BIOFSICA Principios Fisicoqumicos del Transporte de Solutos Lquidos

BIOFÍSICA Principios Fisicoquímicos del Transporte de Solutos

Líquidos Corporales • Medio Interno: – “mar interior que baña las células” (Claude Bernard, XIX). – Conjunto de compartimientos líquidos membranas: LEC = Agua Corporal Total. separados por • Homeostasis: – Homeos: parecido, Stasis: detención. – Uniformidad a un entorno siempre cambiante. (W. B. Cannon, Siglo XIX). – Mantenimiento de las condiciones estáticas o constantes en el medio interno.

Na+, Cl- , H 2 CO 3 K+ Magnesio Fosfatos O 2 Glucosa, AG, AA Proteínas CO 2

Funciones del Agua • Aporta el líquido para las secreciones glandulares. • Solvente de las reacciones químicas inorgánicas del cuerpo. • Medio de transporte. • Diluente para la digestión y absorción de los alimentos. • Termorregulador. • Mantiene la volemia. • Mantiene la PA. • Mantiene la función renal. • Mantiene la concentración normal de electrolítos.

Características Físicas del Agua • Termoestabilizador: – Alto calor específico. – Alto calor de evaporación (100ºC). – Alto calor de fusión (0ºC). – Alta densidad (4ºC). – Alta conducción del calor • Solvente Universal

Distribución del Agua Corporal Total (ACT). Compartimientos Líquidos Transcelulares IV Int IC IC IC EC

L. Amniótico Existe un continuo INTERCAMBIO de agua y moléculas entre los compartimientos líquidos LCR Secrec. GI L. Oculares Espacios Potenciales LIC Liq. Intersticial 35% 17% Espacios Transcelulares 1– 3% Liq. Intravascular 4 – 4, 5% LEC 21 - 25% Linfáticos 2%

Espacios Potenciales Son aquellos ubicados entre dos membranas serosas que cubren un órgano o sistema, una parietal y una visceral, con un volumen de líquido en su interior de 100 ml aproximadamente cuya función es lubricar ambas membranas. Derrames Acumulación excesiva de líquido en un espacio potencial, + de 100 ml.

Cálculo del Agua Corporal Total (ACT) ACT: 57 – 60% Peso: 79, 6 Kg. 100 Kg ---- 60 L 79, 6 Kg ---- X X = 79, 6 Kg x 60 L = 47, 76 L 100 Kg

• LIC (35%): 100 Kg ----- 35 L 70 Kg ----- X 70 Kg x 35 L 100 Kg LIC = 24, 5 L • LEC (25%): 100 Kg ----- 25 L 70 Kg ----- X LEC = 17, 5 L 70 Kg x 25 L 100 Kg

Cálculo del Volumen Sanguíneo 7% = 5 L Plasma (LEC) 2 Hematocrito: 45% Hematíes (LIC) 100 ml = 45 células y 55 ml plasma 3 Volumen Sanguíneo Peso: 70 Kg 1 Volumen Plasmático (4 – 4, 5 %) Peso: 70 Kg 100 Kg ------ 4 L Plasma 70 Kg ------ X = 2, 8 L Plasma (2. 800 ml) 100 ml sangre ------ 55 ml plasma X ----- 2. 800 ml plasma X = 5. 090, 9 ml sangre VS = 5 L

Composición de los compartimientos líquidos K+= 4 m. Eq/L Na+= Cl-= 142 m. Eq/L 101 m. Eq/L Proteínas= 2 g/dl K+= 3, 5 – 5, 5 m. Eq/L Na+= 135 – 145 m. Eq/L K+ = 140 m. Eq/L Na+ = 10 m. Eq/L Cl-= 103 m. Eq/L HCO 3= 22 -28 m. Eq/L Ca++= 2, 4 m. Eq/L Proteínas= 1 g/dl Cl- = 4 m. Eq/L Ca++= 0, 0001 m. Eq/L Proteínas: 8 g/dl Aniones= ATP

Salidas de agua Respiración: 500 ml/d Piel: 500 ml/d Orina: 800 – 2000 ml/d Heces: 100 ml/d Pérdidas Insensibles 700 a 900 ml/d

Balance Hídrico Entra = Sale BH = 0 BH + Entra + ó BH – Sale - Entra - ó Sale +

Mecanismos de Transporte • Pasivo: – A favor de un gradiente (de > a <). • Gradiente de concentración de soluto = DIFUSION. • Gradiente de agua = OSMOSIS. • Gradiente de presión = FILTRACIÓN. – No consume energía. – No consume O 2. – No utiliza transportadores. • Activo. • Difusión Facilitada • Pinocitosis o Fagocitosis • Exocitosis

Tipos de Transporte Activo • PRIMARIO: – requiere energía de la hidrólisis del ATP, o de otro enlace fosfato. • SECUNDARIO: – la energía deriva de la diferencia de concentración creada por transporte activo. • Cotransporte. • Contratransporte.

Transportes Pasivos: “Difusión”

Difusión Simple • Transporte pasivo que se realiza a favor de un gradiente de concentración de soluto o electroquímico • Las sustancias liposolubles difunden directamente a través de la membrana • Las sustancias hidrosolubles se difunden poros del capilar, o por canales proteicos de la membrana celular • El tamaño molecular puede afectar la difusión • La intensidad de difusión varía de acuerdo a la diferencia de concentración del soluto

Ósmosis • • Transporte pasivo que se realiza a favor de un gradiente de concentración de agua Se realiza a través de una membrana semipermeable (membrana celular)

Osmolaridad • Osmolarity is the measure of solute concentration, defined as the number of osmoles (Osm) of solute per litre (L) of solution (osmol/L or Osm/L). • The osmolarity of a solution can be calculated from the following expression:

• φ is the osmotic coefficient. In the simplest case it is the degree of dissociation of the solute. • Then, φ is between 0 and 1 where 1 indicates 100% dissociation. However, φ can also be larger than 1 (e. g. for sucrose). • n is the number of particles (e. g. ions) into which a molecule dissociates. For example: glucose has n of 1, while Na. Cl has n of 2; • C is the molar concentration of the solute; • the index i represents the identity of a particular solute.

Osmolaridad plasmática: 270 – 310 m. Osm/L Solución Hipertónica Solución Isotónica Solución Hipotónica (Concentrado) Na++: 135 – 145 m. Eq/L (Diluida) (Fisiológica) Deshidratación Celular Edema Celular

Filtración • Transporte pasivo que se realiza a favor de un gradiente de presión hidrostática • Es un transporte exclusivo de los capilares sanguíneos Requerimientos: -Filtro (endotelio fenestrado). -Gradiente de presión.

• La presión oncótica o coloidosmótica es la presión osmótica debida a las proteínas plasmáticas que aparece entre el compartimento vascular e intersticial. • Los capilares sanguíneos son poco permeables a los compuestos de elevado peso molecular, como es el caso de las proteínas, éstas tienden a acumularse en el plasma sanguíneo, resultando menos abundantes en el líquido intersticial. • De este gradiente de concentración entre el interior de los capilares y el espacio intersticial se deriva una tendencia del agua a compensar dicha diferencia retornando al capilar sanguíneo con una cierta presión, (presión oncótica capilar). Dicha presión se opone al filtrado)

• La presión hidrostática es la parte de la presión debida a un fluido. En un fluido en reposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido. • La filtración es consecuencia de la presión hidrostática que finalmente se produce a través del endotelio capilar, gracias a que supera a la presión oncótica capilar.

Fuerzas que favorecen y se oponen a la filtración Fuerzas que Favorecen Fuerzas que se oponen Resultante Efecto Prs. Hst. Cap Prs. Inters Prs. Onco Inters Presión Oncótica Plasma Extremo Arterial 25 mm. Hg - 6, 5 mm. Hg 5, 0 mm. Hg 28 mm. Hg 36, 5 -28 = 8, 5 mm. Hg FILTRACIÓN Extremo Venoso 10 mm. Hg -6, 5 mm. Hg 5, 0 mm. Hg 28 – 21, 5 = 6, 5 mm. Hg ABSORCIÓN

Equilibrio de Starling Todo el líquido filtrado en el extremo arterial es exactamente igual a lo que se absorbe en el extremo venoso-linfático -6, 5 mm. Hg 25 mm. Hg 10 mm. Hg 28 mm. Hg 5, 0 mm. Hg 28 mm. Hg Cuando se rompe el Equilibrio de Starling se produce: EDEMA: acumulación anormal de líquido en el espacio intersticial Derrame: acumulación anormal de líquido en un espacio potencial

Diferencias entre Presión Oncótica y Presión Osmótica Presión Oncótica (Coloidosmótica) Presión Osmótica (Osmolaridad) Unidades de medida mm. Hg m. Osm/L Elemento que la determinan Solutos de alto PM (Albúminas, Dextrán) Solutos de bajo PM (Na+, Manitol) Factores que la modifican Tamaño de las moléculas El número de moléculas Mecanismo de producir su efecto No atraviesan la membrana capilar y no modifican la osmolaridad. Desarrollan gradiente hidrostático Atraviesan la membrana capilar por Difusión. Se desarrolla arrastre osmótico.

Fisiopatología de los LC • Trastornos de Volumen: – Hipovolemia (BH -). – Hipervolemia (BH +). • Trastornos de composición: – Hiperkalemia o hipokalemia. – Hipernatremia o hiponatremia. • Trastornos de distribución: – Derrame (Exudado o Trasudado). – Edema: Acumulación excesiva de líquido en espacio intersticial.

Espacios Potenciales Son aquellos ubicados entre dos membranas serosas que cubren un órgano o sistema, una parietal y una visceral, con un volumen de líquido en su interior de 100 ml aproximadamente cuya función es lubricar ambas membranas. Derrames Acumulación excesiva de líquido en un espacio potencial, + de 100 ml.

TRASUDADO EXUDADO Orígen No inflamatorio Inflamatorio Mecanismo Desequilibrio Hidrostático Hidrostática o oncótica (permeabilidad normal) Aumento de la permeabilidad o Disminución de la absorción por el sistema linfático Contenido Protéico < 3 gr/dl > 3 gr/dl Relación Prot Liq/Ser. < 0. 5 > 0. 5 Relación LDH Liq/Ser. < 0. 6 > 0. 6 Células (leucocitos) No Si Densidad < 1. 012 >1. 020 Detritos celulares No Si

Causas de Edema • Por aumento de la permeabilidad capilar arterial -6, 5 mm. Hg 25 mm. Hg 10 mm. Hg 28 mm. Hg 5, 0 mm. Hg Alergias, Quemaduras, Toxinas 5, 0 mm. Hg 28 mm. Hg

Reacción alérgica por picadura de insecto

• Por disminución de las proteínas plasmáticas: -6, 5 mm. Hg 25 mm. Hg 10 mm. Hg 28 mm. Hg 5, 0 mm. Hg 28 mm. Hg Cirrosis Hepática, Síndrome de mala absorción, Desnutrición, Pérdida (IRC, Síndrome Nefrótico)

• Por aumento de la presión del capilar linfático: -6, 5 mm. Hg 25 mm. Hg 10 mm. Hg 28 mm. Hg 5, 0 mm. Hg Parásitos (filaria), Tumores, Iatrogénico 5, 0 mm. Hg 28 mm. Hg

Elefantiasis

• Por aumento de presión en el capilar venoso: -6, 5 mm. Hg 10 mm. Hg 28 mm. Hg 25 mm. Hg 5, 0 mm. Hg 28 mm. Hg Insuficiencia Cardíaca Congestiva, Cirrosis Hepática, Tromboflebitis