Agua en el cuerpo: líquido intracelular y extracelular

Transcripción

1 KILO POR KILO, EL CUERPO contiene más agua que cualquier otro componente. Después del oxígeno, el agua es el ingrediente más importante para la vida; sin ella, los procesos biológicos, y la vida, cesan en cuestión de días. Como el cuerpo humano no puede almacenar este nutriente (nutrimento) esencial, es necesario reponer en forma regular el agua que se pierde del cuerpo. Las necesidades varían, según la actividad física, condiciones ambientales (p. ej., temperatura y humedad), características individuales y consumo de nutrientes, sobre todo proteínas y minerales. Muchos minerales también son vitales para la salud. Estas sustancias inorgánicas son cruciales para un gran número de funciones corporales, incluido el metabolismo celular, transmisión de impulsos nerviosos, crecimiento y desarrollo (figura1). Las dietas típicas en los países desarrollados contienen cantidades suficientes de la mayor parte de los minerales, ya sea como componentes naturales de los alimentos o como aditivos mediante el enriquecimiento y la fortificación. Aunque las deficiencias graves de minerales son raras en las naciones desarrolladas, muchas personas tienen consumos inferiores al óptimo de algunos minerales, como el calcio, potasio, hierro y yodo, así como consumo mayor al recomendado de otros, como el sodio. Las deficiencias de ciertos minerales se mantienen como un problema importante de salud pública en los países menos desarrollados. Figura 1.

2 El agua y los minerales participan en muchos procesos del cuerpo. A menudo, los minerales se dividen en dos categorías: minerales mayores y oligoelementos. Los primeros están presentes y se requieren en mayores cantidades en el cuerpo. Incluyen sodio, potasio y cloro, que son muy importantes para mantener el equilibrio del agua e iones en las células. Los otros minerales mayores son calcio, fósforo, magnesio y azufre. Las necesidades dietéticas de los oligoelementos, como hierro y cinc, son pequeñas comparadas con las de minerales mayores. Agua Cada uno de los billones de células del cuerpo contiene y está rodeada por agua; por tanto, no es sorprendente que el mantenimiento de la cantidad adecuada y el equilibrio del agua en el cuerpo sean esenciales para la vida. Un adulto puede sobrevivir varias semanas sin alimento, pero sólo varios días sin agua. Esta diferencia en el tiempo de supervivencia entre el alimento y el agua ocurre debido a que el cuerpo tiene reservas de carbohidratos, grasas, proteínas, vitaminas y minerales, pero no de agua. Agua en el cuerpo: líquido intracelular y extracelular El agua es el componente más grande del cuerpo humano, constituye 50 a 75% del peso corporal, según la edad y el contenido de grasa. El contenido de agua es mayor en lactantes y niños, y disminuye con la edad. Cerca de 55% del peso corporal del adulto es agua; eso es casi 40 L en una persona que pesa 73 kg. Los individuos delgados tienen mayor porcentaje de agua corporal que los obesos, ya que el tejido magro contiene casi 73% de agua, mientras que el adiposo sólo contiene 20%. El agua corporal se encuentra en dos compartimientos: el intracelular, o dentro de las células, y el extracelular, o fuera de las células (figura-2). Casi dos tercios del agua corporal se encuentran en el compartimiento intracelular. El resto es líquido extracelular, que a su vez se divide en dos compartimientos: líquido intersticial, que está entre las células, y líquido intravascular, que es el líquido de la sangre y la linfa. Figura-2.

3 Compartimientos líquidos del cuerpo. El volumen líquido total es cercano a 40 L. El líquido dentro de estos compartimientos no es agua pura; también contiene sustancias disueltas como solutos. Los solutos más abundantes son electrólitos que se forman cuando las sales como el cloruro de sodio o el fosfato de potasio, se disocian en la solución y forman iones (p. ej., formas de NaCl, Na + y Cl ). Los principales electrólitos con carga positiva (cationes) y los electrólitos con carga negativa (aniones) que se encuentran en cada compartimiento de líquido varían (cuadro 14-1). El líquido intracelular contiene principalmente cationes potasio y magnesio, junto con aniones fosfato de carga negativa. En el líquido extracelular predominan el catión sodio y el anión cloro, junto con bicarbonato (HCO 3 ). Cuadro Electrólitos en líquidos intracelular y extracelular Nota: los ácidos orgánicos y proteínas también contribuyen con cargas positivas y negativas en los líquidos corporales.

4 Electrólito Compuesto que se separa en iones en el agua y que, a su vez, es capaz de conducir una corriente eléctrica. Se incluye en sodio, cloro y potasio. Ion Átomo con diferencia en el número de protones y electrones. Los iones negativos (aniones) tienen más electrones que protones y poseen una carga negativa; los iones positivos (cationes) tienen más protones que electrones y poseen una carga positiva. Mantenimiento del equilibrio intracelular y extracelular El cuerpo controla la cantidad de agua de cada compartimiento, sobre todo mediante las concentraciones de electrólitos en los compartimientos. Un mecanismo de compuertas muy sofisticado que incluye mecanismos de bombeo transmembrana mantiene el volumen del agua intracelular y extracelular, así como las concentraciones de electrólitos en límites bastante estrechos. Por ejemplo, una proteína específica localizada en la membrana celular puede bombear iones potasio e iones sodio hacia fuera de la célula (figura 14-3). Esta bomba de sodiopotasio utiliza energía para desplazar cada ion en contra de su gradiente de concentración. Figura-3.

5 Bomba de sodio-potasio. Una bomba de sodio-potasio tiene una proteína de transporte transmembrana que utiliza energía para transportar iones Na y K a través de la membrana de una región con baja concentración a una de alta concentración. Esto mantiene la concentración alta de Na + fuera de la célula y la concentración alta de K + en el interior de la misma. El transporte activo continuo puede dividirse en cuatro pasos. Funciones del agua Por sus características químicas y físicas únicas, el agua tiene varias funciones en el cuerpo. El mantenimiento del volumen sanguíneo y el transporte de nutrientes y oxígeno en el cuerpo dependen del agua. Ésta es la base para que fluyan líquidos sintetizados a través del cuerpo, como la saliva, bilis y líquido amniótico (el líquido que rodea al feto en crecimiento dentro del útero femenino). El agua no se puede comprimir, por lo que ayuda a la formación de lubricantes en las rodillas y otras articulaciones. También sirve como solvente en muchos

6 procesos metabólicos y participa en forma activa como reactivo en muchas reacciones químicas. Por ejemplo, el agua es necesaria para la hidrólisis del disacárido sacarosa en los monosacáridos glucosa y fructosa. Sacarosa + H2O glucosa + fructosa Otras dos funciones importantes son la regulación de la temperatura y la eliminación de productos de desecho. Regulación de la temperatura El mantenimiento de la temperatura corporal en un intervalo estrecho permite al cuerpo funcionar bien, sobre todo las enzimas. Las temperaturas corporales sólo unos cuantos grados arriba o debajo de la normal pueden dañar los sistemas corporales, incluso causar la muerte. El agua del cuerpo ayuda a mantener la temperatura en este intervalo de dos maneras. Primera, el agua tiene una elevada capacidad de calor (calor específico). Esto ocurre porque las moléculas del agua tienen una fuerte atracción entre sí y se requiere una cantidad relativamente grande de calor para vencer dicha atracción (figura 14-5). Considere el calentamiento de cantidades iguales de aceite y de agua en sartenes separados en una estufa. El aceite se calienta con mayor rapidez que el agua porque las moléculas de grasa no tienen una atracción fuerte entre sí: el aceite tiene un calor específico más bajo.