Agua, líquidos y electrolitos

Agua, líquidos y electrolitos

1. Introducción

Dos moléculas se combinan en una sencilla disposición espacial que da lugar a uno de los elementos naturales más complejos en cuanto a sus interacciones químicas: El agua. Este líquido interviene en la mayoría de los procesos físicos, biológicos, y bioquímicos del organismo que la elevan a una de las sustancias más importantes en el desarrollo de los seres vivos. Es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de de la mayor parte de las formas vivas es agua.

El agua es una molécula formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno. La unión de esos elementos, por su diferente electronegatividad proporciona unas características poco frecuentes; a saber:

• La molécula de agua forma un ángulo de 104,5º.

• La molécula de agua es neutra.

• La molécula de agua, aun siendo neutra, forma un dipolo, aparece una zona con una diferencia de carga positiva en la región de los hidrógenos y una zona con diferencia de carga negativa en la región del Oxígeno.

• El dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrógeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.

Colocar imagen del agua en constante cambio (video)

La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra, y representa la cantidad de este.

2. Distribución del Agua por Compartimientos

En el individuo adulto, el agua corporal total (ACT) se estima en un 60 % del peso corporal magro.

Diagrama de los líquidos corporales, mostrando el volumen de líquido extracelular, volumen de líquido intracelular, volumen sanguíneo y volumen total de líquidos del organismo.

Volumen extracelular ( 15 litros ) AEC 18 L.

Volumen plasmático ( 3 litros ) VOLUMEN SANGUINEO 5 L.

Volumen de hematíes ( 2 litros ) AIC 27 L.

Volumen intracelular ( 25 litros )

El Agua Corporal Total (ACT) se distribuye en 2 compartimentos principales:

1. El Agua Intracelular (AIC) que corresponde a dos tercios del ACT, unos 25 litros aproximadamente.

2. El Agua Extracelular (AEC) que representa el tercio restante y que se distribuye entre los compartimentos intersticial, plasmático y transcelular, constituyendo los 15 litros de agua restante.

El líquido transcelular (2,5 % del ACT) incluye los líquidos formados por glándulas (glándulas salivares, páncreas), líquido cefalorraquídeo, árbol traqueo bronquial, tracto gastrointestinal, sistema genitourinario y ojos (humor acuoso). Además, hemos de asumir que 1/4 del AEC se encuentra en el espacio vascular, mientras que los 3/4 restantes ocupan el espacio intersticial.

Concentración normal de electrolitos

PLASMA LíQUIDO

INTERSTICIAL

(mg/dL) (mEq/L) (mEq/L)

CATIONES

SODIO 326.0 142.0 144.0

POTASIO 16.0 4.0 4.0

CALCIO 10.0 2.5 2.5

MAGNESIO 2.5 1.5 1.5

CATIONES TOTALES 354.5 150.0 152.0

ANIONES

CLORO 362.0 103.0 114.0

BICARBONATO 60.0 25.0 30.0

FOSFATO 3.5 2.0 2.0

SULFATO 1.5 1.0 1.0

ACIDOS ORGÁNICOS 15.0 5.0 5.0

PROTEÍNAS 7,000.0 14.0 0.0

ANIONES TOTALES 7,442.0 150.0 152.0

3. Uso de marcadores para medir el volumen

M = V x C

Volumen = Masa administrada – Masa eliminada

Concentración

Mediante una sustancia cuyo volumen de distribución sea conocido, se puede determinar:

Vol. Plasmático (azul de Evans, Alb I131, Cr51, Fe59)

Vol. del líquido extracelular (inulina, manitol)

Vol. del agua corporal total (antipiridina)

Líquido Intersticial = Vol. Extracelular – Vol. Plasmático

Líquido Intracelular = Agua corporal total – Vol. extracelular

4. Propiedades Coligativas del Agua

La presencia de moléculas de soluto un solvente altera las propiedades de éste (el punto de fusión y ebullición, su densidad aumenta, su comportamiento químico y color). Algunas de estas propiedades de las soluciones no dependen de la naturaleza del soluto, sino únicamente de la concentración de la solución y reciben el nombre de propiedades coligativas. Las variaciones observadas en los puntos de ebullición y de congelación de una solución son directamente proporcionales al cociente entre el número de moléculas del soluto y el número de moléculas del solvente (concentración molal).

El agua tiene propiedades especiales, derivadas de su singular estructura. Estas propiedades son:

 Elevado calor específico: para aumentar la temperatura del agua un grado centígrado es necesario comunicarle mucha energía para poder romper los puentes de Hidrógeno que se generan entre las moléculas.

 Elevado valor de vaporización: el agua absorbe mucha energía cuando pasa de estado líquido a gaseoso.

 Elevada tensión superficial: las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes de Hidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire. Como las moléculas de agua están tan juntas el agua es incompresible.

 Capilaridad: el agua tiene capacidad de ascender por las paredes de un capilar debido a la elevada cohesión o adhesión molecular.

 Alta constante dieléctrica: la mayor parte de las moléculas de agua forman un dipolo, con un diferencial de carga negativo y un diferencial de carga positivo.

 Bajo grado de ionización: la mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H+) y negativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura es igual a 7.

 La densidad del agua pura: en estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de Hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.

Distribución del agua en el organismo

La gran masa de agua constituyente del organismo puede considerarse repartida en diferentes “compartimientos”. Por lo que se distingue un compartimiento intracelular y otro extracelular. A su vez el compartimiento extracelular puede ser subdividido en intersticial e intravascular.

El líquido intracelular está delimitado por las membranas celulares, cuya permeabilidad selectiva permite que la composición química del líquido encerrado en las células difiera sustancialmente del extracelular.

El líquido extracelular constituye lo que se denominó como medio interno. Todas las células se encuentran inmersas en este líquido, del cual reciben los nutrientes necesarios para sus procesos anabólicos (de síntesis) y al cual vierten sus desechos catabólicos.

El compartimiento extracelular comprende el líquido intravascular y el intersticial. El líquido intravascular o plasma sanguíneo se encuentra en el sistema canicular de los vasos sanguíneos. El líquido intersticial toma contacto directo con los cuerpos celulares, a los cuales puede considerárselo bañados por él. A través de la pared de los capilares se realiza el intercambio entre los líquidos intravascular e intersticial

A los compartimientos mencionados se debe agregar otro, el transcelular, que comprende el líquido contenido en la luz de los tractos gastrointestinal, tracto urinario, y respiratorio; el líquido cefalorraquídeo y el humor acuosos del globo ocular.

5. Ósmosis

Es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración, separadas por una membrana semipermeable.

Es una forma especial de difusión, en la que el solvente agua se mueve a través de una membrana de permeabilidad selectiva, de una zona de potencial hídrico alto a una zona de potencial hídrico bajo. La ósmosis es un proceso pasivo, por lo tanto no utiliza energía metabólica.

La difusión continuará hasta que las dos soluciones tengan la misma concentración (isotónicas o isoosmóticas).

6. Osmolaridad

Es el número total de partículas disueltas en una solución. La concentración osmolar de una solución que contiene una mezcla de electrolitos y moléculas neutras es igual a la suma de las concentraciones osmolares individuales de todos sus componentes. Una formula sencilla y de utilidad clínica es:

Osmolaridad = 2 ( Na+ mmol/l) + Glucosa mmol/l + NUS mmol/l o también

Osmolaridad = 2(Na+ meq /l) +Glucosa mg/dl /18 + NUS mgl/dl /2.8

Donde el factor 2 se debe a que se consideran los iones asociados al Na+ ( Cl- y HCO3-) ; 1 mosmol de glucosa equivale a 180 mg / l = 18 mg/dl, 1 mosmol de nitrógeno ureico (NUS) equivale a 28 mg/l = 2.8 mg /dl, corresponde a la masa molecular de dos átomos de nitrógeno en la urea.

Los electrolitos Na+, Cl- y HCO3- contribuyen en más del 92 % a la osmolaridad del suero, el otro 8% corresponde a la glucosa, proteínas y la urea.

6.1 Mol

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