Osmolaridad de los líquidos orgánicos

*Gabriela McKay B.*
Importancia clínica del agua como principal constituyente de los
líquidos orgánicos
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Por su característica bipolar, el agua es el solvente adecuado; es el solvente biológico
por excelencia o el solvente universal.
En el agua se encuentran en forma iónica los cationes (Na+, K+ Ca++, Mg++, H+) y
los aniones (Cl-, HCO3-, PO4-, Pr-) formando soluciones.
Es el componente más abundante, 60% del peso corporal, todas las reacciones
celulares se llevan a cabo en medio acuoso.
En déficit de agua produce cambios que determinan la vida del paciente.
El agua total del cuerpo (ACT) está distribuida en 2 compartimientos, el LEC y el
LIC.
Conceptos básicos relacionados con los líquidos orgánicos
Medio interno
Medio ambiente líquido en el que están inmersas las células, corresponde al LEC.
El LEC está constituido por el LIS (baña a las células extravasculares) y el plasma sanguíneo
(baña a las células sanguíneas).
1. Plasma sanguíneo
2. Linfa (en vasos linfáticos)
3. LIS (baña a las células y circula lentamente)
4. Líquidos especiales.
Homeostasis
A pesar de las variaciones que puedan producirse en un momento determinado, todas las
variables fisiológicas (T°, pH, pCO2, pO2, osmolaridad, concentración iónica, etc.) se
mantienen dentro de los rangos normales. Ello es posible porque existe una gran cantidad de
mecanismos reguladores, conservando el equilibrio del medio interno.
Son los procesos fisiológicos coordinados que mantienen el nivel estable de las funciones.
Es la condición esencial para la vida libre e independiente de los organismos superiores.
Presión Hidrostática
Es la presión ejercida por una solución, la ejerce la sangre desde dentro del vaso sanguíneo y
el líquido intersticial sobre la pared externa del vaso.
Osmoles (Osml)
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Unidad de medida de la osmolaridad.
Es el PM en gramos de una sustancia no difusible y no ionizable.
Si la sustancia se ioniza en 2 iones 1 osmol comprenderá a la mitad del peso
molecular en gramos de la sustancia.
La osmolaridad está determinada por el número de partículas y no por la masa del
soluto.
Se utiliza el miliosmol (mOsml).
Osmolaridad
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Número de osmoles por litro de solvente, o sea la concentración total de solutos en
una solución.
1

La osmolaridad normal de los líquidos orgánicos es de 270 a280 mOsml/l, pero para
fines prácticos se usa 300 mOsml/l.
Osmolalidad
Número de osmoles por Kg se solvente. (sln molal de glc es 1 osmol/Kg, sln molal de NaCl
es 2 osmol/Kg).
Presión osmótica
Presión necesaria para impedir la migración del solvente. Causa movimiento de agua en
ambas direcciones simultáneamente.
Presión coloidosmótica u oncótica
Presión osmótica ejercida por los coloides plasmáticos. El coloide es una sustancia que en
condiciones fisiológicas no atraviesa la membrana celular (proteínas).
Difusión
Paso neto de partículas de soluto de un área de mayor concentración a una de menor
concentración. Características:
1. El movimiento se produce de un área de mayor a menor concentración.
2. La velocidad del movimiento es dependiente de la magnitud del gradiente de
concentración.
Osmosis
Tipo especial de difusión. Se refiere al movimiento neto de agua (ste) a través de una
membrana, selectivamente permeable. Ocurre de un área de mayor concentración a una de
menor concentración.
Filtración
Movimiento de moléculas a través de una membrana cuando hay una diferencia de energía o
presión entre los dos lados de esa membrana.
Canales de agua
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Proteínas integrales de la membrana celular.
Llamados aquaporinas, integran una familia de glicoproteínas de membrana. Todos
son miembros de la familia de proteínas MIP.
Se han encontrado en epitelios renales y no renales.
Las aquaporinas del tipo AQP2 son canales de agua sensibles a la ADH y se localizan
en las células principales de los túbulos colectores del nefrón.
Diferentes componentes del cuerpo
Distribución porcentual
Agua
Proteínas
Grasas
Minerales
60%
18%
15%
7%
Elementos esenciales para la
función celular y orgánica.
2
Variación fisiológica del porcentaje de ACT
La Edad
Las personas de mayor edad tienen menos volumen líquido en su cuerpo. 75% (recién
nacido)  menor del 60% (vejez).
Tejido Adiposo
Tanto mayor sea la cantidad de grasa, menor será la cantidad de agua. Esto se debe a que el
tejido adiposo, casi no contiene agua.
Sexo
En el hombre el agua llega a ser el 60% de su peso corporal y en la mujer el 50%. El factor
no es el sexo en sí, sino las características inherentes a él (grasa) .
Compartimientos líquidos (fluidos corporales)
LIC (40%)
28 L
M. celular
LIS (15%)
ACT (60%)
LEC (20%)
14 L
M. Capilar
LIV (4.5%)
L. Especiales
(0.5%)
Líquido extracelular, (LEC, FEC), porcentaje y composición química
Porcentaje
Representa el 20% del peso corporal total. Se divide en:
1. Líquido Intersticial o tisular (LIS): constituye el compartimiento externo de los vasos
sanguíneos y baña las células del cuerpo. 15% del peso corporal. La linfa es parte de
él. Se mueve lentamente. Está en Eq. con el plasma (en contenido).
2. Líquido intravascular (LIV): Porción del LIC (células sanguíneas) y porción del LEC
(plasma). Es la porción celular líquida contenida dentro del compartimiento
intravascular. Hay un intercambio entre el LIS y la sangre capilar a través de la
membrana capilar. El moviemiento de líquido depende de la permeabilidad de la
membrana (Kf), y la diferencia entre el gradiente de las presiones hidrostáticas (PH),
que tienden a sacar líquido del capilar, y las presiones oncóticas (PΠ) que tienden a
meter líquido al capilar Pf.
Pf = Δ PH - Δ PΠ
Es el 4.5 % del peso corporal y se diferencia del LIS por contener proteínas.
3. Líquidos Transcelulares: Líquidos extracelulares especiales, separados de los otros
compartimientos a través de membranas epiteliales.
3
Composición química del LEC
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Tanto el LIS como el LIV contienen cantidades importantes de Cl-, Na+, HO3-, y
pequeñas cantidades de K+, Ca++, Mg++, PO4- y aniones orgánicos.
El plasma tiene grandes cantidades de proteínas, el LIS tiene pocas.
El catión más importante y abundante del LEC es el Na+, constituye el principal
soluto. Su concentración normal es de 135 a 145 mEq/l.
Líquido intracelular (LIC o FIC), porcentaje y composición química
Porcentaje
El 40% del peso corporal total está contenido en las células del cuerpo constituyendo el LIC.
El líquido de cada célula tiene su propia composición.
Composición química del LIC
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

Pequeñas cantidades de Na+, Cl- y muy poco Ca++.
Abundantes cantidades de PO4- y K+, y moderadas cantidades de Mg++.
Proteínas abundantes (se encuentran en forma de proteinatos) y son 4 veces más
abundantes que en el plasma.
 El principal catión es el K+. su concentración es de 140 mEq/l.
En el LEC y en el LIC, la suma total se cationes es igual a la suma total de aniones, de
manera que son eléctricamente neutros.
Medición del volumen de los diferentes compartimientos
Es posible determinar los compartimientos mediante el método de dilución utilizando
algunas sustancias que tienen la propiedad de distribuirse y permanecer en un solo
compartimiento en el momento de hacer la medición. Requisitos de la sustancia:
1. Distribuirse uniformemente en todo el compartimiento
2. No debe ser tóxico
3. Farmacologicamente inactivo
4. No debe metabolizarse
5. Permanecer en el compartimiento el tiempo necesario para hacer la medición
6. Fácil de medir.
Método utilizado para medir el volumen de los fluidos corporales
Método de dilución
Consiste en inyectar una sustancia que sólo se distribuye en un compartimiento. Luego se
calcula el volumen de líquido en que se distribuyó la sustancia inyectada (ml).
V(ml)= Cantidad de sustancia inyectada - Excretada
Concentración plasmática de la sustancia
Determinación de los volúmenes de los compartimientos líquidos
del cuerpo
Agua corporal total
Se utiliza el agua radiactiva que contiene tritio (H3) o el agua pesada que contiene Deuterio
(H2). Se calcula mediante el principio de dilución.
4
Volumen del líquido extracelular
Sustancia que difunda en el LEC pero que no atraviese la membrana celular. Por ejemplo:
sodio radiactivo, cloro radiactivo, bromo radiactivo, iotalamato radiactivo, ion tiosulfato, ion
tiocianato, insulina, sacarosa.
El sodio radiactivo puede penetrar en el LIC, se habla de espacio de Na+.
Volumen plasmático
Toda sustancia que se una fuertemente a proteínas: proteínas plamáticas marcadas como
proteína 131I, y T1824 o Azul de Evans.
Volumen sanguíneo
Se inyectan glóbulos rojos marcados con radiactividad. Se utiliza con frecuencia el cromo
radiactivo (51 Cr). También se puede calcular a partir del Vp y del Hcto.
VS =
Vp x 100
100-Hcto
Vp: Volumen plasmático
Hcto: Hematocrito
Líquido intracelular
No puede medicar se forma directa.
LIC = ACT - LEC
Líquido interticial
No puede medirse directamente, se calcula restando el volumen plasmático del LEC.
LIS = LEC -Vp
Osmolaridad de los líquidos orgánicos
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Concepto general: concentración de miliosmoles en una solución.
El osmol es una unidad de medida del número total de partículas. Mide la capacidad
de los solutos para causar ósmosis. Corresponde a un mol/gramos de sustancia en
solución incapaz de atravesar una membrana y que no se ioniza.
La osmolaridad total del cuerpo indica la concentración electrolítica. De hecho el Na+ y el
K+ determinan la osmolaridad plasmática, según la siguiente ecuación:
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Osmolaridad (mOsml/l)= Total de soluto (miliosmoles)
Volumen (litros)
La osmolaridad del LEC está determinada por las concentraciones de Na+ debido a que este es el
principal catión.
Osmolaridad plasma = 2 [Na+]p
Para que el cálculo sea más exacto, se considera la contribución de la glucosa y la urea.
Osmolaridad (mOsml/l)=
2 [Na+]p + [Glc]p + [BUN]p
18
2.8
Posm efectiva = 2 x [Na+]p
Intercambio de agua entre compartimientos
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
Las fuerzas osmóticas son las determinantes de la distribución del agua en el cuerpo
y su movimiento de un compartimiento a otro.
Existe un equilibrio osmótico entre los diferentes compartimientos debido a la
permeabilidad de la membrana celular al agua.
Por ser la membrana celular selectivamente permeable, el agua pasa a través de ella
pero no los solutos.
La membrana o pared endotelial también es selectivamente permeable y el
movimiento de agua a través de ella corresponde a filtración.
Equilibrio osmótico
Los líquidos orgánicos o fluidos corporales se encuentran en equilibrio osmótico. Cada
compartimiento tiene un soluto que determina su presión osmótica (Na+ para LEC y K+
para LIC).
Conservación del equilibrio osmótico entre el LEC y el LIC
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La osmolaridad de una solución tiene como punto de referencia la osmolaridad del
plasma. Una solución con una osmolaridad igual a la del plasma se considera
isosmótica.
La tonicidad se utiliza para describir la osmolaridad efectiva de una solución
comparada con la del plasma.
Se describe a una solución hipotónica la de menor osmolaridad que la del plasma e
hipertónica a una de mayor osmolaridad que la del plasma.
Cuando se pierde el equilibrio osmótico el movimiento de agua a través de la
membrana celular ocurre muy rápidamente.
Cambios de volumen y osmolaridad de los fluidos extra e intracelulares en
situaciones específicas
Existe un equilibrio osmótico entre el LEC y el LIC (la osmolaridad es igual entre ambos), a
pesar de haber movimiento de agua a través de la membrana celular no hay flujo neto. Para
apreciar los cambios hay que tomar en cuenta:
a. Al inyectar una sustancia con osmolaridad diferente, se producen cambios de
osmolaridad y volumen.
b. Los cambios generan movimiento de agua que restablecen el equilibrio osmótico.
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c. Las sustancias osmóticamente activas no atraviesan la membrana celular.
d. El agua se mueve del compartimiento de menor al de mayor concentración de
solutos.
e. Después de alcanzar el equilibrio, el volumen o la osmolaridad pueden quedar
disminuidas.
f. Se activan mecanismos hormonales que restituyen el volumen y la osmolaridad a su
condición fisiológica.
Apreciación cualitativa
1. Aumento Isotónico Cuando se agrega una solución con una composición
electrolítica y osmolaridad igual a la de los líquidos orgánicos (NaCl 0.9% y Lactato
Ringer), hay aumento del volumen del LEC y del ACT.
2. Disminución Isotónica Pérdida de agua y electrolitos en proporciones equivalentes
(hemorragia). Sólo hay pérdida de volumen en LEC.
3. Aumento Hipertónico Inyección de solución salina hipertónica. Hay osm en
LEC y LIC y vol en LEC con de vol en LIC.
4. Disminución Hipertónica Pérdida de líquido con poca o ninguna sal (diabetes
insípida, diabetes mellitas, diarrea hipotónica por cólera o sudoración excesiva). Hay
osm en LIC y LEC y  vol en LEC y LIC (deshidratación celular).
5. Aumento Hipotónico Aumento en la ingesta de agua. vol y osm en LEC y LIC.
6. Disminución Hipotónica Cuando se pierde mayor proporción de Na+ que de H2O
(diarrea hipertónica). osm en LEC y LIC y vol en LEC con vol en LIC.
Apreciación cuantitativa
Se utiliza la fórmula básica:
Solutos (mOsm)
Osmolaridad (mOsm/l) =
Volumen (l)
Hay que considerar la condición de osmolaridad y volumen de un organismo en las
condiciones normales:
Osmolaridad
280 mOsm/l
ACT
42 l
LEC
17 l
LIC
25 l
Situación
Equilibrio osmótico
Dinámica Capilar
Flujo sanguíneo en el capilar y su regulación

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
La microcirculación es el conjunto de estructuras a nivel vascular que determinan la
perfusión vascular, incluye las arteriolas, las metarteriolas, capilares y vénulas.
En el extremo arteriolar del capilar se localiza el esfínter precapilar (muscular) que
determina la entrada de sangre (presión hidrostática).
La mayor área de sección transversal en todo el sistema vascular se localiza en los
capilares por lo tanto la velocidad del flujo es la más baja del sistema.
La pared capilar esta constituida por una capa unicelular de células endoteliales en su
cara interna y una membrana basal en la cara externa, no hay tejido muscular.
Características citohistológicas de la pared capilar
Estructura de intercambio del vaso
1. Capilares continuos Se encuentran en músculo, piel, pulmón, tejido adiposo y
conectivo y en SNC. La pared capilar está constituida por una sola capa de células
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con una distancia de difusión pequeña (0.5μm). Rasgos endotelilaes importantes:
uniones intercelulares (hendiduras, ruta que toma la mayoría de los fluidos y la glc),
sistema de vesículas (transporte de moléculas) y glicocáli (material de carga negativa
que tiene que ver con la conversión de las hendiduras y las menestras en clavelos). La
lámina basal está constituida por colágeno y laminina; la lámina basal retarda, no
previene el paso de proteínas.
2. Capilares fenestrados Más permeables al agua y a pequeños solutos hidrofílicos. Se
localizan en el glomérulo, túmulos renales, glándulas exocrinas y endocrinas, mucosa
intestinal, cuerpo ciliar, plexo coroide. La membrana endotelial esta perforada por
menestras con diámetros de 50 a 60 nm (no hay en los capilares glomerulares).
3. Capilares discontinuos Poseen algunos espacios intercelulares > a 100nm y una
discontinuidad en la lámina basal. Son permeables aún a las proteínas del plasma. Se
localizan en hígado y bazo.
Regulación del flujo capilar
El intercambio de sustancias a través de la pared capilar depende del flujo sanguíneo a través
de él. La apertura y cierre cíclico del esfínter precapilar se conoce como vasomoción.
El control de las metarteriolas y de los esfínteres precapilares no está influido pro el sistema
simpático, el factor más importante es la concentración de O2 en los tejidos, a > O2 >
contracción y a < O2 > relajación y > flujo a través de ellos. La regulación del flujo sanguíneo
tisular es de tipo local. Teorías que explican esta regulación:
1. Teoría vasodilatadora
A mayor actividad
metabólica o menor
disponibilidad
de
nutrientes
Mayor producción de
sustancias vasodilatadoras
O2,CO2, adenosina,
H+ y K +
Actualmente se señala la existencia de un vasodilatador importante el factor relajante del
endotelio (FRDE).
2. Teoría de la demanda de O2 y nutrientes
 O2 y nutrientes
Incapacidad para
mantener
la
contracción
Relajación
 Flujo y aporte
de nutrientes y
O2 .
Además, existen sustancias vasoconstrictoras como la NA, La angiotensina II, la serotinina,
la ADH, y endotelina.
Movimiento de fluidos a través de la membrana capilar
A nivel de los capilares se lleva a cabo el aporte de nutrientes a los tejidos y la eliminación de
productos del metabolismo.
El intercambio capilar está determinado por una serie de fuerzas (PH y PΠ) a ambos lados de
la membrana. Este intercambio se lleva a cabo a través de los procesos de difusión y
filtración.
Difusión a través de la membrana capilar

Hay sustancias solubles que atraviesan la membrana sin tener que atravesar los poros
(O2 y CO2).
 Hay sustancias hidrosolubles que no pueden atravesar la membrana y lo hacen a
través de los poros (iones, Na+ y glc).
El movimiento de las sustancias difusibles es dependiente del gradiente de concentración.
El moviemiento de agua y otras sutancias está determinado por otras fuerzas PH y PΠ.
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Cuando la PH es diferente a ambos lados de la membrana capilar, pasa una cantidad de agua y
sustancias mayor de la que pasa por difusión, este flujo masivo de líquido a través de la
membrana se conoce como filtración. La filtración es el movimiento neto de líquido que sale
del capilar en el extremo arteriolar, en cambio la difusión ocurre en ambas direcciones.
Fuerzas que determinan el movimiento del líquido a través de la membrana capilar
1.
Presión hidrostática capilar (PHC) Tiende a mover líquido hacia fuera del capilar. Determinada
por la presión arterial media y el radio de las arteriolas.
2. Presión hidrostática intersticial (PHI) Puede ser positiva o negativa, si es positiva
tiende a mover líquido hacia el capilar, si es negativa tiende a mover líquido al
intersticio.
3. Presión coloidosmótica del plasma (PΠp) produce ósmosis del intersticio al capilar.
El 75% es producida por la albúmina.
4. Presión coloidosmótica del LIS (PΠi) Tiende a mover líquido del capilar hacia
adentro.
Extremo arteriolar
Fuerzas que tienden a desplazar líquido hacia Fuerzas que tienden a desplazar líquido hacia
afuera.
adentro.
PHC
30mmHg PΠp
28 mmHg
PHI
-3 mmHg
PΠi
8mmHg
Fuerza total hacia fuera
41mmHg Fuerza total hacia adentro
28 mm Hg
Pf = 41-28= 13 mm Hg (predomina la filtración)
Extremo venoso
Fuerzas que tienden a desplazar líquido hacia Fuerzas que tienden a desplazar líquido hacia
afuera.
adentro.
PHC
10mmHg PΠp
28 mmHg
PHI
-3mmHg
PΠi
8mmHg
Fuerza total hacia fuera
21mmHg Fuerza total hacia adentro
28 mm Hg
Pf = 21-28= -7 mm Hg (predomina la reabsorción)
Principio de Starling del Capilar
Describe que en condiciones fisiológicas existe un equilibrio entre el volumen del líquido que se filtra en el
extremo arteriolar del capilar y el líquido que se reabsorbe en el extremo venoso del capilar.
El ritmo normal de filtración se da a una tasa de 2ml/min. La filtración neta es equilibrada
por el drenaje linfático cuya densidad corresponde a la tasa de filtración neta (2ml/min).
Efectos del desequilibrio de fuerzas en el intercambio capilar
Si la presión capilar media sube por encima de 17, aumenta el volumen de líquido que sale al intersticio y
habrá edema1.
Concepto de factor de seguridad
Se considera el pulmón.
Las causas más frecuentes de edema pulmonar es el aumento de la P HC, que debe elevarse a valores por
encima de 30 mmHg si la PHC es de 7 mmHg, hay un factor de seguridad de 23 mmHg (30-7).
1
Edema: acumulación de líquido en el intersticio.
9
Regulación de la osmolaridad, volumen y composición de los
líquidos orgánicos
La homeostasis se logra gracias a una serie de mecanismos que regulan el volumen,
osmolaridad y composición iónica de los líquidos orgánicos manteniéndolos dentro de los
rangos normales, a pesar de las variaciones en la ingesta y pérdida de agua y solutos.
Distribución, absorción y vías de excreción de agua
Principal vía de entrada de agua es por la ingesta, la cantidad promedio es de 1.5 litros.
El intestino absorbe el agua ingerida y luego el agua atraviesa la membrana celular.
Se distribuye en LIC y LEC diluyendo los constituyentes, esto sucede en minutos (se
necesitan de 2 a 3 horas para la excreción renal).
La vía principal de excreción son los riñones, a través de los cuales se elimina un promedio
de 1 litro diario.
A través de las heces se elimina de 0 a 1 litros por día; las pérdidas insensibles corresponden
a 0.5 l/día, a través de los pulmones se elimina 0.3 l/día y con el sudor 0.1l/día.
El sudor es hipotónico con respecto al plasma.
Balance Hídrico
Ingresos diarios
Egresos diarios
Líquidos ingeridos: 2,100ml
Orina: 1,400 ml
Agua metabólica: 200 ml
Sudor: 100 ml
Heces: 100 ml
Insensibles:
Cutáneas: 350 ml.
Pulmonares 350 ml
2,300 ml
2,300 ml
Regulación de la osmolaridad y volumen de los líquidos orgánicos
Pequeñas variaciones (1% a 2%) activan mecanismos que ajustan la osmolaridad a valores
normales.
1. Mecanismo reflejo
Estímulos
Hiper o hipoosmolaridad
Receptor
Osmorreceptores en el hipotálamo
Centro
Hipotálamo (Núcleos supraópticos y paraventriculares).
Efector
Riñón
Vías
Sanguíneas
Osmorreceptores
NSP y NPV
 Síntesis de
 Osmolaridad
(Hipotálamo)
ADH
vol osm intracelular
 Permeabilidad al agua, 
reabsorción y  osm.
Almacenada en neurohipófisis
y liberada a la sangre
Unión ADH - receptor en
túbulos
colectores
del
nefrón.
2. Mecanismo de la sed
Mecanismos de Regulación de Volumen
Estímulos
Receptores
Hiper o hipovolemia que causan estiramiento de la pared de la cámara cardiaca
o del vaso sanguíneo.
Barorreceptores de las áreas de baja presión (son mecanorreceptores en la
pared auricular y vasos pulmonares).
10
Efector
Riñón (túbulo proximal y nefrón distal).
Hipovolemia
Pa y perfusión en riñón
 Reabsorción de
Na+ y H2O
 Secreción de renina
(arteriola eferente)
 SRAA
Principales hormonas que participan en la regulación de volumen son:
Aldosterona
 Reabsorción de Na+ y H2O en los túbulos colectores corticales y
medulares.
Factor Natriurético Atrial  Reabsorción de Na+ en el nefrón distal.
Angiotensina II
 Reabsorción de Na+ en el túbulo proximal.
Natriurética
 Reabsorción renal de Na+.
* Tanto la aldosterona como la ADH participan en la regulación de volumen y osmolaridad.
Sin embargo se acepta que la aldosterona es la hormona más importante en la regulación de
volumen y la ADH la más importante en la regulación de la osmolaridad.
Para que el equilibrio osmótico se restablezca en el organismo (después de un cambio) se
requiere de 30 minutos, tiempo necesario para la acción reguladora de los mecanismos
hormonales.
11
Mecanismos fisiológicos que participan en la regulación del volumen del LEC
Sudoración – Hemorragia – Diarrea - Vómito
 Volumen Circulante Efectivo
 Presión Arterial
Baroreceptores
Vasculares
Renal
Alta Presión
Seno Carotídio
Arco Aórtico
Baja Presión
Aurícula
Circuito Pulmonar
Grandes Venas
Arteriola Aferente
Perfusión Renal
AYG  Renina
  Angiotensina II
 Frecuencia de
descarga
 Distensión
 Aldosterona
 Descarga
Simpática
Aurícula
(cardiocitos)
 ADH
Sed  aumenta
ingesta de agua
 Excreción
de agua
 Excreción de Sodio
 Volumen Circulante Efectivo
12
 FAN