26.2: Balance de Agua
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- Explicar cómo los niveles de agua en el cuerpo influyen en el ciclo de sed
- Identificar la ruta principal por la cual el agua sale del cuerpo
- Describir el papel de la ADH y su efecto en los niveles de agua corporal
- Definir la deshidratación e identificar las causas comunes de deshidratación
En un día típico, el adulto promedio tomará alrededor de 2500 mL (casi 3 cuartos de galón) de fluidos acuosos. Aunque la mayor parte de la ingesta llega por el tracto digestivo, se generan metabólicamente cerca de 230 mL (8 onzas) al día, en los últimos pasos de la respiración aeróbica. Adicionalmente, cada día aproximadamente el mismo volumen (2500 mL) de agua sale del cuerpo por diferentes vías; la mayor parte de esta agua perdida se elimina como orina. Los riñones también pueden ajustar el volumen sanguíneo a través de mecanismos que extraen agua del filtrado y la orina. Los riñones pueden regular los niveles de agua en el cuerpo; conservan el agua si estás deshidratado, y pueden diluir más la orina para expulsar el exceso de agua si es necesario. El agua se pierde a través de la piel a través de la evaporación de la superficie de la piel sin sudoración manifiesta y del aire expulsado de los pulmones. Este tipo de pérdida de agua se denomina pérdida de agua insensible porque una persona suele desconocerla.
Regulación de la ingesta de agua
La osmolalidad es la relación de solutos en una solución a un volumen de disolvente en una solución. La osmolalidad plasmática es así la relación de solutos a agua en el plasma sanguíneo. El valor de osmolalidad plasmática de una persona refleja su estado de hidratación. Un cuerpo sano mantiene la osmolalidad plasmática dentro de un rango estrecho, mediante el empleo de varios mecanismos que regulan tanto la ingesta como la salida de agua.
El agua potable se considera voluntaria. Entonces, ¿cómo está regulada la ingesta de agua por el cuerpo? Considera a alguien que está experimentando deshidratación, una pérdida neta de agua que resulta en agua insuficiente en la sangre y otros tejidos. El agua que sale del cuerpo, como aire exhalado, sudor u orina, se extrae en última instancia del plasma sanguíneo. A medida que la sangre se concentra, se desencadena la respuesta a la sed, una secuencia de procesos fisiológicos (Figura\(\PageIndex{1}\)). Los osmorreceptores son receptores sensoriales en el centro de sed en el hipotálamo que monitorean la concentración de solutos (osmolalidad) de la sangre. Si la osmolalidad de la sangre aumenta por encima de su valor ideal, el hipotálamo transmite señales que resultan en una conciencia consciente de la sed. La persona debe (y normalmente lo hace) responder tomando agua. El hipotálamo de una persona deshidratada también libera hormona antidiurética (ADH) a través de la glándula pituitaria posterior. La ADH señala a los riñones que recuperen el agua de la orina, diluyendo efectivamente el plasma sanguíneo. Para conservar el agua, el hipotálamo de una persona deshidratada también envía señales a través del sistema nervioso simpático a las glándulas salivales de la boca. Las señales dan como resultado una disminución en la producción acuosa y serosa (y un aumento en la producción de moco más espesa y más espesa). Estos cambios en las secreciones dan como resultado una “boca seca” y la sensación de sed.
La disminución del volumen sanguíneo resultante de la pérdida de agua tiene dos efectos adicionales. En primer lugar, los barorreceptores, los receptores de presión arterial en el arco de la aorta y las arterias carótidas en el cuello, detectan una disminución de la presión arterial que resulta de la disminución del volumen sanguíneo. En última instancia, se señala al corazón que aumente su frecuencia y/o fuerza de contracciones para compensar la disminución de la presión arterial.
Segundo, los riñones tienen un sistema hormonal renina-angiotensina que aumenta la producción de la forma activa de la hormona angiotensina II, que ayuda a estimular la sed, pero también estimula la liberación de la hormona aldosterona de las glándulas suprarrenales. La aldosterona aumenta la reabsorción de sodio en los túbulos distales de las nefronas en los riñones, y el agua sigue a este sodio reabsorbido de regreso a la sangre.
Si no se consumen líquidos adecuados, se produce deshidratación y el cuerpo de una persona contiene muy poca agua para funcionar correctamente. Una persona que vomita repetidamente o que tiene diarrea puede deshidratarse, y los bebés, debido a que su masa corporal es tan baja, pueden deshidratarse peligrosamente muy rápidamente. Los atletas de resistencia como los corredores de distancia a menudo se deshidratan durante las carreras largas. La deshidratación puede ser una emergencia médica, y una persona deshidratada puede perder el conocimiento, volverse comatosa o morir, si su cuerpo no se rehidrata rápidamente.
Regulación de la Salida de Agua
La pérdida de agua del cuerpo ocurre predominantemente a través del sistema renal. Una persona produce un promedio de 1.5 litros (1.6 cuartos) de orina por día. Aunque el volumen de orina varía en respuesta a los niveles de hidratación, existe un volumen mínimo de producción de orina requerido para las funciones corporales adecuadas. El riñón excreta de 100 a 1200 miliosmoles de solutos al día para eliminar al cuerpo una variedad de exceso de sales y otros desechos químicos solubles en agua, principalmente creatinina, urea y ácido úrico. No producir el volumen mínimo de orina significa que los desechos metabólicos no se pueden eliminar eficazmente del cuerpo, situación que puede perjudicar la función de los órganos. El nivel mínimo de producción de orina necesario para mantener la función normal es de aproximadamente 0.47 litros (0.5 cuartos) diarios.
Los riñones también deben hacer ajustes en caso de ingestión de demasiado líquido. La diuresis, que es la producción de orina por encima de los niveles normales, comienza aproximadamente 30 minutos después de beber una gran cantidad de líquido. La diuresis alcanza un pico después de aproximadamente 1 hora, y la producción normal de orina se restablecerá después de aproximadamente 3 horas.
Papel de la ADH
La hormona antidiurética (ADH), también conocida como vasopresina, controla la cantidad de agua reabsorbida de los conductos colectores y túbulos en el riñón. Esta hormona se produce en el hipotálamo y se entrega a la hipófisis posterior para su almacenamiento y liberación (Figura\(\PageIndex{2}\)). Cuando los osmorreceptores en el hipotálamo detectan un aumento en la concentración de plasma sanguíneo, el hipotálamo señala la liberación de ADH de la hipófisis posterior a la sangre.
La ADH tiene dos efectos principales. Constriñe las arteriolas en la circulación periférica, lo que reduce el flujo de sangre a las extremidades y con ello aumenta el suministro de sangre al núcleo del cuerpo. La ADH también hace que las células epiteliales que recubren los túbulos colectores renales muevan las proteínas del canal de agua, llamadas acuaporinas, desde el interior de las células hasta la superficie apical, donde estas proteínas se insertan en la membrana celular (Figura\(\PageIndex{3}\)). El resultado es un incremento en la permeabilidad al agua de estas células y, así, un gran incremento en el paso del agua desde la orina a través de las paredes de los túbulos colectores, lo que lleva a una mayor reabsorción de agua hacia el torrente sanguíneo. Cuando el plasma sanguíneo se vuelve menos concentrado y el nivel de ADH disminuye, las acuaporinas se eliminan de las membranas celulares de los túbulos recolectados, y disminuye el paso del agua fuera de la orina y hacia la sangre.
Revisión del Capítulo
La homeostasis requiere que la ingesta y la salida de agua estén equilibradas. La mayor parte de la ingesta de agua viene a través del tracto digestivo a través de líquidos y alimentos, pero aproximadamente el 10 por ciento del agua disponible para el cuerpo se genera al final de la respiración aeróbica durante el metabolismo celular. La orina producida por los riñones representa la mayor cantidad de agua que sale del cuerpo. Los riñones pueden ajustar la concentración de la orina para reflejar las necesidades de agua del cuerpo, conservando agua si el cuerpo está deshidratado o haciendo que la orina se diluya más para expulsar el exceso de agua cuando sea necesario. La ADH es una hormona que ayuda al cuerpo a retener el agua al aumentar la reabsorción de agua por los riñones.
Preguntas de revisión
P. La mayor cantidad de agua entra en el cuerpo vía ________.
A. metabolismo
B. alimentos
C. Líquidos
D. aire humidificado
Respuesta: C
P. La mayor cantidad de agua sale del cuerpo vía ________.
A. el tracto GI
B. la piel como sudor
C. vencimiento
D. orina
Respuesta: D
P. La pérdida de agua insensible es el agua perdida vía ________.
A. evaporación de la piel y en el aire de los pulmones
B. orina
C. sudoración excesiva
D. vómitos o diarrea
Respuesta: A
P. ¿Qué tan pronto después de beber un vaso grande de agua una persona comenzará a aumentar su producción de orina?
A. 5 minutos
B. 30 minutos
C. 1 hora
D. 3 horas
Respuesta: B
Preguntas de Pensamiento Crítico
P. Describir el efecto de la HAD en los túbulos colectores renales.
A. ADH constriñe las arteriolas en la circulación periférica, limitando la sangre a las extremidades y aumentando el suministro de sangre al núcleo del cuerpo. La ADH también hace que las células epiteliales que recubren los túbulos colectores renales muevan las proteínas del canal de agua llamadas acuaporinas de los lados de las células a la superficie apical. Esto aumenta en gran medida el paso de agua desde el filtrado renal a través de la pared del túbulo colector así como la reabsorción de agua al torrente sanguíneo.
P. ¿Por qué es importante que la cantidad de ingesta de agua sea igual a la cantidad de salida de agua?
A. Cualquier desequilibrio de agua que entra o sale del cuerpo creará un desequilibrio osmótico que afectará adversamente la función celular y tisular.
Glosario
- hormona antidiurética (ADH)
- también conocida como vasopresina, una hormona que aumenta el volumen de agua reabsorbida de los túbulos colectores del riñón
- deshidratación
- estado de contener agua insuficiente en la sangre y otros tejidos
- diuresis
- exceso de producción de orina
- osmolalidad plasmática
- relación de solutos a un volumen de disolvente en el plasma; la osmolalidad plasmática refleja el estado de hidratación de una persona