20.3: Intercambio Capilar
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- Identificar los mecanismos primarios de intercambio capilar
- Distinguir entre la presión hidrostática capilar y la presión osmótica coloidal sanguínea, explicando la contribución de cada uno a la presión de filtración neta
- Comparar filtración y reabsorción
- Explicar el destino del líquido que no se reabsorbe de los tejidos hacia los capilares vasculares
El propósito principal del sistema cardiovascular es hacer circular gases, nutrientes, desechos y otras sustancias hacia y desde las células del cuerpo. Las moléculas pequeñas, como gases, lípidos y moléculas solubles en lípidos, pueden difundirse directamente a través de las membranas de las células endoteliales de la pared capilar. La glucosa, los aminoácidos y los iones, incluidos el sodio, el potasio, el calcio y el cloruro, utilizan transportadores para moverse a través de canales específicos en la membrana mediante la difusión facilitada. La glucosa, los iones y las moléculas más grandes también pueden salir de la sangre a través de hendiduras intercelulares. Las moléculas más grandes pueden pasar a través de los poros de los capilares fenestrados, e incluso las proteínas plasmáticas grandes pueden pasar a través de los grandes huecos en los sinusoides. Algunas proteínas grandes en el plasma sanguíneo pueden entrar y salir de las células endoteliales empaquetadas dentro de las vesículas por endocitosis y exocitosis. El agua se mueve por ósmosis.
Flujo a Granel
El movimiento de masa de fluidos dentro y fuera de los lechos capilares requiere un mecanismo de transporte mucho más eficiente que la mera difusión. Este movimiento, a menudo denominado flujo a granel, involucra dos mecanismos impulsados por presión: Los volúmenes de fluido se mueven de un área de mayor presión en un lecho capilar a un área de menor presión en los tejidos a través de filtración. En contraste, el movimiento del líquido desde un área de mayor presión en los tejidos hacia un área de menor presión en los capilares es la reabsorción. Dos tipos de presión interactúan para impulsar cada uno de estos movimientos: la presión hidrostática y la presión osmótica.
Presión hidrostática
La fuerza principal que impulsa el transporte de fluido entre los capilares y los tejidos es la presión hidrostática, que puede definirse como la presión de cualquier fluido encerrado en un espacio. La presión hidrostática sanguínea es la fuerza ejercida por la sangre confinada dentro de los vasos sanguíneos o cámaras cardíacas. Aún más específicamente, la presión ejercida por la sangre contra la pared de un capilar se denomina presión hidrostática capilar (CHP), y es la misma que la presión arterial capilar. La CHP es la fuerza que expulsa el fluido de los capilares y entra en los tejidos.
A medida que el fluido sale de un capilar y se mueve hacia los tejidos, la presión hidrostática en el fluido intersticial aumenta correspondientemente. Esta presión hidrostática contraria se llama presión hidrostática del fluido intersticial (IFHP). Generalmente, la CHP que se origina en las vías arteriales es considerablemente mayor que la IFHP, debido a que los vasos linfáticos están absorbiendo continuamente el exceso de líquido de los tejidos. Por lo tanto, el fluido generalmente sale del capilar y entra en el fluido intersticial. Este proceso se llama filtración.
Presión osmótica
La presión neta que impulsa la reabsorción, el movimiento del fluido desde el fluido intersticial de regreso a los capilares, se llama presión osmótica (a veces denominada presión oncótica). Mientras que la presión hidrostática fuerza el fluido fuera del capilar, la presión osmótica atrae el fluido de nuevo hacia adentro. La presión osmótica se determina por los gradientes de concentración osmótica, es decir, la diferencia en las concentraciones soluto-agua en la sangre y el líquido tisular. Una región mayor en concentración de soluto (y menor en concentración de agua) extrae agua a través de una membrana semipermeable de una región más alta en concentración de agua (y menor en concentración de soluto).
Al discutir la presión osmótica en sangre y líquido tisular, es importante reconocer que los elementos formados de la sangre no contribuyen a los gradientes de concentración osmótica. Más bien, son las proteínas plasmáticas las que juegan el papel clave. Los solutos también se mueven a través de la pared capilar según su gradiente de concentración, pero en general, las concentraciones deben ser similares y no tener un impacto significativo en la ósmosis. Por su gran tamaño y estructura química, las proteínas plasmáticas no son realmente solutos, es decir, no se disuelven sino que se dispersan o suspenden en su medio fluido, formando un coloide más que una solución.
La presión creada por la concentración de proteínas coloidales en la sangre se llama presión osmótica coloidal sanguínea (BCOP). Su efecto sobre el intercambio capilar explica la reabsorción del agua. Las proteínas plasmáticas suspendidas en la sangre no pueden moverse a través de la membrana celular capilar semipermeable, por lo que permanecen en el plasma. Como resultado, la sangre tiene una mayor concentración coloidal y menor concentración de agua que el líquido tisular. Por lo tanto, atrae el agua. También podemos decir que el BCOP es mayor que la presión osmótica coloidal del líquido intersticial (IFCOP), que siempre es muy baja porque el líquido intersticial contiene pocas proteínas. Así, el agua se extrae del fluido tisular de vuelta al capilar, transportando moléculas disueltas con él. Esta diferencia en la presión osmótica coloidal explica la reabsorción.
Interacción de presiones hidrostáticas y osmóticas
La unidad normal utilizada para expresar presiones dentro del sistema cardiovascular es milímetros de mercurio (mm Hg). Cuando la sangre que sale de una arteriola entra por primera vez en un lecho capilar, la CHP es bastante alta, aproximadamente 35 mm Hg. Poco a poco, esta CHP inicial disminuye a medida que la sangre se mueve a través del capilar de manera que para cuando la sangre ha llegado al extremo venoso, la CHP ha caído a aproximadamente 18 mm Hg. En comparación, las proteínas plasmáticas permanecen suspendidas en la sangre, por lo que el BCOP permanece bastante constante a unos 25 mm Hg a lo largo de la longitud del capilar y considerablemente por debajo de la presión osmótica en el líquido intersticial.
La presión neta de filtración (PFN) representa la interacción de las presiones hidrostática y osmótica, expulsando el fluido del capilar. Es igual a la diferencia entre el CHP y el BCOP. Dado que la filtración es, por definición, el movimiento del fluido fuera del capilar, cuando se está produciendo la reabsorción, la PFN es un número negativo.
Cambios de PFN en diferentes puntos en un lecho capilar (Figura\(\PageIndex{1}\)). Cerca del extremo arterial del capilar, es aproximadamente 10 mm Hg, debido a que el CHP de 35 mm Hg menos el BCOP de 25 mm Hg equivale a 10 mm Hg. Recordemos que las presiones hidrostáticas y osmóticas del fluido intersticial son esencialmente despreciables. Así, la PFN de 10 mm Hg impulsa un movimiento neto de fluido fuera del capilar en el extremo arterial. Aproximadamente a la mitad del capilar, el CHP es aproximadamente el mismo que el BCOP de 25 mm Hg, por lo que la PFN cae a cero. En este punto, no hay ningún cambio neto de volumen: El fluido sale del capilar a la misma velocidad que se mueve hacia el capilar. Cerca del extremo venoso del capilar, la CHP ha disminuido a aproximadamente 18 mm Hg debido a la pérdida de líquido. Debido a que el BCOP permanece estable a 25 mm Hg, el agua se introduce en el capilar, es decir, se produce la reabsorción. Otra forma de expresar esto es decir que en el extremo venoso del capilar, existe una PFN de −7 mm Hg.
El papel de los capilares linfáticos
Dado que la CHP general es mayor que la BCOP, es inevitable que salga más líquido neto del capilar a través de filtración en el extremo arterial que entre por reabsorción en el extremo venoso. Considerando todos los capilares en el transcurso de un día, esto puede ser una cantidad bastante sustancial de líquido: Se filtran aproximadamente 24 litros diarios, mientras que se reabsorben 20.4 litros. Este exceso de líquido es captado por los capilares del sistema linfático. Estos vasos de paredes extremadamente delgadas tienen un gran número de válvulas que aseguran un flujo unidireccional a través de vasos linfáticos cada vez más grandes que eventualmente drenan hacia las venas subclavia en el cuello. Una función importante del sistema linfático es devolver el líquido (linfa) a la sangre. Se puede pensar en la linfa como plasma sanguíneo reciclado. (Busca contenido adicional para más detalles sobre el sistema linfático.)
Revisión del Capítulo
Las moléculas pequeñas pueden entrar y salir de los capilares a través de una difusión simple o facilitada. Algunas moléculas grandes pueden cruzarse en vesículas o a través de hendiduras, fenestraciones o huecos entre las células en las paredes capilares. Sin embargo, el flujo masivo de fluido capilar y tisular se produce a través de filtración y reabsorción. La filtración, el movimiento de fluido fuera de los capilares, es impulsada por el CHP. La reabsorción, la afluencia de líquido tisular a los capilares, es impulsada por el BCOP. La filtración predomina en el extremo arterial del capilar; en la sección media, las presiones opuestas son prácticamente idénticas por lo que no hay intercambio neto, mientras que la reabsorción predomina en el extremo venular del capilar. Las presiones osmóticas hidrostáticas y coloidales en el fluido intersticial son despreciables en circunstancias saludables.
Preguntas de Enlace Interactivo
Mira este video para explorar los capilares y cómo funcionan en el cuerpo. Los capilares nunca están a más de 100 micrómetros de distancia. ¿Cuál es el componente principal del líquido intersticial?
Respuesta: Agua.
Preguntas de revisión
P. La presión hidrostática es ________.
A. mayor que la presión osmótica coloidal en el extremo venoso del lecho capilar
B. la presión ejercida por el fluido en un espacio cerrado
C. alrededor de cero en el punto medio de un lecho capilar
D. todo lo anterior
Respuesta: B
P. La presión neta de filtración se calcula por ________.
A. agregar la presión hidrostática capilar a la presión hidrostática del fluido intersticial
B. restar el líquido drenado por los vasos linfáticos del líquido total en el líquido intersticial
C. añadiendo la presión osmótica coloidal sanguínea a la presión hidrostática capilar
D. restando la presión osmótica coloidal sanguínea de la presión hidrostática capilar
Respuesta: D
P: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?
A. En un día, más fluido sale del capilar por filtración que entra por reabsorción.
B. En un día se filtran aproximadamente 35 mm de sangre y se reabsorben 7 mm.
C. En un día, los capilares del sistema linfático absorben aproximadamente 20.4 litros de líquido.
D. Nada de lo anterior es cierto.
Respuesta: A
Preguntas de Pensamiento Crítico
P. Un paciente llega al servicio de urgencias con presión arterial peligrosamente baja. La presión osmótica coloidal sanguínea del paciente es normal. ¿Cómo esperaría que esta situación afectara la presión neta de filtración del paciente?
A. La sangre del paciente fluiría más lentamente desde la arteriola hacia el lecho capilar. Así, la presión hidrostática capilar del paciente estaría por debajo de los 35 mm Hg normales en el extremo arterial. Al mismo tiempo, la presión osmótica coloidal en sangre del paciente es normal, aproximadamente 25 mm Hg. Así, incluso en el extremo arterial del lecho capilar, la presión neta de filtración estaría por debajo de 10 mm Hg, y se produciría un nivel de filtración anormalmente reducido. De hecho, la reabsorción podría comenzar a ocurrir por el punto medio del lecho capilar.
P: ¿Verdadero o falso? Las proteínas plasmáticas suspendidas en la sangre atraviesan la membrana celular capilar e ingresan al fluido tisular a través de la difusión facilitada. Explica tu pensamiento.
A. Falso. Las proteínas plasmáticas suspendidas en la sangre no pueden atravesar la membrana celular capilar semipermeable, por lo que permanecen en el plasma dentro del vaso, donde dan cuenta de la presión osmótica coloidal sanguínea.
Glosario
- presión osmótica coloidal en sangre (BCOP)
- presión ejercida por coloides suspendidos en sangre dentro de un vaso; un determinante primario es la presencia de proteínas plasmáticas
- presión hidrostática en sangre
- fuerza que la sangre ejerce contra las paredes de un vaso sanguíneo o cámara cardíaca
- presión hidrostática capilar (CHP)
- fuerza que ejerce la sangre contra un capilar
- filtración
- en el sistema cardiovascular, el movimiento de material desde un capilar hacia el líquido intersticial, pasando de un área de mayor presión a menor presión
- presión osmótica coloidal del fluido intersticial (IFCOP)
- presión ejercida por los coloides dentro del fluido intersticial
- presión hidrostática del fluido intersticial (IFHP)
- fuerza ejercida por el fluido en los espacios tisulares
- presión neta de filtración (NFP)
- fuerza que impulsa el fluido fuera del capilar y dentro de los espacios tisulares; igual a la diferencia de la presión hidrostática capilar y la presión osmótica coloidal de la sangre
- reabsorción
- en el sistema cardiovascular, el movimiento de material desde el líquido intersticial hacia los capilares