Biblioteca · Fisiología de Bolsillo · Edición de revisión
1. Homeostasis, líquidos corporales y membranas
1.1 Homeostasis y control por retroalimentación
Fuente principal: Hall y Hall, 14.ª ed. (2021); Koeppen y Stanton, 8.ª ed. (2023).
Objetivos
- Explicar la retroalimentación negativa con sus cuatro elementos: variable, sensor, centro integrador y efector.
- Calcular los compartimentos de agua corporal de un adulto y predecir hacia dónde se mueve el agua cuando cambia la osmolalidad.
- Distinguir difusión simple, difusión facilitada, transporte activo primario y secundario.
Conceptos clave
La homeostasis es el mantenimiento del medio interno (el líquido extracelular que baña a las células) dentro de límites compatibles con la vida. Casi todos los sistemas de control funcionan por retroalimentación negativa: un sensor detecta la desviación de una variable respecto a su valor de referencia, un centro integrador compara y un efector produce una respuesta que se opone al cambio. La ganancia de un sistema expresa qué tanto corrige: la corrección dividida entre el error que persiste. Los barorreceptores, por ejemplo, amortiguan los cambios bruscos de presión arterial en segundos, pero no fijan la presión a largo plazo; eso lo hace el riñón.
La retroalimentación positiva amplifica el cambio y sólo es útil cuando el proceso debe terminar en un evento: el pico de hormona luteinizante antes de la ovulación, las contracciones uterinas del parto (reflejo de Ferguson) o la cascada de la coagulación. Fuera de esos casos, un círculo vicioso de retroalimentación positiva es enfermedad: en el choque grave, la caída del gasto cardíaco reduce el flujo coronario, lo que deprime más al corazón.
1.2 Compartimentos y composición de los líquidos
Fuente principal: Hall y Hall, 14.ª ed. (2021); Costanzo, 7.ª ed. (2022).
En un adulto, el agua corporal total es cerca del 60 % del peso (menor en mujeres, en ancianos y en personas con más tejido adiposo; mayor en el recién nacido). Dos tercios están dentro de las células (líquido intracelular, 40 % del peso) y un tercio fuera (líquido extracelular, 20 %). El extracelular se divide en intersticial (tres cuartas partes) y plasma (una cuarta parte, alrededor del 5 % del peso).
Regla 60-40-20: agua total 60 % del peso; intracelular 40 %; extracelular 20 % (intersticial 15 % y plasma 5 %)
El líquido extracelular es rico en sodio, cloro y bicarbonato; el intracelular, en potasio, fosfatos y proteínas. La diferencia la mantiene la bomba de sodio y potasio (ATPasa de Na⁺/K⁺), que saca 3 Na⁺ y mete 2 K⁺ por cada ATP. Como el sodio casi no entra a las células, el sodio y sus aniones acompañantes determinan la osmolalidad extracelular y, con ella, el volumen de las células.
Osmolalidad plasmática calculada ≈ 2 × Na⁺ + glucosa/18 + nitrógeno ureico/2.8 (mg/dL); normal ≈ 285-295 mOsm/kg
El agua cruza libremente casi todas las membranas y se mueve hacia el compartimento con mayor osmolalidad efectiva (tonicidad). Si se pierde agua pura, ambos compartimentos se contraen; si se infunde solución salina isotónica, todo el volumen queda fuera de las células; si se da agua libre (o solución glucosada al 5 %, cuya glucosa se metaboliza), dos tercios terminan dentro de las células.
| Solución o pérdida | Efecto sobre los compartimentos |
|---|---|
| Salina isotónica (0.9 %) | Aumenta sólo el extracelular; el intracelular no cambia |
| Glucosada al 5 % | Equivale a agua libre: se reparte entre ambos, dos tercios dentro de las células |
| Salina hipertónica | Aumenta el extracelular y saca agua de las células |
| Diarrea isotónica | Contrae el extracelular sin cambiar la osmolalidad |
| Sudor o fiebre sin reponer agua | Pérdida hipotónica: sube el sodio y se contraen ambos compartimentos |
Precaución: la urea atraviesa las membranas y no es osmol efectivo; una urea alta eleva la osmolalidad medida pero no deshidrata a las células. La glucosa, en cambio, sí es efectiva cuando falta insulina, y en la hiperglucemia grave saca agua de las células y diluye el sodio.
1.3 Transporte a través de las membranas
Fuente principal: Koeppen y Stanton, 8.ª ed. (2023).
La membrana es una bicapa de fosfolípidos permeable a gases y moléculas liposolubles, que la cruzan por difusión simple según la ley de Fick: el flujo aumenta con el gradiente, el área y la permeabilidad, y disminuye con el grosor. Los iones y las moléculas polares necesitan proteínas. Los canales forman poros selectivos que se abren por voltaje, por un ligando o por estiramiento; los transportadores cambian de conformación y se saturan (difusión facilitada, como el GLUT para la glucosa).
El transporte activo primario gasta ATP directamente (bomba de Na⁺/K⁺, bomba de calcio, ATPasa de H⁺/K⁺ del estómago). El transporte activo secundario usa el gradiente de sodio que creó la bomba: en el cotransporte el sustrato viaja en el mismo sentido que el sodio (SGLT1 del intestino, que absorbe glucosa con sodio) y en el contratransporte en sentido contrario (intercambiador de Na⁺/Ca²⁺ del miocardio).
Correlación clínica: el suero oral funciona porque el cotransportador de sodio y glucosa del intestino sigue activo durante la diarrea por toxinas; al absorber sodio con glucosa, el agua lo sigue. La digoxina inhibe la bomba de Na⁺/K⁺, aumenta el sodio intracelular, frena la salida de calcio por el intercambiador y así aumenta la contractilidad.
1.4 Repaso del capítulo
Errores frecuentes
- Pensar que la solución glucosada al 5 % expande el plasma: una vez metabolizada la glucosa, es agua libre y casi todo termina fuera del espacio vascular.
- Confundir osmolalidad con tonicidad: la urea eleva la primera, pero no la segunda.
- Creer que la retroalimentación positiva siempre es dañina: en la ovulación y el parto es indispensable.
Perlas
Repaso del capítulo: 20 preguntas
Elija una sola respuesta en cada pregunta. La clave y su explicación están al final del capítulo.
1. En un sistema de control fisiológico, ¿qué elemento produce la respuesta que se opone al cambio?
A) El sensor
B) El centro integrador
C) El efector
D) El valor de referencia de la variable
2. ¿Cómo se calcula la ganancia de un sistema de control?
A) Error que persiste dividido entre la corrección
B) Corrección dividida entre el error que persiste
C) Corrección multiplicada por el error inicial
D) Valor de referencia menos la variable medida
3. Un paciente tiene cambios bruscos de presión al levantarse que se corrigen en segundos. ¿Qué sistema los amortigua?
A) Los barorreceptores
B) El riñón por la natriuresis
C) La aldosterona suprarrenal
D) La hormona antidiurética
4. En el choque grave, la caída del gasto reduce el flujo coronario y deprime más al corazón. ¿Qué tipo de asa es?
A) Una retroalimentación negativa eficaz que corrige el gasto
B) Un círculo vicioso de retroalimentación positiva
C) Una respuesta anticipatoria normal
D) Un control de ganancia infinita estable
5. ¿Cuál de estos procesos usa retroalimentación positiva fisiológica?
A) El control de la glucemia por insulina
B) Las contracciones uterinas del parto
C) El barorreflejo al ponerse de pie
D) La sudoración ante el calor
6. ¿Qué porcentaje del peso es agua corporal total en un adulto?
A) Cerca del 40 %
B) Cerca del 20 %
C) Cerca del 80 %
D) Cerca del 60 %
7. Una mujer de 80 años y un joven musculoso pesan lo mismo. ¿Quién tiene menos agua corporal total?
A) El joven musculoso
B) Ambos tienen la misma cantidad
C) Depende sólo de la estatura
D) La mujer de 80 años
8. Un hombre de 70 kg: ¿qué volumen de agua hay dentro de sus células?
A) Unos 14 litros
B) Unos 28 litros
C) Unos 42 litros
D) Unos 3.5 litros
9. ¿Qué fracción del líquido extracelular corresponde al plasma?
A) Tres cuartas partes
B) La mitad
C) Dos terceras partes
D) Una cuarta parte
10. ¿Qué ion predomina en el líquido intracelular?
A) El sodio
B) El cloro
C) El potasio
D) El bicarbonato
11. ¿Cuántos iones mueve la bomba de Na⁺/K⁺ por cada ATP?
A) Saca 2 Na⁺ y mete 3 K⁺
B) Saca 3 K⁺ y mete 2 Na⁺
C) Saca 1 Na⁺ y mete 1 K⁺
D) Saca 3 Na⁺ y mete 2 K⁺
12. Un paciente tiene Na⁺ 140 mmol/L, glucosa 90 mg/dL y BUN 14 mg/dL. ¿Cuál es su osmolalidad calculada?
A) Unos 290 mOsm/kg
B) Unos 250 mOsm/kg
C) Unos 310 mOsm/kg
D) Unos 330 mOsm/kg
13. A un paciente se le infunde 1 L de solución salina al 0.9 %. ¿Dónde queda ese volumen?
A) Todo en el compartimento extracelular
B) Dos tercios dentro de las células
C) La mitad dentro y la mitad fuera
D) Todo dentro del espacio intracelular
14. Un paciente recibe solución salina hipertónica. ¿Qué ocurre con sus células?
A) Ganan agua del extracelular
B) No cambian de volumen porque la sal no entra
C) Pierden agua hacia el extracelular
D) Ganan sodio y se hinchan
15. Un trabajador suda mucho en el campo sin beber agua. ¿Qué espera de su sodio y sus compartimentos?
A) Sodio bajo y expansión del intracelular
B) Sodio alto y contracción de ambos compartimentos
C) Sodio normal y sólo menos plasma
D) Sodio bajo y contracción del extracelular por la sal perdida
16. Un paciente con diabetes descompensada tiene glucosa muy alta y sodio bajo. ¿Qué lo explica?
A) La glucosa arrastra sodio hacia la orina por diuresis osmótica
B) La glucosa bloquea la bomba de Na⁺/K⁺
C) El sodio entra a las células con la glucosa
D) La glucosa saca agua de las células y diluye el sodio
17. Según la ley de Fick, ¿qué disminuye el flujo por difusión simple?
A) Un mayor gradiente de concentración
B) Una mayor área de intercambio
C) Un mayor grosor de la membrana
D) Una mayor permeabilidad
18. ¿Qué característica distingue a un transportador de un canal?
A) Cambia de conformación y se satura
B) Forma un poro siempre abierto
C) No es selectivo para su sustrato
D) Funciona sólo con ATP directo
19. ¿Cuál de estos es transporte activo primario?
A) La ATPasa de H⁺/K⁺ del estómago
B) El SGLT1 del intestino
C) El intercambiador Na⁺/Ca²⁺ cardíaco
D) El GLUT de la membrana
20. Un fármaco bloquea el intercambiador de Na⁺/Ca²⁺ del miocardio. ¿Qué tipo de transporte se afecta?
A) Cotransporte activo secundario
B) Transporte activo primario
C) Contratransporte activo secundario
D) Difusión facilitada saturable
Clave del repaso
1. C. El sensor detecta, el centro integrador compara y el efector corrige.
2. B. La ganancia expresa qué tanto corrige un sistema: corrección entre error residual.
3. A. Los barorreceptores amortiguan los cambios rápidos; el riñón fija la presión a largo plazo.
4. B. La retroalimentación positiva fuera de sus usos fisiológicos es enfermedad.
5. B. El reflejo de Ferguson amplifica las contracciones hasta el parto.
6. D. Regla 60-40-20: agua total 60 %, intracelular 40 %, extracelular 20 %.
7. D. El agua corporal es menor en mujeres, ancianos y personas con más tejido adiposo.
8. B. El intracelular es el 40 % del peso: 0.4 × 70 = 28 L.
9. D. El extracelular es tres cuartos intersticial y un cuarto plasma.
10. C. El intracelular es rico en potasio, fosfatos y proteínas.
11. D. La bomba es electrogénica: 3 Na⁺ fuera y 2 K⁺ dentro.
12. A. 2 × 140 + 90/18 + 14/2.8 = 280 + 5 + 5 = 290 mOsm/kg.
13. A. La salina isotónica no cambia la osmolalidad y queda en el extracelular.
14. C. La hipertónica aumenta el extracelular y saca agua de las células.
15. B. El sudor es una pérdida hipotónica: sube el sodio y se contraen ambos.
16. D. Sin insulina la glucosa es osmol efectivo y diluye el sodio.
17. C. El flujo aumenta con gradiente, área y permeabilidad y disminuye con el grosor.
18. A. Los transportadores, como el GLUT, cambian de forma y tienen un máximo de transporte.
19. A. El activo primario gasta ATP directamente.
20. C. El intercambiador usa el gradiente de sodio en sentido contrario al calcio.
Referencias
- Hall JE, Hall ME. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th ed. Elsevier; 2021.
- Koeppen BM, Stanton BA, Hall JM, Swiatecka-Urban A. Berne & Levy Physiology. 8th ed. Elsevier; 2023.
- Costanzo LS. Physiology. 7th ed. Elsevier; 2022. Cap. 1.
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