa 
en mmol.s
-1
.cm
-2
 , C en mmol.cm
-3
 y x en cm, la unidad de D es cm
2
. s
-1
 . El cociente C/x se denomina 
gradiente. Como la dirección del gradiente es en sentido del aumento de la concentración, se requiere 
signo negativo en la ecuación porque la difusión neta ocurre en sentido opuesto al gradiente (Fig. 5). En 
disoluciones acuosas diluidas el gradiente de difusión de las moléculas pequeñas es próximo a 10
-5
 cm
2
. s
-1
 . 
 Cuando el flujo tiene lugar a través de una membrana, el cociente D/x se denomina coeficiente de 
conductividad hidráulica (Lp). El flujo de agua (Jw) a través de una membrana hemipermeable depende de 
las diferencias de presión osmótica () e hidrostática (P): 
 
Jw = Lp ( - P) 
 
Las membranas biológicas no son, sin embargo, membranas hemipermeables perfectas. Por el contrario, 
tienen una permeabilidad baja pero no despreciable a diversos solutos. Por esta razón, la observada 
(obs) es generalmente menor que la  teórica (teor) basada en la osmolaridad medida en un osmómetro 
o calculada a partir de las concentraciones de solutos. 
La relación obs/teor corresponde al coeficiente de reflexión de Staverman, . El coeficiente de 
reflexión varía entre 0 para un soluto al cual la membrana sea igualmente permeable que al agua, y 1 para 
un soluto al cual la membrana sea completamente impermeable. Por ejemplo, en muchas membranas el 
valor de  para la urea es casi 0, mientras que para una proteína es próximo a 1. El flujo de agua a través de 
una membrana biológica es, entonces: 
Jw = Lp (.  - P) 
 
Esta ecuación es adecuada para estimar el flujo de agua en el endotelio capilar, donde la estructura del 
vaso permite la existencia de una diferencia de presión hidrostática (véase Microcirculación). En cambio, la 
membrana celular no permite el establecimiento de una diferencia de presión hidrostática.
3
 Por esta razón, 
el factor P puede despreciarse y, para la membrana celular: 
 
Jw = Lp . .  
 
Esto significa que cualquier diferencia de presión osmótica generará un flujo de agua a través de la 
membrana, de modo que la osmolaridad del LIC y del LEC se igualen en condicionesde estado 
estacionario (equilibrio dinámico). 
 
OSMOLARIDAD Y TONICIDAD 
Dado que las membranas biológicas no se comportan del mismo modo que la membrana de un osmómetro, 
exclusivamente permeable al disolvente, en fisiología y medicina es común hablar de la tonicidad de las 
disoluciones. Se describe una disolución como isotónica, hipotónica o hipertónica. La noción de tonicidad 
se refiere a la osmolaridad efectiva de una disolución con respecto a las células. 
 Por ejemplo, si en una disolución de NaCl con 9 g/L, que medida en un osmómetro tiene una 
osmolaridad de aproximadamente 300 mOsm/L, se colocan eritrocitos, éstos no experimentan 
prácticamente cambio de volumen porque no ganan ni pierden agua. Esto se debe a que el coeficiente de 
reflexión de la membrana eritrocítica para el sodio y el cloruro es próximo a 1. Por consiguiente, la 
disolución de NaCl es isotónica. 
 
2
 D se calcula por la ecuación de Stokes-Einstein: D = kT/(6Rhd) , donde k = constante de Boltzman (1,38 
.10
-23
 J/K), T = temperatura en K,  = viscosidad (poise) y Rhd = radio efectivo de la sustancia. 
3
 En los organismos que poseen una pared celular poco extensible, como los vegetales, los hongos y las 
bacterias, sí pueden generarse diferencias elevadas de presión hidrostática. 
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6 
En cambio, los eritrocitos colocados en una disolución de urea de 300 mOsm/L (medida en un 
osmómetro), incorporan agua y se henchirán hasta hemolizarse. Esto se debe a que la membrana 
eritrocítica tiene un bajo coeficiente de reflexión para la urea, por lo cual este soluto no puede equilibrar la 
osmolaridad intracelular. La disolución de urea, aunque de igual osmolaridad que el plasma, es 
marcadamente hipotónica. Por el contrario, una disolución hipertónica es aquella cuya osmolaridad 
efectiva es mayor que la del plasma normal y por tanto deshidrata las células sumergidas en ella. 
 
COLOIDES 
Una característica básica de las disoluciones verdaderas es que son sistemas monofásicos cuyos solutos 
están presentes como moléculas o iones con un diámetro inferior a 1 nm. Un soluto forma una disolución 
coloidal –también llamada un sol – cuando sus partículas dispersas tienen diámetros superiores a 1 nm 
pero inferiores a 200 nm (si superan los 200 nm se trata de una suspensión). 
Diversas macromoléculas de interés biológico forman disoluciones coloidales.
4
 Son ejemplos las 
proteínas, el glucógeno y el ADN. Por tanto, aunque para muchos efectos prácticos los líquidos corporales 
puedan considerarse disoluciones diluidas de cristaloides, en realidad tanto el plasma como el citoplasma 
son disoluciones coloidales. 
Las disoluciones coloidales son sistemas dispersos con dos fases. En un sol acuoso, las partículas 
coloidales forman la fase dispersa, discontinua, y el agua la fase dispersante, continua. Los coloides pueden 
también formar un gel, cuya característica es que en ellos el coloide forma una fase continua. Por ejemplo, 
el plasma es un sol que pasa a gel cuando coagula y la red de fibrina forma una fase continua (véase 
HEMOSTASIA). 
Un coloide en solución tiene una determinada tensión superficial que tiende a aglutinar las 
partículas coloidales. Los factores que evitan la aglutinación son la hidratación debida a la afinidad por el 
disolvente (hidrofilia) y la carga eléctrica. Por ejemplo, las proteínas plasmáticas son aniones al pH 
fisiológico. 
 
Propiedades de las disoluciones coloidales 
Las disoluciones coloidales presentan ciertas propiedades características que las diferencian de una 
disolución verdadera. 
1) No sedimentan con la fuerza gravitatoria normal, pero pueden sedimentar cuando se las 
ultracentrifuga; esta es la base de muchos métodos bioquímicos de separación. 
2) En un campo eléctrico, migran según su carga eléctrica, con mayor velocidad cuanto menor sea su 
masa y mayor su carga (electroforesis). 
3) Si se las ilumina con un haz de luz blanca, las partículas coloidales dispersan la luz, de modo que 
el haz puede observarse desde una línea perpendicular a su trayectoria (esto no ocurre en una 
disolución verdadera, que por eso se denomina “ópticamente vacía”). Este fenómeno, llamado 
efecto de Tyndall, permite la observación de las partículas coloidales en el ultramicroscopio.
5
 
4) Las partículas coloidales presentan movimiento browniano, que consiste en trayectorias erráticas e 
impredecibles que aumentan con la temperatura y se deben a la energía cinética del disolvente y 
de los cristaloides, que impactan de manera aleatoria contra las partículas coloidales. 
5) Los coloides no atraviesan membranas que dejan pasar fácilmente agua y cristaloides, como el 
celofán. Por eso puede modificarse la composición de cristaloides en una disolución sin afectar la 
concentración de coloides. Esto es el fundamento del empleo de la diálisis y de ultrafiltración 
para depurar el plasma en la insuficiencia renal. La diálisis es un fenómeno difusional, impulsado 
por la diferencia de concentración de los solutos difusibles. La ultrafiltración es un fenómeno 
convectivo, en el cual se aplica una diferencia de presión hidrostática que impulsa al agua y los 
 
4
 En 1861, Thomas Graham clasificó las sustancias en coloides y cristaloides, que al disolverse formaban 
disoluciones coloidales y verdaderas, respectivamente. Los cristaloides podían cristalizarse y que 
atravesaban membranas de pergamino. Los coloides no podían cristalizarse y no atravesaban las citadas 
membranas. Aunque la terminología se ha conservado, hoy se sabe que muchos “cristaloides” pueden ser 
llevados a un estado coloidal, y por otra parte que coloides típicos pueden cristalizarse. 
5
 El ultramicroscopio es un microscopio óptico cuya fuente luminosa emite luz de manera tangencial al 
campo. Si en el campo hay partículas coloidales, éstas dispersan la luz de modo que pueden observarse 
desde el ocular. 
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7 
solutos difusibles disueltos en ella. En los vasos capilares ocurren normalmente ambos fenómenos 
(véase MICROCIRCULACIÓN). 
6) Las disoluciones coloidales presentan muy débilmente las propiedades coligativas. Esto se debe 
simplemente a que, a igual concentración de masa en volumen existen muchas menos partículas 
de un coloide que de un cristaloide. Por ejemplo, una disolución de glucosa (~ 180 Da) de 54 g/L 
tiene aprox. 300 mOsm/L, mientras que una disolución de albúmina (~ 60 kDa) de 54 g/L tiene 
aprox. 0.9 mOsm/L. Por esta razón, las proteínas plasmáticas desarrollan una presión osmótica 
(llamada también presión coloidoosmótica) de 1.5 mOsm/L que es aprox. 0.5 % de la osmolaridad 
total del plasma. No obstante, esta pequeña presión de aproximadamente 25 mmHg es en extremo 
importante para el normal intercambio capilar, y la hipoproteinemia es una causa importante de 
edema (véase MICROCIRCULACIÓN). 
 
Efecto de Donnan 
Cuando en uno de los lados de una membrana permeable al 
disolvente y a los cristaloides existe un coloide con carga 
eléctrica, en el equilibrio aparece una diferencia de potencial 
eléctrico. En la Fig. 6 A se muestran una disolución (E) de KCl 
separada por una membrana de diálisis de una disolución coloidal 
I (P
-
, un proteinato de K). Inicialmente la concentración de K
+
 es 
igual a ambos lados de la membrana, y no hay Cl
-
 donde está P
-
. 
K
+
 y Cl
-
 difunden libremente, y en el equilibrio deben cumplirse 
las siguientes condiciones (Fig. 6 B): 
 
1) Electroneutralidad en el seno de cada disolución: Debe 
haber igual concentración total de cationes y aniones en 
cada lado: [K
+
]I = [P
-
]I + [Cl
-
]I y [K
+
]E = [Cl
-
]E. 
2) Igual producto de las concentraciones de iones 
difusibles en ambos lados: [K
+
]I . [Cl
-
]I = [K
+
]E . [Cl
-
]E. 
 Dada la presenciade P
-
 en I, para que esto se cumpla, la 
concentración de K
+
 en I debe ser mayor que en E, y lo 
opuesto ocurre con el Cl
-
. 
3) Diferencia de potencial eléctrico. La diferencia de concentración de K+ representa una fuerza 
difusional neta de I hacia E, y para el Cl
- 
una fuerza neta de E hacia I. En el equilibrio estas fuerzas 
difusionales son exactamente canceladas por una diferencia de potencial generado a través de la 
membrana. Como tanto el K
+
 como el Cl
-
 se encuentran en equilibrio electroquímico, el potencial 
transmembrana puede calcularse según la ecuación de Nernst para el K
+
 o para el Cl
-
. 
 
VDonnan = 2,3 RT log [K
+
]E = 2,3 RT log [Cl
-
]I 
 zF [K
+
]I zF [Cl
-
]E 
 
En el ejemplo de la Fig. 6 B, el potencial eléctrico a 37 ºC es de aprox. 5.3 mV. 
4) Diferencia de pH. La distribución asimétrica de iones difusibles afecta también a los iones H+ y 
OH
-
. Por esta razón, [H
+
]I será mayor que [H
+
]E. En el ejemplo, el pH en I será 0.09 unidades menor 
que en E. 
5) Desequilibrio osmótico. El efecto Donnan (también llamado de Gibbs-Donnan) lleva a una 
situación de equilibrio electroquímico, pero crea un desequilibrio osmótico, pues la concentración 
de partículas es mayor del lado I que del lado E. La diferencia puede ser pequeña cuando P
-
 es una 
proteína que actúa como un anión polivalente.
6
 
 
Debido al efecto de Donnan, existe una diferencia de potencial de aprox. 2.3 mV a través del endotelio 
entre el plasma (negativo) y el intersticio. En los capilares glomerulares, el efecto de Donnan explica que la 
concentración de aniones difusibles en el ultrafiltrado sea aprox. 5 % mayor que en el plasma, mientras que 
la concentración de cationes difusibles es 5 % menor. 
 
6
 Por ejemplo, cada milimol de hemoglobina puede combinarse con 10 miliequivalentes de K
+
. Los 10 
mEq de la Fig. 6 corresponderían entonces a sólo 1 mOsm/L. 
Fig. 6: Efecto de Donnan. A, 
condición inicial; B, condición en 
equilibrio de Donnan. 
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8 
 Por otra parte, si bien el efecto de Donnan contribuye al potencial transmembrana, su influencia es 
pequeña en la mayoría de las células, en las cuales el potencial transmembrana es de decenas de milivoltios. 
 
EL CITOPLASMA COMO SISTEMA DISPERSO 
Se suele imaginar el citoplasma de las células eucariotas como si fuese una solución diluida y extensa; así, 
se habla de la concentración de K
+
 intracelular, o del pH intracelular, como si fueran constantes en todo el 
citosol. No obstante, la situación es más compleja, por diversas razones. 
En primer lugar, el citoplasma contiene numerosas organelas como mitocondrias, lisosomas, 
peroxisomas, retículo endoplásmico, que poseen membranas con selectividad y contenido que difiere 
mucho en la concentración de algunas sustancias. En otras palabras, existen varios compartimientos 
intracelulares con características particulares. 
Por ejemplo, la concentración 
intracelular de Ca
2+
 se indica en la 
tabla como 1 mmol/kg H2O, pero este 
es un valor medio. En el citosol (la 
parte acuosa “libre”del citoplasma) la 
concentración es mil veces menor, 
mientras que en el retículo 
endoplásmico es mucho mayor. 
En segundo lugar, la fracción 
del citoplasma no ocupada por 
organelas es un sistema coloidal, que 
por esta razón se denomina citosol. 
El citosol de la mayoría de las células 
tiene una concentración de proteínas 
de aprox. 20 % que causa un 
fenómeno conocido como 
hacinamiento molecular (Fig. 7). El 
hacinamiento molecular obstaculiza 
la difusión haciéndola, según la 
sustancia, de diez a mil veces más 
lenta que en una disolución diluida. 
Esto puede generar diferencias de 
concentración estables (mantenidas 
dinámicamente en el tiempo) para diversos solutos entre diferentes partes del citosol. 
Otra consecuencia de la presencia de organelas y una elevada concentración de macromoléculas es 
que no todo el volumen celular participa en 
los fenómenos osmóticos que tienden a 
modificar el volumen celular (Fig. 8). Si se 
bloquean los mecanismos que protegen a la 
célula contra una disminución del volumen 
(que se trata más abajo) y la célula es 
sometida a medios de creciente tonicidad, su 
volumen se reduce. No obstante, la 
extrapolación a osmolaridad infinita indica 
que la máxima reducción alcanza a ~ 70 % 
del volumen normal; el 30 % restante no 
puede reducirse por aumento de 
osmolaridad. 
COMPARTIMIENTOS LÍQUIDOS 
Fig. 7: Hacinamiento molecular en el citosol visto con una 
amplificación de 106. La difusión de una pequeña proteína 
de prueba es considerablemente dificultada. En los 
espacios “vacíos” hay agua y cristaloides. 
Según Minton, J Biol. Chem 276: 10577-10580, 2001. 
Fig. 8: Sólo 70% del volumen 
celular participa en fenómenos 
osmóticos. Basado en Wehner y 
col., Rev Physiol Biochem 
Pharmacol 148: 1-80, 2003. 
 
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9 
CORPORALES 
El agua constituye aproximadamente 60 % de la masa corporal en un varón joven sano de complexión 
mediana. Con una masa corporal de 70 kg, esto corresponde a 42 litros de agua. Aproximadamente 2/3 del 
agua se encuentra dentro de las células 
(líquido intracelular = LIC). El tercio 
restante es extracelular (LEC). En esto se 
basa la “regla 60/40/20”: El 60 % de la 
masa corporal corresponde al agua total, 
el 40 % del peso corporal al agua 
intracelular y el 20 % al agua 
extracelular (Fig. 9). 
El LEC, a su vez, comprende 
líquido intersticial y plasma 
(intravascular). Existe asimismo una 
pequeña cantidad de líquidos 
transcelulares como el líquido 
cefalorraquídeo y el humor acuoso, que 
no es necesario incluir en los cálculos. 
En el ejemplo anterior, hay 
aproximadamente 28 litros de LIC y 14 
litros de LEC, de los cuales 3.5 litros 
corresponden al volumen plasmático. 
El volumen sanguíneo o volemia es de 
alrededor de 5.5 litros, de los cuales 2 
litros corresponden a los eritrocitos 
(cuya agua se incluye en la intracelular). 
 La proporción de agua corporal varía inversamente con la del tejido adiposo, ya que éste contiene 
sólo 10 % de agua. Por tanto, es menor de 60 % en una mujer joven normal, y la diferencia se torna mayor 
si es obesa. Por el contrario, en una persona que haya sufrido adelgazamiento importante (por ejemplo a 
causa de desnutrición o un tumor) puede tener una proporción mayor de agua corporal. 
 La composición normal de los líquidos corporales se indica en la 1. Como primera aproximación, 
puede concebirse el LEC como una disolución de NaCl y el LIC como una de potasio, fosfato y 
proteinatos, concepto a recordar cuando se trata de reemplazar líquido perdido. Es asimismo importante 
tener en cuenta que, debido a la facilidad con la que el agua es transferida a través de las membranas, en 
condiciones estacionarias (es decir, fuera de desbalances transitorios) el líquido intra y extracelular tienen la 
misma osmolaridad, de aproximadamente 300 mOsm/L. 
 
RECAMBIO DIARIO DE AGUA, SODIO Y POTASIO 
La incorporación de agua al organismo ocurre normalmente por ingesta (agua de bebida + agua contenida 
en los alimentos) y por producción como parte de las reacciones químicas del metabolismo intermedio 
(agua metabólica). Las pérdidas normales ocurren debido a la producción de orina, las heces, la 
perspiración insensible (evaporación cutánea y mucosa), la exhalación de vapor de agua en el aire espirado 
y, en caso de ambientes cálidos, la sudoración. 
 
Tabla 2: Balance diario típico de agua, sodio y potasio en un adulto sano. 
 Ganancias Pérdidas 
AGUA (mL) Bebida 1200 
Alimentos 500 
Metabólica 300 
Total 2000 
Orina1000 
Heces 100 
Insensible 900 
Total 2000 
SODIO (mEq) Dieta 200 
 
 
Total 200 
Orina 180 
Heces 6 
Insensible 14 
Total 200 
POTASIO (mEq) Dieta 80 
 
Total 80 
Orina 65 
Heces 15 
Total 80 
Fig. 9: Compartimientos líquidos corporales y regla 
60/40/20. Los volúmenes en L y masas en kg 
corresponden a un varón joven de 70 kg de masa. 
Fisicoquímica de los líquidos corporales 
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10 
 
En la Tabla 2 se indica la magnitud respectiva de estas ganancias y pérdidas, que deben cancelarse 
entre sí cuando el sujeto está en equilibrio hídrico 
En circunstancias patológicas a menudo ocurre un desbalance entre la incorporación y las pérdidas; 
lo más común es que las pérdidas excedan a las ganancias, y el resultado es la deshidratación. La 
composición del fluido eliminado en exceso (orina, plasma, sudor, bilis, diarrea, jugo gástrico) determinará 
qué tipo de disolución electrolítica ha de emplearse para reemplazarlo (Tabla 3). Los cambios en el peso 
corporal que ocurren de un día para otro son una guía confiable en cuanto al volumen de líquido que ha de 
administrarse. 
 
Tabla 3: Composición electrolítica de algunas secreciones. 
 Sodio (mEq/L) Potasio (mEq/L) Cloro (mEq/L) Otros (mEq/L) 
Jugo gástrico 20 a 120 15 130 H+ 60 
Bilis 140 5 140 HCO3
- 44 
Jugo pancreático 140 5 70 HCO3
- 70 
Ileostomía 120 20 100 HCO3
- 40 
Diarrea 100 40 100 HCO3
- 40 
 
Sin embargo, existe otra forma de pérdida de líquido extracelular, que ocurre por una 
redistribución de los líquidos corporales y no se manifestará en una disminución de peso. Tal es el caso de 
la pérdida de líquido hacia cavidades como la pleural y peritoneal, o desde el espacio intravascular hacia el 
intersticio cuando ocurre edema generalizado. Esta redistribución se denomina pérdida al tercer espacio y 
la estimación de su volumen debe tenerse en cuenta a la hora de proceder a su reposición. 
 
REGULACIÓN DEL VOLUMEN CELULAR 
Por razones antes expuestas, las células del organismo humano se encuentran en equilibrio osmótico con el 
medio extracelular. Si la tonicidad del medio extracelular varía, también se modificará la osmolaridad del 
medio intracelular. Cuando aumenta la osmolaridad del LEC las células tienden a perder agua, y, a la 
inversa, si disminuye la osmolaridad del LEC las células tienden a incorporar agua (Fig. 10). 
 No obstante, las células del organismo no se comportan pasivamente frente a los cambios de 
tonicidad extracelular. Las células tienden a mantener un volumen constante aunque la osmolaridad 
extracelular cambie. Los eritrocitos constituyen una notable excepción, pues se comportan 
aproximadamente como osmómetros 
cuyo volumen varía inversamente con 
la osmolaridad del medio (Fig. 11). 
Los eritrocitos normales comienzan a 
hemolizarse (umbral de hemólisis) 
cuando la osmolaridad del medio es de 
170 mOsm/L. Los eritrocitos más 
viejos son los primeros en destruirse. 
Aunque los eritrocitos jóvenes son 
ma´s resistentes, la hemólisis es 
completa cuando la osmolaridad 
desciende a 115 mOsm/L. El aumento 
de volumen en el umbral de hemólisis 
es de 45 %, los eritrocitos más jóvenes 
toleran aumentos de volumen de 
hasta 65 %. Cuando el esqueleto de 
membrana del eritrocito (véase 
Reología de la sangre) es anormal, 
como en la esferocitosis familiar, el umbral de hemólisis se desplaza hacia osmolaridades mayores, y la 
hemólisis es completa con tonicidades que no causan hemólisis ni siquiera en los eritrocitos normales más 
viejos. 
Fig. 10: Respuesta pasiva y activa de las células 
nucleadas a los cambios en la tonicidad del medio. 
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11 
Ya que la membrana celular no soporta diferencias de presión hidrostática, el único modo que una 
célula tiene para mantener su volumen es igualar la concentración de partículas osmóticamente activas 
(osmolitos) de su citosol con la del medio que la rodea. Esto se denomina regulación de volumen 
isoosmótica. 
 Cuando la célula es colocada 
en un medio hipotónico, debe reducir 
su contenido de osmolitos para 
equiparar su osmolaridad con la del 
medio. El resultado es una 
disminución regulatoria del 
volumen (DRV). Por el contrario, en 
un medio hipertónico debe ganar 
osmolitos para producir un aumento 
regulatorio de volumen (ARV). 
Ambos fenómenos ocurren con un 
curso temporal bifásico: un cambio 
rápido causado por movimiento de 
iones y un cambio adicional más 
lento causado por cambios en la 
concentración de osmolitos orgánicos. 
 Los cambios de concentración 
citosólica de iones como K
+
, Na
+
 y Cl
-
 se producen rápidamente pero su magnitud es limitada porque las 
modificaciones en la fuerza iónica y en la concentración de iones específicos modifica la función celular. 
Los cambios en la concentración intracelular de K
+
 alteran además el potencial transmembrana. 
 Los osmolitos orgánicos son sustancias simples que normalmente se encuentran en alta 
concentración (decenas a centenas de milimoles/L) en el citosol. Las principales clases de solutos orgánicos 
compatibles son polialcoholes como el mioinositol y el sorbitol, metilaminas como la betaína, y algunos 
aminoácidos como la taurina. Todos comparten la propiedad de que su concentración puede variar mucho 
sin afectar la estructura celular ni las reacciones metabólicas fundamentales. Por esta razón se los llama 
solutos “compatibles” o no intrusivos. 
 Diferentes tipos de célula muestran preferencia por determinados mecanismos iónicos o de 
modificación de los osmolitos 
orgánicos en lugar de otros; la 
regulación de volumen es algo 
diferente, por ejemplo, en neuronas, 
células epiteliales o hepatocitos. La 
descripción que sigue es de carácter 
general y omite analizar las citadas 
diferencias. 
 
Disminución regulatoria de volumen 
La fase rápida de la DRV se produce 
por salida de electrolitos, 
principalmente K
+
 y Cl
-
 , ya sea a 
través de canales para cada ión, o 
mediante un cotransportador 
(simporte). Estos canales y 
transportadores están presentes en la 
membrana (o almacenados en 
vesículas susceptibles de exocitosis) y 
sólo deben ser activados. En esta fase 
también se activa la salida de 
osmolitos orgánicos por mecanismos 
no bien caracterizados. Con mayor 
lentitud, pues requiere cambios en la 
Fig. 11: Hemólisis en eritrocitos normales y en esferocitos 
sumergidos en diferentes concentraciones de NaCl. 
Fig. 12: Regulación del volumen celular. A, disminución 
regulatoria. B, aumento regulatorio. 
Fisicoquímica de los líquidos corporales 
Dr. Fernando D. Saraví 
12 
transcripción génica y síntesis de proteínas, se produce una disminución de la síntesis de osmolitos 
orgánicos y una disminución de los transportadores de membrana capaces de incorporarlos en simporte con 
Na
+
 (Fig. 12 A). 
 
Aumento regulatorio de volumen 
La fase rápida del ARV se produce por ingreso 
de Na
+
, K
+
 y Cl
-
 mediado por a) cotransporte 
Na,K,2 Cl y b) antiportes Na
+
/H
+
 y Cl
-
/HCO3
-
. 
Como en la RVD, estos cambios ocurren en 
segundos porque las moléculas transportadoras 
pertinentes están presentes en la membrana 
(algunas de estas moléculas cumplen otras 
funciones, como regulación del pH intracelular 
y, en los epitelios, transporte transepitelial). A 
lo largo de horas se producen aumentos en la 
expresión génica de proteínas encargadas de la 
síntesis de osmolitos orgánicos y de los 
transportadores que incorporan estos osmolitos 
desde el LEC. Al mismo tiempo, se inhibe la 
síntesis de proteínas que degradanintracelularmente los osmolitos orgánicos 
(Fig. 12 B). 
 Los mecanismos que inician la DRV y 
el ARV no están totalmente claros, pero se cree 
que las integrinas de la membrana son los 
sensores que detectan la modificación del 
volumen (por cambios en la tensión de la 
membrana). Las integrinas son capaces de 
activar tirosina kinasas unidas a receptores (por ejemplo EGFR, el receptor para factor de crecimiento 
epitelial) y tirosina kinasas citosólicas, en especial de la familia SRC. Las kinasas median la fosforilación y 
activación de transportadores de membrana – responsables de los ajustes rápidos – y también activan 
factores de transcripción que actúan sobre el ADN en elementos sensibles a la tonicidad (TonEBP), de 
modo que activan o reprimen los genes involucrados en la respuesta lenta (Fig. 13). 
 
 
 
 
Fig. 13: Síntesis de la regulación del volumen 
celular. 
 
 
Dr. Fernando D. Saraví 
 
Antes de que la función renal pudiera ser 
estudiada con microtécnicas, pudo obtenerse 
importante información mediante la 
determinación de diversas tasas de depuración, 
también llamada aclaramiento o clearance. El 
concepto de clearance deriva de una aplicación 
del principio de Fick, que es esencialmente un 
principio de conservación de la masa (ver GASTO 
CARDÍACO). 
 Aplicado a la fisiología renal, el principio 
de Fick para una sustancia X puede formularse 
así: 
 
[X]a . FPRa = [X]v . FPRv + [X]u . Vu 
 
Donde [X] es la concentración de la sustancia, 
FPR es el caudal plasmático renal, Vu es la 
cantidad de orina producida en la unidad de 
tiempo, y los sufijos a, v y u indican arterial, 
venoso y urinario respectivamente. 
Expresada en palabras, la ecuación dice 
que en la unidad de tiempo (generalmente 
minuto) la cantidad total (masa) de una sustancia 
que llega al riñón es igual a la suma de la 
cantidad de la misma sustancia en la sangre que 
deja el riñón más la cantidad en la orina 
producida (Fig. 1). Esto se cumple para cualquier 
sustancia que no sea degradada en el riñón o 
sintetizada por él. Debe notarse que los tres 
productos de la ecuación tienen unidades de masa 
en la unidad de tiempo (Por ej., mg/min) o 
cantidad de materia en la unidad de tiempo (por 
ej., mmol/día). 
La ecuación anterior resulta de 
difícil aplicación por el número de 
variables que deben medirse, pero 
puede emplearse para evaluar la 
función excretoria del riñón, 
representada por el producto [X]u . 
Vu. Independientemente de cuánto 
vale [X]v . FPRv, la cantidad de X 
excretada debe de ser directamente 
proporcional a [X]a, la concentración 
de la sustancia de interés en el plasma 
arterial. La tasa de depuración o 
clearance de X (ClX) es la constante 
de proporcionalidad. Generalmente se 
supone que la concentración de X en plasma 
arterial es igual que en cualquier vaso periférico, 
y por tanto se simboliza [X]p (de plasmática). 
Entonces, 
 
[X]p . ClX = [X]u . Vu 
 
Y despejando ClX, 
 
 
 
 
 
Por tanto, ClX tiene unidades de 
volumen/tiempo (mL/min) y corresponde al 
volumen de plasma que contiene la cantidad de X 
que aparece en la orina en cada unidad de tiempo. 
Por ej., si la concentración plasmática de una 
sustancia es de 2 mg/mL, la concentración 
urinaria es de 25 mg/mL y se produce 1.6 mL de 
orina/min, su depuración será: 
25 mg/mL . 1.5 mL/min = 20 mL/min 
 2 mg/mL 
 
Según la ecuación, en el ejemplo 20 mL de 
plasma son totalmente librados de la sustancia en 
cada minuto. Como es excepcional que una 
sustancia sea totalmente extraída del plasma en 
un solo paso por el riñón, se trata de un volumen 
virtual. En la mayoría de los casos no se extrae 
100 % de la sustancia a un volumen de plasma, 
sino una proporción menor a un volumen mayor. 
El resultado de la ecuación solamente indica cuál 
es el volumen de plasma que contiene la cantidad 
de sustancia que se excreta en la orina en la 
unidad de tiempo. A pesar de esta limitación, la 
determinación del clearance tiene una serie de 
aplicaciones, como la determinación de la tasa de 
filtración glomerular (TFG), del FPR, de la tasa 
de eliminación de agua (clearance de agua libre), 
de solutos osmóticamente activos (clearance 
PX
VuuX
][
.][ClX =
Fig. 1 
Clearance (depuración) 
renal 
Posgrado-00
Sello
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
2
osmolar) y de la excreción de numerosos 
fármacos. 
 
DETERMINACIÓN DE LA FILTRACIÓN 
GLOMERULAR 
La TFG es la medida más importante de la 
función renal, como lo demuestra el hecho de que 
la clasificación del grado de insuficiencia renal se 
basa principalmente en ella (Tabla 1). Por esta 
razón, la determinación precisa y exacta de la 
TFG es de gran interés. Si una sustancia filtra 
libremente y no se reabsorbe ni se secreta en los 
túbulos, toda la sustancia presente en la orina 
provendrá del plasma ultrafiltrado. Por tanto, su 
aclaramiento corresponderá exactamente a la 
TFG. 
 
Clearance de inulina 
Para emplear una sustancia para medir la TFG, 
además de las condiciones enunciadas debe 
cumplir otros requisitos: no ser tóxica, no alterar 
la TFG ni el FPR, y su concentración debe poder 
determinarse exactamente en plasma y orina. Una 
sustancia que cumple todas estas condiciones es 
el polímero de fructosa llamado inulina. Filtra 
libremente, no se reabsorbe ni se secreta, no es 
tóxica, puede determinarse analíticamente y no 
altera TFG ni FPR con una concentración 
plasmática adecuada para medir su aclaramiento. 
El único inconveniente práctico es que, como se 
trata de una sustancia ajena al organismo, para 
medir la depuración de inulina su concentración 
plasmática debe mantenerse constante mediante 
infusión endovenosa. El clearance de inulina 
Fig. 2 
Tabla 1: Etapas de la enfermedad renal crónica según los lineamientos K/DOQ1 de la 
National Kidney Foundation (USA). 
Etapa Designación Filtración glomerular 
(mL/min/1.73 m2 SC) 
Anormalidades concomitantes 
0 Riesgo aumentado > 90 Diabetes, hipertensión u otro factor de 
riesgo 
1 Daño renal con TFG 
normal o elevada 
> 90 Albuminuria, proteinuria, hematuria 
2 Daño renal con TFG 
disminuida levemente 
60 a 89 Albuminuria, proteinuria, hematuria 
3 Reducción moderada 
de TFG 
30 a 59 Proteinuria, hematuria, anemia, 
acidosis, hipocalcemia, 
hiperfosfatemia 
4 Reducción severa de 
TFG 
15 a 29 Proteinuria, hematuria, anemia, 
acidosis, hipocalcemia, 
hiperfosfatemia 
5 Insuficiencia renal 
terminal 
< 15 ó diálisis Uremia 
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
3
refleja fielmente la filtración glomerular (Fig. 2). 
 
 
Clearance de creatinina endógena 
El clearance de inulina es el método patrón (gold 
standard) para la medición de la TFG. Sin 
embargo, para obviar la infusión endovenosa 
continua, en la práctica clínica se determina el 
clearance de creatinina. La creatinina es un 
metabolito de la creatina muscular. Su 
concentración plasmática es relativamente 
constante, según el balance entre su tasa de 
producción (proporcional a la masa muscular) y 
su tasa de eliminación renal. Más de 90 % de la 
creatinina es eliminada por filtración glomerular 
y por tanto proporciona una aceptable estimación 
de la TFG. Aproximadamente 10 % de la 
creatinina eliminada en la orina procede de 
secreción en el túbulo proximal y esto tendería a 
sobreestimar la TFG. El método 
espectrofotométrico que se empleaba para 
determinar la creatinina plasmática mide también 
otras sustancias (cromógenos) y por tanto 
sobreestima en aprox. 10 % la concentración 
plasmática de creatinina. Como resultado, ambos 
errores tendían a cancelarse y la correspondencia 
entre el clearance de creatinina y el clearance de 
inulina (patrón de referencia) era mejor de lo que 
cabría esperar. No obstante, actualmente se 
emplean métodos enzimáticos más precisos y 
exactos para la determinación de la creatinina. 
 
Concentración de creatinina plasmática 
El clearance de creatinina tiene la desventaja de 
requerir la recolección completa de orinadurante 
24 h, lo cual además de ser engorroso puede 
ocasionar errores importantes. Por esta razón, 
para muchos fines se reemplaza por una 
estimación de la TFG (eTFG) basada en la 
concentración de creatinina sérica. Esto es 
teóricamente posible porque si la tasa de 
producción de creatinina es constante, su nivel 
sérico dependerá inversamente de la TFG (Fig 3). 
Debe subrayarse que, cualesquiera sea la 
ecuación empleada, la relación entre creatinina 
sérica y el clearance de creatinina no es lineal. 
Por esta razón es necesario emplear ecuaciones 
para una estimación adecuada. 
Para transformar un valor de 
concentración de creatinina en eTFG se han 
propuesto varias ecuaciones. En pediatría se 
emplea la ecuación de Schwartz: 
 
eTFG [mL/min/1.73 m2] = k .talla [cm] 
 Cr [mg/dL] 
 
Si la creatinina sérica (Cr) se determina mediante 
métodos modernos, la constante k vale 0.45 para 
lactantes, 0.55 para niños de 2 a 12 años y 
mujeres adolescentes, y 0.70 para varones 
adolescentes. 
 La ecuación más empleada en adultos es 
la MDRD (del estudio Modification of Diet in 
Renal Disease). Una versión simplificada y 
actualizada de esta ecuación, donde Cr está en 
mg/dL y la edad en años, es: 
 
eTFG (mL/min) = 175 . Cr - 1.154 . edad - 0.203 
 
Esta fórmula es aplicable a varones blancos. El 
resultado se multiplica por 0.742 si se trata de 
una mujer o por 1.212 si el sujeto es negro de 
origen africano. El coeficiente 175 y los 
exponentes varían si Cr se expresa en μmol/L. 
La masa molecular de la creatinina es aprox. 113 
Da, de modo que 1 mg/dL = 88.5 μmol/L. 
 Otra ecuación frecuentemente empleada, 
menos precisa pero con la ventaja de no requerir 
exponentes negativos ni decimales, es la de 
Cockroft-Gault, donde la edad se expresa en 
años, la masa corporal (MC) en kg y Cr en 
mg/dL: 
Fig. 3 
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
4
 
eTFG (mL/min) = ([140 – edad]. MC)/(72.Cr) 
 
El resultado se multiplica por 0.85 para la 
mujer. Esta ecuación no se normaliza por 
superficie corporal. Incluso si se normaliza, los 
resultados muestran mayor dispersión que con la 
ecuación MDRD (Fig. 4). 
La eTFG según la creatininemia se 
emplea actualmente para detectar enfermedad 
renal crónica en poblaciones (valor de corte 60 
mL/min/1.73 m2), para clasificar grado de 
deterioro de la función renal (Tabla 1) y para 
seguir la evolución de pacientes con insuficiencia 
renal. La correspondencia de eTFG con métodos 
de referencia es muy buena cuando la TFG es 
menor de 60 mL/min/1.73 m2, pero tiende a 
subestimar TFG reales más altas. Además, Cr 
tiene bastante variabilidad entre individuos e 
incluso en el mismo individuo a lo largo del 
tiempo. La producción de creatinina varía 
principalmente con la masa muscular, por lo cual 
decrece cuando ésta es menor (mujeres, ancianos, 
desnutridos). También disminuye con una dieta 
vegetariana y es diferente según la raza 
(comparada con blancos, es mayor en negros y 
menor en asiáticos). Las correcciones por 
superficie corporal pueden subestimar la función 
renal en sujetos obesos. 
 
Concentración de cistatina C plasmática 
La cistatina C es una proteína básica de 13 kDa 
que es producida con una tasa esencialmente 
constante por todas las células nucleadas del 
organismo. La cistatina C filtra libremente y es 
totalmente degradada en el túbulo proximal, por 
lo que no puede medirse su depuración. De todos 
modos, su concentración plasmática es 
inversamente proporcional a la TFG, por lo 
cual se han desarrollado varias ecuaciones para 
calcular eTFG a partir de la concentración de 
cistatina C sérica. Una ecuación propuesta es: 
 
(Cys)eTFG = (100 /Cistatina C) – 14 
 
donde la concentración de cistatina sérica se 
expresa en mg/L y la TFG en mL/min/1.73 m2. 
Aunque la cistatina C puede aumentar 
levemente con el hipertiroidismo y con altas dosis 
de glucocorticoides, en general su concentración 
sérica es más estable que la de creatinina, sin 
influencia significativa de la edad, el sexo, la 
dieta, el estado nutricional ni enfermedades 
inflamatorias o malignas. La concentración 
sérica de cistatina es especialmente útil en 
circunstancias donde la creatinina sérica no es 
confiable, como en el intervalo de TFG previsto 
de 60 a 90 mL/min/1.73 m2, en pacientes obesos 
o en insuficiencia renal aguda. Algunos estudios 
indican que la concentración de cistatina es un 
mejor estimador de la TFG que Cr, y es posible 
que, una vez que se valide la metodología, la 
cistatina C reemplace a la Cr como estimador de 
elección para eTFG. 
 
DETERMINACIÓN DEL CAUDAL PLASMÁTICO 
RENAL 
Para medir el caudal plasmático renal por medio 
de una tasa de depuración, se requiere idealmente 
una sustancia que se elimine completamente de 
cada volumen de plasma que circula por el riñón 
y que no sea degradada por éste, de modo que 
toda la sustancia aparezca en la orina. Una 
sustancia que cumple con buena aproximación 
estos requisitos es el ácido para-aminohipúrico 
(PAH). El PAH filtra libremente y el PAH 
contenido en el plasma que no se filtró es 
secretado en el túbulo proximal, por un 
Fig. 4 
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
5
mecanismo saturable. Cuando la concentración 
plasmática de PAH es inferior a 8 mg/dL, 
esencialmente todo el PAH que llega a los 
túbulos es eliminado. Por el contrario, a 
concentraciones mayores, parte del PAH 
permanece en la sangre. Por tanto, el clearance 
de PAH se aproxima al de inulina (sin 
alcanzarlo) a medida que aumenta la 
concentración plasmática. Esta situación es 
opuesta a la observada con sustancias que se 
reabsorben totalmente en condiciones normales, 
como la glucosa. Para esta última el clearance 
es normalmente cero, pero cuando se supera el 
umbral renal su clearance se aproxima (sin 
alcanzarlo) al de la inulina (Fig. 5). 
Cuando la concentración plasmática de 
PAH es baja, su tasa de depuración corresponde 
con buena aproximación al caudal plasmático 
renal. Si se aplica el principio de Fick visto 
antes al PAH, 
 
[PAH]a .FPRa = 
[PAH]v.FPRv+[PAH]u.Vu 
 
 
Si el PAH es completamente extraído por el riñón 
en cada paso, [PAH]v = 0 y 
 
[PAH]a . FPRa = [PAH]u . Vu 
 
Como el PAH no es extraído por otros órganos, 
puede determinarse su concentración plasmática 
[PAH]p en una vena periférica, de modo que 
 
FPR = [PAH]u . Vu 
 [PAH]p 
 
En el hombre, el clearance de PAH corresponde 
a aprox. 90 % del FPR. El PAH no es 
completamente extraído porque 10 % del caudal 
sanguíneo no irriga los túbulos proximales. Esto 
incluye sangre que irriga la cápsula renal y 
también sangre que irriga los vasos rectos 
(médula renal). De todos modos, el clearance de 
PAH mediría el llamado flujo plasmático 
efectivo. 
 Una vez determinado el FPR, puede 
calcularse el caudal sanguíneo mediante una 
corrección por el hematocrito. Por ej., si el 
hematocrito es 45 %, el FPR es 55 % del caudal 
sanguíneo renal (CSR): 
 
CSR = FPR/(100 – hematocrito) 
 
 
ELIMINACIÓN RENAL DE OSMOLITOS 
La cantidad de osmolitos o solutos 
osmóticamente activos que se elimina 
diariamente en la orina es relativamente constante 
(600 a 900 miliosmoles), pero esos solutos 
pueden estar contenidos en un volumen muy 
variable. Por esta razón la osmolaridad de la orina 
humana oscila entre 50 y 1200 mOsm/L, según la 
necesidad del organismo de eliminar un exceso 
de agua o, por el contrario, retener agua. 
 
Clearance osmolar 
Es posible calcular una depuración plasmática de 
osmolitos (ClOSM) como: 
 
ClOSM = UOSM . Vu 
 POSM 
 
Donde UOSM y POSM corresponden a la 
osmolaridad urinaria y plasmática, 
respectivamente. El ClOSM indica cuántos 
mililitros de plasma son librados de solutos 
osmóticamente activos por minuto. Por ej., si la 
osmolaridad del plasma es de 300 mOsm/L, la de 
la orina de 600 mOsm/L y Vude 1.2 mL/min, 
ClOSM = 2.4 mL/min (en un día Vu es 1728 mL y 
ClOSM = 3456 mL). 
 
Clearance de agua libre 
De manera análoga puede estimarse cuanta agua 
es extraída del plasma en la unidad de tiempo, 
como ClH2O que es el clearance de agua libre de 
solutos. El Vu puede imaginarse como compuesto 
por dos volúmenes: uno que contiene los solutos 
Fig. 5 
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
6
con igual concentración osmolar que el plasma 
(ClOSM) y otro que contiene agua pura, el ClH2O: 
 
Vu = ClOSM + ClH2O 
 
ClH2O = Vu – ClOSM 
 
O reemplazando a partir de la ecuación de ClOSM, 
 
ClH2O = Vu (1 – UOSM/ POSM) 
 
En caso que la orina sea isoosmótica con el 
plasma, UOSM/ POSM = 1 y ClH2O = 0. Si la 
orina es hipoosmótica, ClH2O es positivo, lo que 
significa que se está 
eliminando un exceso de 
agua con respecto a la 
necesaria para mantener la 
orina isoosmótica con el plasma. Por ej., si Vu es 
de 5 L/día, UOSM = 100 mOsm/L y POSM = 
300 mOsm/L, ClH2O = 5 (1 – 0.33) = 3.35 L/día. 
 Cuando la orina posee mayor 
osmolaridad que el plasma, ClH2O es negativo. En 
este caso el ClH2O se llama a veces, con signo 
positivo, TcH2O o conservación tubular de agua, 
porque el significado físico del valor negativo es 
que el riñón está reteniendo parte del agua que 
sería necesaria para producir una orina 
isoosmótica. La expresión correspondiente es: 
 
TcH2O = Vu ([UOSM/ POSM] – 1) 
 
Por ej., si Vu es 1000 mL/día, UOSM = 900 
mOsm/L y POSM = 300 mOsm/L, entonces ClH2O 
= – 2000 mL/día y TcH2O = 2000 mL/día. 
Sin embargo, no se requieren en realidad dos 
ecuaciones diferentes para emplear el mismo 
concepto, y su uso causa innecesaria confusión. 
Basta recordar que un valor positivo de ClH2O 
corresponde a una orina hipoosmótica y un valor 
negativo a una orina hiperosmótica. 
 
Clearance de agua libre de electrolitos 
Los conceptos de clearance osmolar y de agua 
libre fueron desarrollados para facilitar la 
predicción de los cambios en la concentración 
plasmática de Na+ (natremia). No obstante, la 
mayor o menor eliminación urinaria de osmolitos 
orgánicos como urea o glucosa no tienen efecto 
directo sobre la natremia. Lo que cuenta es la 
proporción de agua y electrolitos (primariamente 
Na+ y K+) que se eliminan en la orina. Los 
osmolitos orgánicos contribuyen a la osmolaridad 
de la orina pero son irrelevantes en cuanto a la 
natremia. Por esa razón se desarrollaron varias 
ecuaciones para estimar el clearance de agua 
libre de electrolitos (ClH2OLE). La ecuación más 
adecuada es la derivada por Nguyen y Kurtz: 
 
 
ClH2OLE = Vu (1 – 1.03 ([Na+] + [K+])u ) 
 [Na+]p + 23.8 mmol/L 
 
Esta ecuación es válida cuando la glucemia es 
normal. Si existe hiperglucemia, la natremia 
disminuye porque la glucosa extracelular extrae 
osmóticamente agua del líquido intracelular. Por 
cada 100 mg de aumento de la glucemia por 
encima de 120 mg/dL, la natremia disminuye 1.6 
mmol/L. En este caso, el ClH2OOLE es igual a: 
 
Como en el clearance de agua libre clásico, un 
valor positivo indica pérdida neta de agua, 
mientras que un valor negativo corresponde a 
retención neta de agua en proporción a la 
cantidad de electrolitos excretados. Se denomina 
isonátrica a la orina cuya concentración de Na+ y 
K+ es tal que no produce modificación de la 
natremia. Por definición, cuando la orina es 
isonátrica, ClH2OLE = 0. Con glucemia normal, la 
orina es isonátrica cuando ([Na+] + [K+])u = 0.97 
[Na+]p + 23.1 mmol/L (Fig. 6). 
 El siguiente ejemplo ilustra la diferencia 
entre ClH2O y ClH2OLE. Un paciente diabético tiene 
[Na+]p = 120 mmol/L, la suma de [Na+] y [K+] 
urinario es de 100 mmol/L, la glucemia es de 720 
mg/dL, la glucosa en orina es de 270 mg/dL, la 
osmolaridad plasmática es de 315 mOsm/L y la 
urinaria de 600 mOsm/L. La diuresis es 2 L/día. 
El cálculo basado en el clearance osmolar da 
110 120 130 140 150 160 170
130
140
150
160
170
180
190
Natremia (mmol/L)
([
N
a+
] +
 [K
+ ]
)u
 is
on
át
ri
co
 (m
m
ol
/L
)
)
)/120(016.0/8.23][
])[]([03.11.(2 dLmgglucLmmolpNa
uKNaVuCl OOLEH −++
+
−= +
++
Fig. 6 
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
7
 
 
ClH2O = 2 L (1 – 600/315) = – 1.8 L/día 
 
En otras palabras, esto significaría hay una 
retención renal neta de agua, y por lo tanto la 
natremia debería disminuir. Sin embargo, el 
clearance de agua libre de electrolitos nos 
informa correctamente todo lo contrario: 
 
ClH2OLE = 2 L (1 – 1.03 . 100 ) 
 120 + 23.8 + 0.016 (720 – 120) 
 
ClH2OLE = 0.657 L/día 
 
Lo que significa que en realidad el paciente está 
perdiendo 657 mL/día de agua libre de 
electrolitos. 
 
ELIMINACIÓN RENAL DE FÁRMACOS 
En medicina es importante determinar la tasa de 
eliminación de los fármacos. La depuración total 
de un fármaco es la suma de las tasas de 
depuración por diferentes vías, como la 
metabolización y la eliminación por bilis, orina o 
sudor. Para la mayoría de los fármacos la 
eliminación renal es la forma predominante de 
depuración. 
El concepto de depuración resulta 
particularmente útil porque normalmente los 
procesos de los cuales depende la eliminación no 
se hallan saturados, lo que significa que la tasa de 
depuración de un fármaco en un organismo dado 
es independiente de la concentración (Fig. 7). 
Por ej., si la concentración plasmática de un 
fármaco es de 2 mg/dL y se eliminan 3 mg/min, 
la depuración es de 150 mL/min. Si la 
concentración del fármaco fuese de 4 mg/dL, en 
lugar de 3 mg/min se eliminarían 6 mg/min, y la 
tasa de depuración continuaría siendo de 150 
mL/min. 
 Lo anterior equivale a decir que la 
depuración sigue una cinética de primer orden, 
que se caracteriza porque la cantidad eliminada 
en cada intervalo es una fracción constante (por 
ejemplo, 15 %) del total del fármaco presente. 
Cuanto mayor es la concentración, mayor es la 
eliminación, y la tasa de depuración permanece 
constante. Cuando existe saturación de los 
sistemas de eliminación, la cinética es de orden 
cero, lo que significa que la cantidad eliminada 
en cada intervalo es constante e independiente de 
la concentración; en tal caso, la tasa de 
depuración es variable. 
 
Para una cinética de primer orden la 
depuración Cl corresponde al cociente entre la 
cantidad del fármaco eliminada en la unidad de 
tiempo, Qt, y su concentración en los líquidos 
biológicos, C: 
 
Cl = Qt/C 
 
 Por ejemplo, si se eliminan 60 mg/min 
cuando la concentración plasmática de un 
fármaco es de 0.2 mg/mL, la depuración es de (60 
mg/min)/(0.2 mg/mL) = 300 mL/min. 
 La depuración guarda una estrecha 
relación con la dosificación de un fármaco. 
Generalmente se desea mantener una 
concentración plasmática adecuada para el 
tratamiento. Ésta puede ser estable cuando se 
emplea infusión endovenosa continua. Aunque 
con dosis discretas la concentración plasmática 
oscila entre un máximo y un mínimo, siempre 
puede determinarse una concentración media en 
estado de equilibrio dinámico (Ced). Dicha Ced 
corresponde a la concentración en la cual la tasa 
media de incorporación (dosis/tiempo, Dt) es 
igual a la tasa de depuración Cl. Esto puede 
expresarse como una ecuación: 
 
Ced = Dt / Cl 
0 1 2 3 4 5 6
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
Concentración plasmática (mg/dL)
C
an
tid
ad
 e
lim
in
ad
a 
(m
g/
m
in
)
0 1 2 3 4 5
0
30
60
90
120
150
180
Concentración plasmática (mg/dL)
C
le
ar
an
ce
 (m
L/
m
in
)
Fig. 7 
Clearance (depuración) renal 
Dr. Fernando D. Saraví 
8
 
 
Si se conoce la concentración plasmática 
útil y la tasa de depuración, la dosificación 
apropiada puede calcularse como: 
 
Dt = Cl. Ced 
 
Por ej., para un fármaco dado se requiere 
una Ced de 2 mg/L de plasma, y la depuración CL 
es de 240 mL/min. La dosificación Dt será de 
0.24 L/min . 2 mg/L = 0.48 mg/min. 
Esto puede lograrse con una infusión 
endovenosa con tasa constante de 0.48 mg/min, o 
por dosis discretas parenterales