Práctica 5 Efecto de soluciones PDF

PRÁCTICA NÚMERO 5 EFECTO DE SOLUCIONES DE DIFERENTE OSMOLALIDAD SOBRE ERITROCITOS INTRODUCCIÓN: Las membranas celulares cumplen muchas funciones: sirven de límite a la célula y permiten un intercambio de materiales entre la célula y los líquidos que la rodean, es decir...

PRÁCTICA NÚMERO 5 EFECTO DE SOLUCIONES DE DIFERENTE OSMOLALIDAD SOBRE ERITROCITOS INTRODUCCIÓN: Las membranas celulares cumplen muchas funciones: sirven de límite a la célula y permiten un intercambio de materiales entre la célula y los líquidos que la rodean, es decir ayuda al mantenimiento de la integridad química, eléctrica y osmótica de la célula. El proceso de selección es sumamente refinado para que sólo pasen los materiales apropiados; esta selección se logra por transporte activo y por la naturaleza de las membranas, de modo que sólo permiten el paso de ciertas moléculas; por esto a las membranas se les considera semipermeables. Tanto las membranas de células vegetales como de animales permiten el paso de moléculas de agua a través de los “canales iónicos selectivos de agua o acuaporinas” (descubiertos por Agre & MacKinnon premios Nobel de Química en 2003); pero no de los solutos de cualquier tipo. Si se usa una membrana para separar una solución diluida de otra concentrada, se registrará un flujo neto del solvente hacia el lado más concentrado, el sistema se mueve para igualar concentraciones. Cuando las concentraciones llegan a ser iguales, ya no se registra un flujo neto del solvente en ningún sentido a través de la membrana. Al flujo neto del solvente que va de la solución diluida hacia la más concentrada, atravesando una membrana semipermeable lo conocemos con el nombre de ósmosis, este es un importante factor en los procesos fisiológicos. La tendencia para el desplazamiento de moléculas de solvente a la región con mayor concentración de solutos puede evitarse al aplicar presión a la solución más concentrada. La presión necesaria para evitar la migración de solvente es la presión osmótica de la solución y es directamente proporcional al número de partículas en solución. La concentración de partículas con actividad osmótica suele ser expresada en términos de osmoles. Un osmol (osm) equivale al peso molecular en gramos de una sustancia dividida entre el número de partículas en movimiento libre que cada molécula libera a la solución. Para las soluciones biológicas, más a menudo se utilizan los miliosmoles (mosm = 0.001osm). Si el soluto es un compuesto no ionizable, como la glucosa, la presión osmótica es una función del número de moléculas de glucosa presentes. Si el soluto se ioniza cada ión es una partícula con actividad osmótica, por ejemplo, el NaCl podría disociarse en iones de Na+ y Cl-, de forma que cada mol en la solución proporcionaría 2 osm. La osmolaridad es el número de osmoles por litro de solución (p. ej. plasma), en tanto que la osmolalidad es el número de osmoles por kilogramo de solvente. La osmolaridad se ve afectada por el volumen de diversos solutos en la solución y por la temperatura, en tanto que la osmolalidad no. Las sustancias con actividad osmótica en el cuerpo se disuelven en agua y la densidad de esta es de 1, de forma que las concentraciones osmolales pueden expresarse en términos de osmoles por kilo (Osm/Kg) de agua y en el organismo la osmolaridad se expresa en miliosmoles por litro. La concentración osmolal puede ser determinada por la siguiente fórmula: Osm = Na x 2 +Glu/18 + Urea/5.6 El intervalo de la osmolalidad en el plasma es de 285 a 295 mOsm/Kg. El término tonicidad se utiliza para describir la osmolalidad de una solución con respecto al plasma. De tal manera que las soluciones pueden clasificarse como sigue: Tabla 1. Tonicidad de las soluciones respecto al plasma TIPO DE SOLUCIÓN CONCENTRACIÓN TONICIDAD Isotónicas 285 – 295 mosm/Kg Misma que el plasma Hipertónicas > 295 mosm/Kg Mayor que el plasma Hipotónicas < 285 mosm/Kg Menor que el plasma Todas las soluciones que al principio son isoosmóticas con el plasma (es decir, todas aquellas que tienen la misma presión osmótica que el plasma) permanecerán isotónicas de no ser por el hecho de que algunos solutos se difunden hacia las células y otros se metabolizan. Así, una solución salina al 0.9% permanece isotónica porque no existe desplazamiento neto de partículas con actividad osmótica de la solución hacia las células y las partículas no se metabolizan. Por otra parte, una solución glucosada al 5% es considerada hipotónica, sin embargo, al momento en el que se administra por vía intravenosa, la glucosa sufre un rápido metabolismo, de forma que el efecto neto es la aplicación de una solución más hipotónica. Los principales solutos no electrolíticos del plasma son glucosa y urea, que en condiciones habituales se encuentran en equilibrio con las células, su participación con la osmolalidad suele ser cercana a 5 mOsm/Kg pero suele ser mucho mayor en estados de hiperglucemia o uremia. La osmolalidad plasmática total es importante para valorar la deshidratación, hidratación excesiva y otras anomalías de líquidos y electrolitos. El agua es el componente que se halla en mayor proporción en los seres vivos. Con una excepción para el tejido adiposo, que contiene sólo cerca de un 10% de agua. De esta manera, la obesidad tiene un impacto importante en la cantidad de agua que contiene un individuo. Existe una diferencia en el género, porque las mujeres tienen en proporción más grasa corporal que el hombre. Esto significa que la mujer contiene menos agua en proporción a su peso corporal con relación al hombre. Por lo tanto, podemos decir que la cantidad de agua depende del género, la edad y la superficie corporal. En la siguiente tabla se puede apreciar la variación de agua entre los niños y los adultos de ambos géneros. Tabla 2. Agua corporal total (como % del peso corporal) Complexión Niño % Hombre % Mujer % Delgado 80 65 55 Medio 70 60 50 Obeso 65 55 45 El total de los líquidos corporales está distribuido en dos grandes compartimentos: el líquido extracelular y el líquido intracelular como se ilustra en la siguiente figura: Figura 1. Distribución del agua corporal. Existen circunstancias que modifican la constancia de los líquidos corporales, algunos de los factores que pueden hacer que los volúmenes de líquido extracelular e intracelular cambien intensamente son: la deshidratación, la pérdida de grandes cantidades de líquido por el tracto gastrointestinal (diarrea y vómito) o cualquier situación que cause pérdida de líquidos y electrolitos. Las indicaciones de la fluidoterapia intravenosa (IV) van a ser todas aquellas situaciones en las que existe una severa alteración de la volemia, del equilibrio hidroelectrolítico o ambos, y que requieren medidas de actuación urgentes encaminadas a restaurar la volemia y el equilibrio hidroelectrolítico alterado, también se puede utilizar para mantener una vena permeable o en aquellos pacientes en terapia intensiva que no pueden ingerir alimentos por vía oral. La tabla 3 muestra algunos estados clínicos donde puede ser indicada la fluidoterapia. Tabla 3. Fluidoterapia intravenosa (IV) Hemorrágico Shock hipovolémico No hemorrágico (quemaduras, deshidratación, 3er espacio) Depleción de líquido extracelular Vómito Diarrea Fistulas Ascitis (3er espacio) Íleo Trastornos renales Depleción acuosa Reducción de ingesta: coma Aumento de perdida: sudoración excesiva, diabetes insípida, ventilación mecánica, etc. Depleción salina Diuréticos Nefropatías Perdidas digestivas Insuficiencia suprarrenal Hipernatremia Causas renales Causas extrarrenales Diabetes insípida Las soluciones que se aplican de forma IV pueden clasificarse en dos grandes grupos, cristaloides y coloides: Las soluciones cristaloides son soluciones electrolíticas y/o azucaradas que permiten mantener el equilibrio hidroelectrolítico, expandir el volumen intravascular y en caso de contener azúcares aportar energía. Pueden ser hipo, hiper e isotónica respecto del plasma. Su capacidad de expandir volumen está relacionada de forma directa con las concentraciones de sodio. El 50% del volumen infundido de una solución cristaloide tarda como promedio unos 15 min en abandonar el espacio intravascular y dentro de las más utilizadas tenemos: 1. Cloruro de sodio al 0.9 %. Estas soluciones están indicadas como una fuente de agua y electrólitos, en la depleción del volumen extracelular y sodio por diuresis excesiva, gastroenteritis o restricción de sal y deshidratación. 2. Cloruro de sodio al 0.9 % y dextrosa al 5 %. Está indicada en todos aquellos pacientes que requieran electrólitos y aporte energético, se emplea en desequilibrio hidroelectrolítico por diarrea y/o deshidratación, terapia de líquidos en pacientes con intervención quirúrgica. 3. Dextrosa al 5 % y 10 %. Están indicadas como una fuente de agua y calorías, cuando sea necesario la administración de agua libre de sodio o se desee mantener una vena permeable. 4. Hartman con dextrosa al 2.5%, 5% y 10% y Hartman sin dextrosa. Están indicadas en estados en que hay pérdida de agua y electrolitos (sodio, potasio, calcio, magnesio, cloro y lactato) y además tiene un aporte calórico, cuando tiene dextrosa, son utilizadas en casos de deshidratación, vómito, diarreas y pacientes post-quirúrgicos, shock hipovolémico, fístulas y acidosis. En la tabla 4 se describe la composición de soluciones cristaloides más utilizadas. Tabla 4. Composición de soluciones cristaloides más utilizadas en la práctica clínica. Las soluciones coloides son soluciones que contienen partículas de alto peso molecular en suspensión por lo que actúan como expansores plasmáticos. Estas partículas aumentan la osmolaridad plasmática por lo que se retiene agua en el espacio intravascular, esto produce expansión del volumen plasmático y al mismo tiempo una hemodilución, que mejora las propiedades reológicas sanguíneas, favoreciendo la perfusión tisular. Los efectos hemodinámicos son más duraderos y rápidos que los de las soluciones cristaloides. Están indicadas en caso de sangrado activo, pérdidas proteicas importantes o bien cuando el uso de soluciones cristaloides no consigue una expansión plasmática adecuada. En situaciones de hipovolemia suelen asociarse a los cristaloides en una proporción aproximada de 3 unidades de cristaloides por 1 de coloide. En esta clasificación las más utilizadas son: 1. Albúmina y coloides artificiales. Son oncóticamente activos. 2. Intralipid 10%. Está indicado como una fuente de energía y ácidos grasos esenciales en pacientes que requieren alimentación parenteral y como una fuente de ácidos grasos esenciales cuando ocurran deficiencias. 3. Travasol 8.5 %, aminoácidos con y sin electrolitos. Estas soluciones inyectables están indicadas como auxiliar para prevenir la pérdida de nitrógeno o en el tratamiento del balance de nitrógeno negativo en pacientes en donde: no se pueda o no se debe utilizar el tracto gastrointestinal por vía oral, gastrostomía o yeyunostomía; en casos de problemas de malabsorción; cuando se incrementan sustancialmente los requerimientos metabólicos de proteínas, como es el caso de quemaduras extensas. Figura 2. Tipos de Soluciones. OBJETIVOS: 1. Describir el movimiento del solvente basado en los cambios morfológicos que sufren los eritrocitos al ser sometidos a soluciones de diferente osmolalidad. 2. Analizar los cambios en el volumen del paquete eritrocitario generados por acción de la presión osmótica ejercida sobre la membrana de los eritrocitos, al colocarlos en soluciones salinas con diferente osmolalidad. 3. Identificar las diferentes soluciones administradas por vía intravenosa y en qué casos se utilizan. MATERIAL: Tubos de ensaye de 13x100 mm. Pipetas 1 mL y 5 mL. Pipeta de transferencia. Tubo Vacutainer (tapón lila). MATERIAL BIOLÓGICO: Sangre. REACTIVOS: Solución de cloruro de sodio 0.45 %. Solución de cloruro de sodio 0.90 %. Solución de cloruro de sodio 1.80 %. EQUIPO: Centrífuga clínica. MÉTODO: Obtención de la muestra: 1. En condiciones antisépticas extraer la muestra de sangre con el tubo vacutainer (tapón lila) y homogenice por inversión de 8 a 10 veces. 2. Posteriormente centrifugar a 2500 r.p.m. durante 10 minutos y al terminar retire el tapón. A continuación, con la pipeta de transferencia deseche el líquido sobrenadante (plasma). 3. Preparación de los eritrocitos: Realizar el lavado de los eritrocitos (por duplicado) de la siguiente manera: a) Agregue 3 mL de solución isotónica al paquete globular. b) En forma suave y por inversión homogenice la suspensión. c) Centrifugue 3 minutos a 3500 r.p.m. y deseche el sobrenadante con la pipeta Pasteur. 4. Efecto de soluciones de diferente osmolalidad: a. Rotular 3 tubos con los nombres de hipotónica, isotónica e hipertónica respectivamente.  b. Agregar a cada tubo 2 mL de la solución correspondiente. c. Por las paredes del tubo agregar 0.5 mL del paquete globular ya lavado. d. Mezcle la suspensión de cada tubo en forma suave y por inversión. e. Déjese reposar por 3 minutos, mezcle por inversión el tubo en forma suave. f. Centrifugar durante 3 minutos a 3500 r.p.m. g. Observar sobrenadantes. 5. Observar el volumen del paquete globular y comparar los tubos. RESULTADOS Llenar la tabla como se indica: A. Anotar la concentración de cloruro de sodio (%) utilizado en cada tubo. B. Según lo observado, describir cómo se encuentra el paquete globular respecto al tubo que contiene solución isotónica (aumentado, normal o disminuido) C. Anotar las observaciones. Solución Hipertónica Isotónica Hipotónica Concentración de cloruro de sodio (%) Volumen del paquete globular CUESTIONARIO: 1. Calcular tu contenido de agua y su distribución de acuerdo con tu peso.  2. Cuando un individuo sano sufre deshidratación por diuresis excesiva, gastroenteritis (vómito y diarrea). ¿Qué tipo de solución se administra y por qué? 3. Define qué es el líquido intersticial. 4. Menciona ejemplos de las moléculas contenidas en las soluciones coloides artificiales utilizadas en fluidoterapia CASO CLÍNICO Paciente masculino de 51 años es llevado a urgencias, debido a un accidente automovilístico con una hemorragia en la pierna derecha, provocando un shock hipovolémico, el médico encargado lo observa frío, sudoroso, obnubilado y agitado. Al tomar sus signos vitales presenta taquicardia (FC 130 l.p.m), hipotensión (70/40 mmHg) e hipotermia (35,6°C). De acuerdo con el caso conteste: 1. ¿Qué es un shock hipovolémico, porque se produce? 2. ¿Qué tipo de solución administrarías y por qué? Bibliografía 1. Barrett K. E., et al. Fisiología médica Ganong. (2016). 25ª Edición. Editorial Mc Graw Hill. 2. Fluidoterapia en urgencias y emergencias. Muñoz Alonso M.A. Hospital – Clínico Universitario de Málaga. 3. Boron W.F., et al. Fisiología médica. (2017). 3ª Edición. Editorial ELSEVIER.