Fisiología de los Líquidos Corporales

Los líquidos corporales son esenciales para el funcionamiento del organismo. Su composición, distribución y mecanismos de transporte son fundamentales para mantener la homeostasis.

Componentes Principales

Agua

El agua es el solvente universal, agente termoestabilizador y constituye aproximadamente el 60% del peso corporal.

• Factores que modifican el agua corporal: sexo, embarazo, contenido graso, edad.
• Agua corporal total: solución hidroeléctrica.

Solutos

Los solutos se dividen en:

• Orgánicos: proteínas, lípidos, hidratos de carbono.
• Inorgánicos: electrolitos.

Fuentes de Entrada y Salida de Agua

Entrada:

• Exógena: bebidas y alimentos.
• Endógena: metabolismo celular.

Salida:

• Pulmón y piel.
• Orina y heces.

Funciones del Agua Corporal

El agua corporal desempeña funciones vitales como:

• Termorregulación.
• Transporte de sustancias.
• Secreciones glandulares.
• Mantenimiento de la presión arterial.
• Digestión y absorción.

Distribución de los Líquidos Corporales

El agua corporal se distribuye en:

• Líquido extracelular (LEC): 25% del volumen total.
  • Volumen plasmático: 17%.
  • Líquido intersticial.
• Líquido intracelular: 40%.
• Líquido transcelular: 3%.
• Linfa: 3%.

Líquido extracelular: 5% plasma de masa corporal, intersticial 15% M.C. Líquido intercelular 40% transcelular 3% linfa 3%

Líquido intercelular: representa el 40% del peso corporal.

Principales cationes: K+ y Mg++.

Aniones: Na+ principal (fosfatos), So4 y HCO3 en bajas concentraciones.

Líquido Extracelular

• Volumen: 4.5% hematocrito (relación entre células y sangre, valor promedio 45%).
• Compartiendo líquido intersticial: 17%.
• Compartiendo líquido linfático y espacios transcelulares.

Comportamiento Linfático

• Vaso y ganglio linfático.
• Linfa: drenaje del sistema venoso (absorbe 10% del líquido intersticial).
• Función inmunitaria (defensa).

Espacios Transcelulares

• Localizados dentro de un sistema u órgano separado por el LEC.
• Ejemplos: LCR, sistema gastrointestinal, humores del ojo, líquido amniótico, pleura, pericardio.

Función del Agua Corporal Total (ACT)

Electrolitos

Los electrolitos producen reacciones químicas, mantienen la osmolaridad y controlan los mecanismos celulares.

• Potasio: hiperkalemia e hipokalemia producen cardiotoxicidad.

Proteínas del Plasma

• Albúminas: sintetizadas en el hígado, producen presión coloidoscópica u oncótica del plasma (28 mmHg), atraen líquido desde el espacio intersticial.
• Globulinas: sintetizadas en el hígado, función de defensa.
• Fibrinógeno: sintetizado en el hígado, fundamental para la coagulación de la sangre.

Osmosis y Osmolaridad

Osmosis: difusión de agua a través de una membrana desde una zona de baja concentración a una de alta concentración.

Osmolaridad y Osmolalidad: número total de partículas medidas en osmoles.

• Osmol x Kg = Osmolaridad.
• Osmol x Lt = Osmolalidad.

Líquidos:

• Isotónico: célula sin cambios.
• Hipotónico: célula hinchada (edema).
• Hipertónico: célula se encoge (deshidratación).

Mecanismos de Transporte

Microcirculación: calibre menor a 100 µm.

Transporte: vaso capilar → espacio intersticial → espacio intracelular → espacio intersticial → capilar venoso.

Pasa por dos membranas: endotelio y membrana celular.

Equilibrios

Se busca el equilibrio en ambos lados de la membrana: químico, eléctrico, electroquímico e hidrostático.

Gradiente: diferencia entre ambos lados de la membrana.

Presión hidrostática: empuja el líquido a través de los poros hacia el espacio intersticial.

Presión coloidosmótica: ejercida por las proteínas plasmáticas (80% albúminas, 20% fibrinógeno).

Fuerzas de Starling

Cuatro fuerzas principales:

1. Presión capilar: favorece la salida de líquido a través de la membrana capilar.
2. Presión del líquido intersticial: fuerza la entrada de líquido (positiva) o salida (negativa).
3. Presión coloidosmótica del plasma: provoca osmosis hacia el interior del plasma.
4. Presión coloidosmótica del líquido intersticial: provoca osmosis hacia el exterior.

Capilar Arterial: fuerza que favorece la salida (presión hidrostática 25 mmHg, intersticial 6.5 mmHg, oncótica 5 mmHg).

Capilar Venoso: se opone a la fuerza de salida (presión oncótica del plasma 28 mmHg).

Procesos de Intercambio Capilar

• Difusión: intercambio de moléculas liposolubles (O2 y CO2) a través de los poros del endotelio.
• Filtración: paso de moléculas de un solvente a través de una membrana semipermeable en contra de un gradiente osmótico.
• Solutos: retenidos por la membrana impermeable (iones indifusibles).

Equilibrio de Starling

Todo el líquido filtrado en el extremo arterial es igual al que se absorbe en el extremo venoso.

Si se rompe el equilibrio de Starling se produce:

• Edema: acumulación de líquido en el espacio intersticial.
• Derrame: acumulación anormal de líquido en un espacio potencial.

Transporte Activo y Pasivo

Transporte Activo:

• Contra el gradiente.
• Consume ATP.
• Necesita transportadores.

Transporte Pasivo:

• A favor del gradiente.
• No consume ATP.
• Necesita o no transportadores.

Difusión Simple

• Sustancias liposolubles difunden a través de la membrana.
• Sustancias hidrosolubles a través del poro del capilar.
• El tamaño puede afectar la difusión.
• La intensidad varía según la concentración del soluto.

Difusión Facilitada

• Transporte pasivo a favor del gradiente.
• Utiliza una molécula transportadora.
• A veces necesita un facilitador.

Trastornos del Volumen y Composición

Trastornos del Volumen

• Desequilibrio hidroelectrolítico.
• Balance negativo.
• Balance positivo.

Trastornos de la Composición

• Disminución (hipo) o aumento (hiper).

Trastornos de la Distribución

• Derrame.
• Edema.

Causas del Edema

• Infección por parásitos (filaria).
• Aumento de la presión capilar arterial.
• Retención excesiva de agua y sal por los riñones.
• Aumento de la presión capilar venosa.
• Insuficiencia cardíaca.
• Cirrosis hepática.
• Pericarditis constrictiva.
• Derrame pleural.
• Disminución de proteínas plasmáticas.

Potencial de Membrana en Reposo

Células nerviosas y musculares capaces de generar impulsos eléctricos y transmitir señales.

PMRep: -90 mV (cuando no transmite señales).

El PM es producido por la difusión de iones que proporcionan cargas eléctricas.

Gradiente electroquímico.

Bomba de Sodio y Potasio

3 iones de sodio (Na+) salen y 2 iones de potasio (K+) ingresan, generando grandes gradientes con gasto de energía (ATP).

• Potencial de membrana: -86 mV.
• Contribución de la bomba: -4 mV.
• Total: -90 mV.

Fase de Despolarización

La membrana se hace permeable a los iones de sodio, permitiendo el ingreso de cargas positivas.

El potencial polarizado normal de -90 mV se neutraliza por la entrada de sodio positivo (desnaturalización).

Fase de Repolarización

Los canales de sodio se cierran y los de potasio se abren, restableciendo el potencial de membrana.

Potencial de Acción

1. Fase de Reposo: -90 mV. Canales de sodio cerrados y canales de potasio impiden la salida.
2. Fase de Despolarización: membrana permeable al sodio, requiere superar los -65 mV.

• Activación del canal de sodio: el potencial de membrana aumenta de -90 mV a -70 mV (estado activado), aumentando la permeabilidad al sodio de 500 a 5000 veces.
• El voltaje se eleva de -65 mV a +35 mV, aumentando la permeabilidad al sodio para repolarizar la célula.

Fase de Repolarización: +35 mV (periodo refractario).

• Comienza la liberación de iones positivos como el potasio.
• Una vez alcanzado el PA (+35 mV), se cierra la compuerta de inactivación para impedir la entrada de sodio.

La bomba de sodio y potasio (BSP) se encarga de restablecer las concentraciones iónicas iniciales de sodio y potasio.

Músculo Esquelético

Aproximadamente el 40% del cuerpo es músculo esquelético, 10% músculo liso y cardíaco.

Función principal: producir movimiento y generar fuerza.

Músculo: conjunto de fibras unidas por tejido conectivo.

Músculo esquelético: bajo control del sistema nervioso somático.

Fibras entre 20 y 80 µm.

Fibras Musculares

Compuestas por miofibrillas rodeadas por el sarcolema y la lámina basal a nivel de la línea Z y nivel M.

Sarcolema

Membrana celular de la fibra muscular, formada por una membrana plasmática cubierta por polisacáridos y colágeno.

Miofibrillas

Filamentos de actina y miosina.

Aproximadamente 1500 filamentos de miosina y 3000 de actina, responsables de la contracción muscular.

• Bandas claras (Banda I): contienen solo actina.
• Bandas oscuras (Banda A): contienen miosina.

Disco Z: formado por proteínas, atraviesa las miofibrillas uniéndolas entre sí.

Sarcómero: unidad entre dos discos Z, unidad contráctil.

Sarcoplasma: líquido extracelular entre los espacios de las miofibrillas, contiene grandes cantidades de potasio, Mg y fosfato, mitocondrias que proporcionan energía (ATP).

Retículo Sarcoplasmático

Importante para regular la contracción.

Rodea las miofibrillas de las fibras musculares.

Controla la contracción muscular.

Explicación de la Contracción Muscular

Reposo inactivo → fuerzas generadas desde miosina y actina → potencial de acción viaja por la fibra, estimula el retículo sarcoplasmático liberando calcio que rodea la miofibrilla → los iones actúan sobre las fuerzas de acción entre los filamentos de actina y miosina → es necesaria energía ATP → ADP para generar la contracción.

Sarcómero

Proteínas contráctiles entrelazadas de filamentos de actina y miosina.

• Actina: dos propiedades, se enrolla con miosina y tiene actividad ATPasa de miosina.
• Tropomiosina: peso 70.000 daltons, enrollada alrededor de la actina.
• Troponina T: une el complejo troponínico a la tropomiosina.
• Troponina I: inhibe la interacción actina-miosina. I-TM: proteína relajante.
• Troponina C: une Ca+, experimenta un cambio que ordena la relajación.

Interacción de filamentos de miosina, dos filamentos de actina y los iones de calcio para producir la contracción.

Inhibición de la actina por el complejo troponina-tropomiosina, activación de iones de calcio. No se pueden unir las cabezas de miosina para la contracción. Se debe liberar calcio en grandes cantidades sobre los complejos troponina-tropomiosina.

Energía utilizada para la síntesis del transmisor excitador: acetilcolina.

Acetilcolinesterasa: destruye la acetilcolina después de liberar las vesículas sinápticas.