Ósmosis y su papel fisiológico
La presión osmótica no existe por sí misma; surge exclusivamente en el límite de dos medios líquidos separados por una membrana semipermeable. La propiedad principal de dicha membrana es que permite el libre paso de las moléculas de agua, pero retiene las sustancias disueltas en ella.
El proceso de movimiento dirigido del agua se denomina ósmosis. El líquido siempre se desplaza a través del gradiente osmótico: desde la zona con menor concentración de sustancia disuelta hacia la zona con mayor concentración. El agua tiende a «diluir» la solución más concentrada.
En el organismo humano, esta diferencia de presiones actúa como el principal motor del intercambio hídrico. Gracias al gradiente osmótico se garantiza el intercambio de agua entre:
- el tracto gastrointestinal y la sangre;
- el lecho vascular y el líquido intersticial;
- el líquido intersticial y el intracelular;
- la sangre y la orina.
Es importante destacar que las presiones osmótica y oncótica tienen una naturaleza física completamente distinta a la de la presión hidrostática o la presión parcial de los gases.
Unidades de medida
En la fisiología normal moderna, para evaluar los líquidos biológicos se emplea la unidad de medida miliosmolo (mosm).
La unidad básica, 1 osmolo (osm), es igual a la presión generada por 1 gramo-molécula de una sustancia disuelta en 1 litro de agua. Para comprender la magnitud de esta fuerza física: la presión osmótica de 1 osm/l es equivalente a una presión colosal de 22,4 atm. La relación entre unidades es estándar: 1 osmolo equivale a 1000 miliosmolos.
Indicadores de la sangre arterial
En la práctica clínica y de laboratorio, la presión osmótica se estudia principalmente en la sangre arterial y venosa. Esto se debe a que dichos indicadores son fundamentales para evaluar la presión en los tejidos, y la toma de la muestra es sencilla.
Para la sangre arterial, la presión total normal es de 300 mosm. Se divide en dos fracciones:
- Parte principal (electrolitos): Se forma debido a las capas de hidratación de los iones. Los cationes (principalmente el sodio) representan 140 mosm, y los aniones (cloruros, bicarbonatos), 130 mosm. Los iones clave son el sodio, el cloro y los bicarbonatos.
- Parte menor (no electrolitos): Constituye tan solo 30 mosm. Esta porción es generada por sustancias como la glucosa, la urea, el colesterol y las proteínas.
Dinámica en el lecho venoso
Los indicadores de la sangre venosa difieren de los de la arterial. Posee una presión osmótica más alta. Esto ocurre debido a la llegada constante de productos metabólicos desde los tejidos hacia el lecho vascular.
- En estado de reposo: el indicador se encuentra en un nivel de 310–315 mosm/l.
- Durante el esfuerzo físico del organismo: la liberación activa de metabolitos provoca un aumento de la presión de hasta 330 mosm/l.
Papel de la presión oncótica
Una parte específica de la presión osmótica se define como presión oncótica. Es la fuerza con la que las proteínas plasmáticas de la sangre atraen agua hacia sí.
Su valor se expresa tradicionalmente en milímetros de mercurio. En condiciones normales, es de 25–30 mmHg (equivalente a 1,3–1,8 mosm/l). Como se puede ver en las cifras, el valor de la presión oncótica es mucho menor que el de la presión osmótica total.
A pesar de sus modestos valores absolutos, esta fuerza desempeña un papel fundamental en el intercambio continuo de agua entre la sangre y los tejidos. Asimismo, la presión proteica actúa como un factor crucial en el proceso de formación de la orina, asegurando una filtración adecuada del plasma en los glomérulos renales.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué fracciones específicas de las proteínas plasmáticas contribuyen en mayor medida a la generación de la presión oncótica?
La mayor contribución a la presión oncótica de la sangre es aportada por las albúminas. Son proteínas de masa molecular relativamente baja que se sintetizan principalmente en el hígado. Su concentración normal es de 40–45 g/l. Las albúminas determinan la presión oncótica (coloidosmótica) de la sangre con un valor de aproximadamente 25 mmHg; la diferencia de presiones contrarresta la presión hidrostática y retiene el líquido en el lecho vascular. En caso de pérdida masiva de albúminas a través de los riñones, se desarrollan edemas «renales», y durante la inanición, edemas «por desnutrición».
¿De qué manera afecta la presión oncótica a la filtración de la orina primaria en los riñones?
La presión oncótica de la sangre se opone a la filtración de la orina primaria en la cápsula de Bowman- cápsula glomerular. Las proteínas plasmáticas normalmente no atraviesan la barrera de filtración glomerular, permanecen en el lecho vascular y atraen agua hacia sí por fuerza de ósmosis, reteniéndola dentro del vaso. El valor de esta fuerza en los capilares glomerulares es de aproximadamente 30 mmHg. Este valor se resta de la presión arterial hidrostática al calcular la presión neta de filtración (PNF). La disminución de la presión oncótica sanguínea conduce a un aumento patológico de la presión neta de filtración.
¿Qué les ocurre a los eritrocitos al ser colocados en una solución hipertónica o hipotónica?
En una solución hipotónica con respecto a la sangre (<0,9%) se produce hemólisis: la rotura de las membranas de los eritrocitos. La etapa inicial de la hemólisis ocurre cuando la presión osmótica desciende a 3,5–3,9 atm, y la hemólisis completa se produce a 2,5–3,0 atm. En una solución hipertónica con respecto a la sangre (>0,9%) se desarrolla plasmolisis: la deshidratación de los eritrocitos. Al administrar soluciones en el torrente sanguíneo, el tejido muscular o el canal espinal, es necesario evitar el «conflicto osmótico».
La ósmosis es la «sed» de una solución. El agua siempre fluye hacia donde hay más sustancias disueltas («sales») para hidratar el medio más concentrado.
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la diferencia principal entre la presión osmótica y la hidrostática?
La presión hidrostática está relacionada con la presión mecánica del líquido sobre las paredes del vaso. La presión osmótica tiene una naturaleza física diferente y surge únicamente cuando existe una membrana semipermeable y una diferencia en la concentración de sustancias.
¿Por qué la presión osmótica es más alta en la sangre venosa?
Al pasar a través de los tejidos, la sangre venosa recoge los productos del metabolismo celular. La aparición de partículas disueltas adicionales aumenta de forma natural la presión de 300 a 310–330 mosm/l.
¿Qué iones generan la mayor parte de la presión osmótica plasmática?
Los electrolitos desempeñan el papel principal debido a sus capas de hidratación. Los iones clave son el sodio (catión), así como los cloruros y los bicarbonatos (aniones).
¿Para qué sirve la presión oncótica si es tan pequeña?
Las proteínas plasmáticas (que generan 25–30 mmHg) no pueden abandonar el lecho vascular, por lo que actúan como una esponja, reteniendo agua en el interior de los vasos y regulando el proceso de filtración de la orina primaria en los riñones.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de formación de las capas de hidratación de los iones de sodio y cloro en el plasma sanguíneo.
- Influencia de la concentración de glucosa y urea sobre la fracción no electrolítica de la presión.
- Comparación de la presión osmótica en el plasma sanguíneo, la linfa y la sangre capilar.
- Fisiología de la filtración renal bajo la acción del gradiente oncótico.
- Fisiopatología de los edemas ante la disminución de la cantidad de proteínas plasmáticas.
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