Los actos quirúrgicos se efectúan en áreas específicas de los hospitales, en donde se cuenta con instalaciones diseñadas para facilitar el aislamiento bacteriológico. En la misma zona están instalados los servicios de apoyo tecnológico y material para que las Intervenciones se realicen en condiciones óptimas. Estas medidas pretenden asegurar el control bacteriológico del ambiente.

• UBICACIÓN

Es recomendable ubicar a la unidad quirúrgica en sitios de fácil acceso, que tengan comunicación expedita con las áreas de medicina crítica y los departamentos de servicios auxiliares y subcentrales en los que se concentran los recursos técnicos de uso inmediato. No debe haber tránsito para personal y equipos que sean ajenos a su función de sala de operaciones, sin dejar de asegurar rutas de evacuación en caso de contingencias, temblor o incendio.

• DISEÑO

El diseño de una sala de operaciones ha planteado un problema singular debido a que se trata de una instalación que requiere el apoyo de material complejo, que circula en ella personal sano, enfermos, equipos y demás. Al mismo tiempo, debe impedir la contaminación de las heridas y la transmisión de padecimientos, además de asegurar al mínimo el aislamiento bacteriológico.

• SALA DE OPERACIONES PARA CIRUGÍA AMBULATORIA

El número y tipo de salas de operaciones depende de la naturaleza de la especialidad y de la población que cubre. En una proporción creciente de intervenciones quirúrgicas, el área de quirófanos y las instalaciones se proyectan para atender a pacientes que no necesitan cuidados prolongados de hospitalización porque pueden regresar a sus domicilios pocas horas después de ser operados, ayudados por personal de enfermería y por sus familiares.

• SALAS DE CIRUGÍA PARA PACIENTES HOSPITALIZADOS

Se trata de instalaciones en donde se efectúan operaciones en pacientes quienes por sus condiciones preoperatorias y posoperatorias deben pasar al menos una noche hospitalizados y tienen mayor dependencia del personal. Algunos están incapacitados para caminar y para atender sus necesidades elementales, otros enfermos son incapaces de respirar de manera espontánea durante varias horas o días, y requieren atención especializada con vigilancia estrecha. 

AREAS DE RESTRICCIÓN

Las áreas de quirófanos se distribuyen en áreas de restricción o de protección que tienen por objeto poner barreras al acceso de fuentes de contaminación bacteriana a la sala de operaciones propiamente dicha.

Características de la sala de operaciones

• El área debe ser de 38 m cuadrados es suficiente para la mayoría de las operaciones, a excepción de algunos procedimientos especializados en los que se usa equipo adicional, en los cuales se requieren superficies mayores. El consenso afirma que áreas mayores de 60 m cuadrados dejan de ser funcionales.
• Las paredes y el techo de la sala de operaciones, al igual que el resto de las superficies, deben ser lisos; se construyen con material duro, no poroso, resistente al fuego, impermeable, resistente a las manchas y a las grietas, y de fácil limpieza. Se prefiere que los quirófanos estén pintados de color claro, mate, para que no fatiguen la vista. Es recomendable que la altura de la habitación sea de 3.3 m para dar espacio suficiente a las complicadas lámparas de iluminación.
• Los pisos deben ser resistentes al agua, lisos y conductores moderados de la electricidad para impedir acumulación de cargas electrostáticas en los muebles y las personas. 
• Las puertas por lo general deben ser lisas, de tipo vaivén para poder abrirlas en los dos sentidos y lavar sus dos superficies deben estar provistas de una ventanilla y medir 1.5 m de ancho como mínimo para permitir el paso holgado de una cama camilla.
• Los estudios sobre la presencia de gérmenes en el aire de las salas de operaciones son numerosos y muy antiguos.
• Los sistemas de renovación del aire están adaptados para proporcionar temperatura y humedad constantes que se regulan a 20 ºC con humedad de 50%.
• La sala no debe tener luz natural debido a que se proyectan sombras y se hacen contrastes brillantes.

Mobiliario básico de la sala de operaciones

Se trata de impedir el ingreso de vida microscópica extraña a los sitios donde es necesario abrir una brecha temporal en las barreras defensivas del organismo. Si se desea saber cómo surgió el concepto de asepsia aplicada a la técnica del quirófano, es importante considerar los antecedentes.

En una operación de magnitud media participan al menos cinco personas: el cirujano, un ayudante o segundo cirujano, un instrumentista, un anestesiólogo y un circulante.

• Presentación del personal
• Es indispensable que todas las personas relacionadas con el ejercicio de la cirugía tengan el hábito del aseo personal. Deben usar las uñas cortas y sin esmalte que oculte falta de limpieza o que pudiera albergar gérmenes en sus fisuras.

• Pijama quirúrgico
• El personal que ingresa a la zona gris viste pijama quirúrgico reglamentario, el cual consiste en ropa ligera de algodón, recién lavada en las instalaciones especiales del hospital se usa también de manera exclusiva en los quirófanos y no se debe guardar en los guardarropas para ser utilizado otra vez sin lavarse.

• Gorro y cubrebocas
• La cabeza se cubre con un gorro de teta que oculta todo el cabello para impedir que caiga en zonas estériles; si el sujeto tiene el cabello largo, debe usar cubrepelo especial con resorte o un turbante.

• Calzado y botas
• Se recomienda que el calzado sea cómodo y lavable, de color blanco o de tonos claros. Los usuarios deben desinfectarlo con regularidad y destinarlo para uso exclusivo en la zona de quirófanos. La suela puede ser de cuero o de material conductor para evitar la acumulación de cargas eléctricas estáticas en el cuerpo.

Lavado y antisepsia de la piel

CINCO MOMENTOS DEL LAVADO DE MANOS

Reglas generales de la técnica estéril

• El punto de partida consiste en saber identificar cuáles objetos están estériles y cuáles no.
• Si hay duda sobre la esterilidad de un objeto, se debe considerar no estéril.
• El grupo que viste ropa y guantes estériles sólo toca objetos y áreas estériles. El grupo no estéril sólo maneja objetos con superficies no estériles. En el grupo estéril sólo se consideran estériles los guantes, la porción de la manga que cubre los antebrazos y la parte baja del peto de la bata. El resto de la bata es zona amortiguadora y el doble peto, que tiende a desaparecer porque se hace mal uso de éste; no es una bolsa para descansar las manos.
• El grupo estéril siempre mantiene las manos a la vista, por abajo de los hombros y encima del nivel de la cintura.
• Las manos se mantienen lejos de la cara y los codos junto a los costados del cuerpo.
• Las mesas son estériles sólo a nivel de la cubierta.
• El grupo no estéril se mantiene alejado más de 50 cm de los objetos estériles y nunca extiende las manos sobre ellos.
• El campo estéril se prepara antes del momento en que ha de usarse. El grupo no estéril debe abstenerse de pasar entre dos personas u objetos estériles.
• Es necesario hacer el mayor esfuerzo para mantener la esterilidad del campo por todo el tiempo que dure la intervención.

• Es la condición en la que deben estar todos los instrumentos que puedan entrar en contacto con la brecha que abre la cirugía en el sistema defensivo del organismo. Entonces, un instrumento estéril es el utensilio adecuado para tratar una herida, puesto que no será el vehículo que deposite microbios en ella.

Nombre tomado del griego, en el que la a es privativa y equivale a «sin”, y sepsis que tiene el significado de «putrefacción». En el sentido opuesto, los objetos sépticos son los que están evidentemente sucios o sépticos.

CALOR SECO

La elevación de la temperatura hasta alcanzar niveles incompatibles con la vida es el mecanismo más antiguo de esterilización; sin embargo, tiene el inconveniente de que deteriora los objetos que se desean esterilizar, y su uso se limita a artículos que se han de eliminar o a cristalería y materiales que toleran temperaturas muy altas.

Flama directa

Este quemador consume gas butano y aire para producir una flama la cual en su porción alta alcanza temperaturas hasta de 1500 ºC. Las asas de platino del laboratorio de microbiología se esterilizan al exponerlas a la flama directa; el procedimiento es confiable para la manipulación de cultivos y siembras en medios de cultivo. No se aplica en cirugía porque deteriora los Instrumentos.

Incineración

Tiene utilidad cuando al mismo tiempo que se desea destruir a los gérmenes se pretende eliminar el material séptico o contaminado. Es una forma rápida de eliminar fómites que sean susceptibles de combustión, así como de cuerpos de animales de experimentación, entre otros. El equipo consiste en un horno con quemadores de gas y una cámara secundaria que completa el proceso a altas temperaturas; los humos se conducen a una chimenea equipada para evitar contaminar el aire. Su Instalación en cualquier país está sujeta a normas para preservar la calidad del ambiente.

Hornos y estufas

La estufa consiste en una cámara dotada de un elemento calefactor, por lo general de resistencias electricas. Por ser el aire un mal conductor del calor, se permite que penetre poco a poco durante la esterilización, ya que el horno está dispuesto de tal manera que
favorezca la circulación del mismo mediante el uso de ventiladores que lo implene a velocidad elevada con flujo horizontal para uniformar las temperaturas interiores que alcanzan hasta 250 •c. Las paredes de la estufa o del horno se encuentran provistas de aislamiento térmico y de un sistema de enfriamiento para refrigerar después de esterilizar, así como filtros de alta eficiencia para filtrar el aire que sustituye los cambios de volumen y presión.

CALOR HÚMEDO

Es el método de esterilización más usado ya que este calor penetra más y facilita la coagulación de las proteínas bacterianas. Algunas de las ventajas son su bajo costo y la ausencia de residuos tóxicos. Una desventaja puede ser el largo tiempo de proceso.

Pasteurización

En la ultrapasteurización la temperatura se eleva a 138 y 150 ºC por 1 o 2 segundos. Si la leche se almacena en empaques estériles y herméticos en estas condiciones, el producto conserva muchas de sus propiedades y se puede almacenar por meses sin necesidad de refrigeración. Dicho procedimiento no confiere esterilidad y no tiene uso en cirugía.

Tindalización

se utiliza calentamiento intermitente de líquidos con una  exposición es a 100 ºC durante 20 minutos por tres días consecutivos. Se emplea para esterilizar medios de cultivo, azúcares y gelatinas; se basa en el principio de que un primer calentamiento destruye las formas bacterianas vegetativas y las formas de resistencia
que sobreviven germinarán por estar en un medio favorable; sin embargo, serán destruidas en calentamientos sucesivos.

EBULLICIÓN Y VAPOR DE AGUA

Consiste en sumergir en agua las jeringas hipodérmicas de cristal e instrumentos quirúrgicos, y elevar la temperatura hasta alcanzar el punto de ebullición y sostenerla por 15 minutos. Por este medio se destruyen las bacterias no esporuladas y las formas vegetativas de los patógenos.

• Limpieza y desinfección manual: El instrumentista responsable, usando guantes de hule gruesos y limpios, lava con agua y detergente, fricciona con un cepillo, aclara el agua y seca los instrumentos. Se sumergen los instrumentos en recipientes apropiados que contienen detergente o agentes químicos descontaminantes como el glutaraldehído a 0.5 por ciento. Se lavan con agua estéril. Se secan con pistolas de aire.

• Limpieza y desinfección mecánica o ultrasónica: En la fase de lavado mecánico, la temperatura del agua no debe exceder los 45 ºC para que no se coagulen las albúminas, si las hubiera. En la fase de aclarado la temperatura debe llegar a los 75 o 90 ºC. El lavado con ultrasonido es uno de los métodos que parece llenar todas las exigencias. Se siguen los cuatro pasos básicos y el tercero de ellos se hace sumergiendo los instrumentos en una cuba equipada con un generador ultrasónico con frecuencia de 35 kHz, a la que se dejan expuestos durante 3 o 5 minutos. Las ondas ultrasónicas crean presión negativa en la superficie de los instrumentos contenidos en el baffo, las cuales eliminan la suciedad.

Empaquetado

Los bultos se preparan con una cubierta protectora que mantiene su interior estéril.

Cubierta textil: Se confeccionan lienzos cuadrados de diferentes dimensiones hechos con cuatro capas de la tela cosidas en sus bordes. El paquete típico se hace colocando los artículos por esterilizar en el centro del lienzo; su eje mayor debe estar orientado a los ángulos del cuadrado. El ángulo más próximo a la persona que hace el bulto se dobla cubriendo los instrumentos y la punta resultante se hace regresar en dos pliegues; las dos puntas laterales se doblan del mismo modo y, por último, el pico restante, el opuesto a la persona que hace el bulto, se enreda sobre los otros tres para asegurar la firmeza del paquete sin apretarlo. Enseguida, el bulto se coloca en un segundo lienzo y se repite la maniobra, de manera que se obtiene una doble cubierta de algodón, permeable al vapor y bastante gruesa para no permitir el paso de polvo y microbios por varias semanas.

Cubierta de papel: Material rugoso y resistente al que se conoce como papel de “grado médico”, el cual se utiliza en la preparación de paquetes de cubierta doble; en algunas instituciones ya sustituye a los lienzos de algodón y con ellos se sigue la misma técnica de preparación y abertura que se hace con los de este material.

Contenedor metálico: De acero inoxidable de forma hexaedrica se emplean cada vez más en el empacado de los instrumentos que se organizan y protegen en juegos de especialidades. Dentro del contenedor se acomodan y protegen estos instrumentos con separadores metálicos o no metálicos, diseñados para el juego de cada especialidad. 

ESTERILIZACIÓN

ESTERILIZACIÓN POR FILTRACIÓN

Los materiales de filtración son construidos en forma de “bujía” hechos de materiales porosos, como tierra de diatomáceas fosilizadas, infusorios, asbestos y yeso, entre otros, o los filtros franceses de porcelana hechos con caolín y arena. Se fabrican en diversos grados de porosidad que en bacteriología son útiles para estimar las dimensiones de los cuerpos bacterianos, los cuales se miden en micrómetros y en milésimas de micrómetro. 

ESTERILIZACIÓN POR RADIACIÓN

ESTERILIZACIÓN POR MEDIOS QUÍMICOS

Liser introdujo el uso del ácido carbólico se generalizó la aplicación e investigación de antibacterianos. Todas las sustancias químicas, elementales o compuestas, en suficiente grado de pureza y concentración, son incompatibles con la vida bacteriana.

Fenol: La piel circundante debe ser protegida con un lubricante. En esas concentraciones es bacteriostático, pero arriba de 1 % es bactericida. Su eficacia disminuye en medios alcalinos y en presencia de jabones. Es probable que su acción se deba a que desnaturaliza y coagula las proteínas, y destruye la membrana celular; tiene acción tóxica y daña la piel íntegra.

Alcoholes

• Etanol: es bactericida para todos los patógenos corrientes, pero es casi inactivo contra las esporas secas. El alcohol actúa precipitando las proteínas y cuando se aplica de manera breve a la piel no causa daño, pero resulta irritante si se deja por largo tiempo.
• Alcohol isopropílico: eficaz sin diluir, es mejor disolvente de las grasas.
• Alcohol metílico y clorbutanol: Se usan en bacteriología y en la industria farmacéutica, el último como preservativo de fármacos.

Aldehídos

• Formaldehido: Conservar muestras de tejidos y cadáveres, aunque es buen desinfectante. Ataca al grupo amino de las proteínas y en su forma acuosa, conocida como formalina, es eficaz contra bacterias, hongos y virus.
• Glutaraldehído: Sus soluciones acuosas amortiguadas, de pH alcalino, son intensamente bactericidas, esporicidas y viricidas; sin embargo, en esta presentación son necesarias 10 horas para destruir esporas secas

Halógenos y sus derivados

• Yodo: El elemento yodo es mortal para bacterias y virus; su acción es muy potente y rápida en ausencia de materia orgánica. En grandes diluciones de 1:200 000 sólo necesita 15 minutos para matar todas las formas vegetativas de las bacterias; diluido en alcohol a 1% es efectivo como antiséptico sobre la piel porque el alcohol aumenta su capacidad de penetración.
• Yodoforos: La yodopovidona es un antiséptico relativamente libre de toxicidad e irritación y en solución jabonosa es útil para el lavado de manos y el baño prequirúrgico de los pacientes. La solución tópica está recomendada para la curación de las heridas y no debe utilizarse como desinfectante.
• Cloro: se utiliza para potabilizar el agua y controlar la población bacteriana en depósitos y albercas; su importancia radica en la aplicación en salud pública, pero no tiene uso en cirugía en su forma elemental. Tiene acción bactericida, y con el agua forma ácido hipocloroso, el cual en medios neutros o ácidos tiene fuertes propiedades antibacterianas.
• Hipoclorito: son inestables y deben estar siempre recién preparadas, su uso resulta poco práctico y es frecuente que se usen para limpiar los pisos y mesas.

Sales de metales pesados

• Sales de mercurio: Entre los mercuriales inorgánicos se encuentran el cloruro mercúrico, óxido amarillo de mercurio, bicloruro de mercurio y otros compuestos que tienen poco uso porque traspasan la piel y su uso crónico puede causar intoxicación. Los mercuriales orgánicos están entre las primeras sustancias utilizadas como antisépticos; el mercurocromo es el menos eficaz de los antisépticos, aunque se le encuentra todavía en el mercado, pero a punto de desaparecer. 
• Sales de plata: El nitrato de plata en solución a 0.5% es muy activo contra grampositivos, y se empleó en el manejo de heridas infectadas con actividad polimicrobiana. No tiene gran toxicidad, tiñe de oscuro todo aquello que queda en contacto con la sustancia. En la actualidad se usa la sulfadiacina argéntica, que tiene acción destacada contra Pseudomonasen el tratamiento de las quemaduras extensas, siempre en combinación con antibióticos o bacteriostáticos

Agentes antioxidantes

• Peróxido de hidrogeno: Es muy inestable y se descompone con la luz, y al contacto con el aire y con los tejidos libera oxígeno gaseoso en efervescencia que desprende los coágulos y los tejidos necróticos de las heridas. Su acción germicida es breve y débil.

Colorantes

• Los colorantes, como el verde brillante, el violeta cristal, el violeta de genciana y el azul de metileno, entre otros, son moderadamente bactericidas.

Los daños que llegan a sufrir los tejidos como consecuencia de agresiones físicas, químicas o biológicas, reciben el nombre genérico de lesiones. Las lesiones presentan alteraciones más o menos profundas de la forma y función de los tejidos y órganos, que varían según el tipo de agente agresor, la magnitud del daño y la naturaleza del tejido o de los tejidos que resultaron afectados.

Las heridas son lesiones ocasionadas por traumatismo mecánico en las que se observa rotura o interrupción de la continuidad de los tejidos blandos,3 y cuando el tejido lesionado es rígido o semirrígido, a la solución de la continuidad se le conoce como fractura.

1. El proceso de sanar en los tejidos lesionados es una compleja cascada de eventos celulares, los cuales son coordinados por mediadores solubles y conducen a su restitución física y funcional.
2. La cicatrización en cada tejido tiene características propias, pero todos los tejidos sanan por mecanismos similares que cursan por las fases de inflamación, migración celular, proliferación, depósito de matriz y remodelación.
3. El cirujano debe conocer los factores locales, los factores sistémicos y las causas técnicas que pueden obstaculizar la evolución normal del proceso.
4. Los resultados óptimos se obtienen con la evaluación integral del paciente, de la herida y la aplicación de las mejores técnicas de práctica clínica.
5. La cicatrización anormal por exceso o por defecto plantea problemas clínicos en los que la genética, los factores del paciente y una buena técnica son determinantes.
6. Se espera que los avances en la comprensión de los factores de crecimiento, en la ingeniería de tejidos y de los materiales de curación enriquezcan el armamentario del cirujano.

 Clasificación de las heridas según su causa

Los medios mecánicos de agresión son múltiples, y entre ellos se encuentra el corte o incisión que hace el cirujano como parte del procedimiento. Las heridas se clasifican de acuerdo con la causa que las produce:

1. Heridas por instrumento punzocortante. Aquellas causadas por un objeto de borde filoso (como un cuchillo) o de extremidad aguda (como un clavo o punzón).
2. Heridas por contusión. Son ocasionadas cuando un objeto plano o de bordes redondeados golpea los tejidos blandos o cuando el cuerpo del individuo es proyectado con cierta velocidad sobre superficies planas que detienen de manera brusca su movimiento de aceleración.
3. Heridas por proyectil de arma de fuego. Los proyectiles acelerados por armas de fuego ocasionan lesiones complejas que difieren según las características del arma y de los propios proyectiles, los cuales pueden ser de alta velocidad y expansivos.
4. Heridas por machacamiento. Resultan cuando los tejidos son comprimidos entre dos superficies.
5. Heridas por laceración. Estas heridas se producen cuando los tejidos son arrancados.
6. Heridas por mordedura. Difieren en sus características y dependen de la especie animal que las produce. Entre las más comunes están las ocasionadas por otro humano, las cuales suelen inocularse con flora bacteriana múltiple; las mordeduras por cánidos suelen recibir cuidado especial por la posible transmisión del virus rábico. Las mordeduras por animales venenosos producen agresiones biológicas complejas.

Clasificación de las heridas según su profundidad

1. Excoriación. Lesión superficial que afecta la epidermis y en general cicatriza regenerando en forma íntegra el epitelio, sin dejar huella visible.
2. Herida superficial. Es aquella que involucra a la piel y al tejido adiposo hasta la aponeurosis.
3. Herida profunda. Afecta los planos superficiales, la aponeurosis, e(músculo y puede lesionar vasos, nervios y tendones.
4. Herida penetrante. Herida que lesiona los planos superficiales y llega al interior de las grandes cavidades. se les llama penetrante al abdomen, penetrante al tórax y penetrante al cráneo.

 Heridas según su estado bacteriológico

1. Herida tipo l. Herida limpia. Es la herida donde no hay contaminación exógena ni endógena, y en la que se supone que no habrá infección.
2. Herida tipo II. Herida limpia contaminada. Es una herida en la cual el cirujano sospecha que puede haber sufrido contaminación bacteriana, como donde hubo alguna violación de la técnica estéril del quirófano, o un tiempo quirúrgico controlado en que se debió abrir el tubo digestivo, la vía biliar o el aparato urinario, en los cuales se considera que se introdujeron gérmenes viables.
3. Herida tipo III, Herida contaminada. En este tipo de heridas se produjo una contaminación evidente, pero no están inflamadas ni tienen material purulento.
4. Herida tipo IV. Herida sucia o infectada. Es la herida que tiene franca infección evolutiva, por ejemplo, la5 que son resultado de un traumatismo, más de 12 horas de haber sucedido, o la presencia de una fuente séptica muy bien identificada, como la perforación de una úlcera péptica o del apéndice ileocecal con peritonitis purulenta, un absceso que se drena o un segmento de intestino gangrenado.

Fases de la cicatrización

• Fase temprana de inflamación: acumulación de neutrófilos, fase tardía de reparación: acumulación de macrófagos.
• Fase de reparación: formación de tejido granulado.
• Formación de cicatriz y maduración.

Fase proliferativa

La inflamación representa una función de limpieza y preparación, en tanto que la proliferación reconstruye, por lo que las fases no tienen una división cronológica y éstas ocurren de una manera conjunta y armónica, aunque, como en un incendio, no es posible reconstruir cuando todavía no se apaga el fuego.

Epitelización

La respuesta de las células epidérmicas inicia dentro de las primeras 24 horas de sufrida la lesión. A las 12 horas de perder contacto con sus homólogos vecinos, los queratinocitos de los bordes de la herida y de los folículos pilosos o de las glándulas sebáceas se aplanan, forman filamentos de actina en su citoplasma, emiten prolongaciones semejantes a pseudópodos y emigran.Dichas c élulas en migración pueden destruir partículas y limpiar el camino para las células que les han de seguir en la migración. Las células epiteliales son capaces de emigrar sobre las moléculas de colágena, y su mitosis tiene lugar bajo estímulo de los factores de crecimiento epidérmico que son, además, importantes mitógenos de la proliferación celular.

Angiogénesis

El término angiogénesis se utiliza para designar la proliferación de nuevos vasos o neovascularización, o bien, el flujo local de células endoteliales. Los monocitos y los macrófagos producen factores que inducen la formación de nuevos vasos por los que se transporta oxígeno y nutrientes a la herida, y secretan sustancias biológicamente activas,36 estimulados por la baja tensión de oxígeno tisular resultante de la lesión, la presencia de ácido láctico y aminas biógenas.

Matriz de la herida

El tejido herido no sólo está formado por células; también es preciso considerar el espacio extracelular, el cual está lleno de macromoléculas que forman una matriz compuesta por proteínas fibrosas embebidas en gel de polisacáridos, hidratados y secretados por los fibroblastos.

Las proteínas fibrosas tienen dos funciones: algunas son importantes para la estructura, como la colágena y la elastina; en tanto que otras son adhesivas, como la fibronectina y la laminina. El gel está compuesto por polisacáridos (glucosaminoglucanos) ligados a proteínas (proteoglucanos). El gel hidratado facilita la difusión de los nutrientes a las células y es, a la vez, vehículo. Las fibras mantienen la unión y las proteínas adhesivas ayudan a mantener fijas las células entre sí. La fibronectina es una proteína a la que se adhieren muchas moléculas y macromoléculas; es un punto de apoyo de los fibroblastos. La laminina es parte de la lámina basal que promueve los ligandos de las células epiteliales.

Los glucosaminoglucanos identificados en la matriz son el ácido hialurónico, condroitina, heparitina y el queratán, entre otros. Los proteoglucanos están compuestos por una proteína a la que están unidos polisacáridos en covalencia. No se ha dilucidado todavía el sistema que regula la producción de estas proteínas ni la función que desempeñan los proteoglucanos.

Fibroplasia y síntesis de colágenas

Los macrófagos activados estimulan a las células primordiales que están en reposo y que se localizan de manera predominante a lo largo de los vasos más pequeños; estas células indiferenciadas pueden proliferar con rapidez bajo el estímulo y transformarse en las células esenciales de la reparación tisular: versátiles fibroblastos con capacidad para sintetizar las proteínas especializadas de la cicatrización; miofibroblastos con capacidad contráctil y, en algunos lugares, condroblastos y osteoblastos. Los fibroblastos son células altamente especializadas que el estudiante debe distinguir con claridad de los fibrocitos, los cuales son células en reposo sin funciones mayores de síntesis.43 Los fibroblastos aparecen entre 48 y 72 horas después de ocasionada la herida, y son estimulados y regulados por factores quimiotácticos complejos que provienen de los macrófagos presentes en la herida. 44 Son los protagonistas de la proliferación y junto con los nuevos vasos y la matriz, forman el tejido llamado de «granulación», el cual constituye uno de los signos macroscópicos más objetivos y esperados en la evolución de la herida hacia la cicatrización.

Contracción de la herida

La contracción de la herida es el mecanismo biológico por medio del cual las dimensiones de una herida extensa y no suturada disminuyen durante la cicatrización. Es una disminución gradual del área de la herida por retracción de la masa central del tejido de granulación. Las fuerzas contráctiles producidas por este tejido son resultado de la acción de los miofibroblastos que contienen proteínas contráctiles y que se han considerado de manera morfológica y fisiológica una transición entre el fibroblasto y el músculo liso.

Fase de remodelación

Cuando ha sido reparada la rotura de la continuidad de los tejidos, el estímulo ansiógeno disminuye en intensidad y, al parecer, como respuesta a las tensiones elevadas de oxígeno en los tejidos se inicia un periodo en el que la herida madura, la cual presenta remodelación morfológica, también disminuyen la hiperemia y su vascularizad, asimismo se reorganiza el tejido fibroso neoformado. A esto se le llama fase de remodelación y consiste en el descenso progresivo de los materiales formados en la cicatriz, así como en los cambios que experimenta con el tiempo.

Las macromoléculas dérmicas como la fibronectina, el ácido hialurónico, los proteoglucanos y la colágena funcionan como andamio para la migración celular y soporte de los tejidos. Su degradación y remodelación forman un proceso dinámico que continúa mucho tiempo después de que se restaura la continuidad de la piel. El aumento progresivo del depósito de colágena alcanza su máximo entre dos y tres semanas después de la lesión6. Un año después de que se produjo la lesión la fuerza tensil que proporciona la colágena continúa en aumento, pero sin que llegue a superar más de 80% de la que exhiben los tejidos indemnes .De allí se deriva que la fuerza tensil de la cicatriz siempre es menor que la del tejido sano.

Alrededor de 42 días después de la lesión, la cicatriz contiene el total de la colágena que ha de acumular, y por varios años sus propiedades físicas como color, tamaño y flexibilidad, mejoran desde el punto de vista de la función y su aspecto. Este fenómeno es resultado de modulaciones en el tipo de colágena contenida en la cicatriz.

La colágena que más se deposita es la del tipo 3 y, durante un año o más, la dermis en la herida regresa a un fenotipo más estable que consiste en colágena tipo l. Este proceso se logra de manera dinámica mediante síntesis de nueva colágena y lisis de la forma anterior. En el proceso se hacen cambios de orientación de las fibras, en los que por lo general se preservan las que están orientadas en forma paralela a las líneas de tensión.

Tipos de cicatrización

CIERRE POR PRIMERA INTENCIÓN

Es el tipo de evolución que se observa en las heridas en las que no hay complicación, sus bordes son claros y limpios, y sanan en menos de 15 días cuando los tejidos se unen por medio de fijación, como la sutura quirúrgica.

En estos casos, el metabolismo de la colágena es sano, y su estructura brinda la resistencia que asegura la integridad de los bordes recién unidos. La remodelación por la actividad de la colagenasa regula de manera adecuada la degradación de la colágena y se produce una cicatriz lineal fina de apariencia similar a las lineas de la palma de la mano. Las suturas o métodos de fijación de los bordes cumplen un papel temporal de aproximación y soporte. La epitelización es completa y participa en forma menor porque no tiene que cubrir una gran superficie.

CIERRE PRIMARIO RETARDADO

En esta variedad de cierre el cirujano deja por lo general la herida abierta durante varios días con objeto de permitir que se limpie. Una vez establecido el tejido de granulación sano, realiza el cierre quirúrgico en forma diferida o retardada, y se espera que evolucione de modo similar al cierre primario.

Esta técnica se prefiere en la atención de heridas con contenido bacteriano elevado y contaminadas, en las que si se intenta llevar a cabo la unión por primera intención se dejan atrapadas bacterias en altas concentraciones en el interior y en los tejidos no viables que obstaculizan la evolución óptima.

Algunos ejemplos son las heridas producidas por machacamiento o aquellas ocasionadas por el impacto de proyectiles de alta velocidad, así como las heridas en las que el tejido puede estar mortificado sin que sea evidente en la primera inspección.

CIERRE POR GRANULACIÓN

Las escuelas anglosajonas de cirugía llaman a este tipo de evolución cierre secundario o por segunda intención. En México se conoce como cierre por granulación con el fin de evitar confundirla con el cierre retardado, pero también para hacer referencia al tejido granular vascularizado que se observa por tiempo variable en las heridas abiertas que cierran en forrna espontáne. Su evolución toma más de 15 días para sanar debido a que las fuerzas naturales de la contracción son complejas y el epitelio debe cubrir mayor superficie.

HERIDA CRÓNICA ABIERTA

Se denomina así a las lesiones que no cicatrizan en el tiempo normal y, aunque parece un tanto arbitrario, el hecho señala que algo impide el proceso normal y denota que existe el potencial de cicatrización, de modo que está por algún tiempo bloqueado.

El punto crítico en cirugía es identificar la causa subyacente que bloquea el mecanismo normal de la cicatrización, lo que plantea con frecuencia problemas que requieren experiencia y observación. La revisión atenta del proceso demuestra cuántos factores pueden ser causantes de que las heridas no cicatricen.

QUELOIDES

Su nombre se deriva del griego kelís, “mancha”, y eidos, “aspecto”: son cicatrices que contienen exceso de colágena y sobrepasan en forma y tamaño a la lesión original; su superficie es verrucosa, lisa y brillante; distorsionan, sin invadir, las estructuras normales. Algunos autores los consideran tumores cutáneos intradérmicos que ocasionan trastornos estéticos más que funcionales y síntomas como prurito y dolor. Los mecanismos que inducen el depósito exagerado de colágena se desconocen, al igual que la causa de la tendencia a ser más frecuentes en aquellas personas de piel pigmentada o en las de raza negra. Algunas regiones del cuerpo son más susceptibles, por ejemplo, el tórax, las regiones deltoideas, las porciones laterales del cuello, la cara y los pabellones auriculares.

A partir de experimentos controlados se ha sugerido que la señal que genera el depósito exagerado de colágena se origina en las porciones profundas de la dermis, y que las lesiones de la epidermis o de los tejidos dérmicos superficiales, así como las del tejido subcutáneo subyacente, no estimulan la síntesis de colágena en la misma magnitud.

CICATRIZ HIPETRÓFICA

Las cicatrices hipertróficas pueden estar en cualquier parte del cuerpo, presentarse a cualquier edad y, por lo general, son consecuencia de la aproximación inadecuada de los bordes de la piel o por suturas bajo tensión. Incluso se pueden formar por la tensión normal de los músculos cercanos y, además, algunos individuos pueden tener tendencia hereditaria a cicatrizar en forma hipertrófica. Las cicatrices hipertróficas nunca rebasan los límites de la incisión original, más bien tienden a mejorar con el tiempo y responden bien al tratamiento racional.

Hay poco que se pueda hacer para prevenir la hipertrofia una vez que la herida ha cerrado; sin embargo, se puede intentar el manejo estándar: la compresión elástica constante superior a la presión capilar que se debe realizar a 25 mmHg o más para reducir la hiperemia y el edema de la herida.

CICATRIZ RETRÁCTIL O DEFORMANTE

La cicatrización fibrosa y extensa de los tejidos blandos que cubren las articulaciones o que está cercana a los orificios naturales puede limitar los movimientos o, incluso, producir fijación permanente que ocasiona incapacidad física y consecuencias estéticas.

Se observa en la remodelación de las heridas que han tenido pérdida extensa de sustancia o en las quemaduras profundas con destrucción de la dermis en todo su grosor. Esta cicatrización distorsiona la forma y el tamaño de la piel; es de especial importancia en la cara anterior del tórax y del cuello, la palma de la mano, las articulaciones en general, los párpados y los carrillos. Requiere manejo especializado que consiste en la resección inmediata de la quemadura y una combinación de injertos de piel o sustitutos de la misma que el cirujano reconstructivo aplica antes de que se inicie la contracción de la herida.

Las dos glándulas suprarrenales, con un peso aproximado de 4 g cada una, se hallan en los polos superiores de los riñones. cada glándula se compone de dos porciones diferentes, la médula suprarrenal y la corteza suprarrenal. La médula suprarrenal, que ocupa el 20% central de la glándula, se relaciona desde el punto de vista funcional con el sistema nervioso simpático; secreta las hormonas adrenalina y noradrenalina en respuesta a la estimulación simpática. A su vez, estas hormonas provocan casi los mismos efectos que la estimulación directa de los nervios simpáticos en todas las regiones del cuerpo.

Corticoesteroides: mineralocorticoides, glucocorticoides y andrógenos

La corteza suprarrenal secreta los dos tipos principales de hormonas corticosuprarrenales, los mineralocorticoides y los glucocorticoides. Además de estas hormonas, produce pequeñas cantidades de hormonas sexuales, en particular de andrógenos, que inducen los mismos efectos que la hormona sexual masculina testosterona. En general, son de escasa importancia, pero cuando se secretan en grandes proporciones en algunos trastornos de la corteza suprarrenal (como se expondrá más adelante este capítulo), causan los efectos virilizantes consiguientes. Los mineralocorticoides reciben este nombre porque afectan sobre todo a los electrólitos los minerales del compartimiento extracelular, especialmente al sodio y al potasio. Los glucocorticoides se denominan así porque poseen efectos importantes de aumento de la glucemia. Además, influyen en el metabolismo de las proteínas y de los lípidos, con efectos tan importantes para la función del organismo como los que producen sobre el metabolismo de los hidratos de carbono. Se han aislado más de 30 esteroides de la corteza suprarrenal, pero tan solo dos son determinantes para la función endocrina normal del cuerpo humano: la aldosterona, que es el mineralocorticoide principal, y el cortisol, que es el glucocorticoide principal.

La corteza suprarrenal tiene tres capas diferentes:

1. La zona glomerular, una capa delgada de células situada inmediatamente por debajo de la cápsula, contribuye con casi el 15% a la corteza suprarrenal. Estas células son las únicas de la glándula suprarrenal capaces de secretar cantidades importantes de aldosterona porque contienen la enzima aldosterona sintetasa, necesaria para la síntesis de la hormona. La secreción de estas células está controlada sobre todo por las concentraciones de angiotensina II y potasio en el líquido extracelular; ambos estimulan la secreción de aldosterona.
2. La zona fascicular, la zona media y más ancha, representa casi el 75% de la corteza suprarrenal y secreta los glucocorticoides cortisol y corticosterona, así como pequeñas cantidades de andrógenos y estrógenos suprarrenales. La secreción de estas células está controlada, en gran parte, por el eje hipotalámico-hipofisario a través de la corticotropina (ACTH).
3. La zona reticular, la capa más profunda de la corteza, secreta los andrógenos suprarrenales deshidroepiandrosterona (DHEA) y androstenodiona, así como pequeñas cantidades de estrógenos y algunos glucocorticoides. La ACTH también regula la secreción de estas células, aunque en ella pueden intervenir otros factores tales como la hormona corticótropa estimuladora de los andrógenos, liberada por la hipófisis. Sin embargo, los mecanismos que regulan la producción suprarrenal de andrógenos no se conocen tan bien como los de los glucocorticoides y mineralocorticoides.

Todas las hormonas esteroideas humanas, incluidas las producidas por la corteza suprarrenal, se sintetizan a partir del colesterol, Si bien las células de la corteza suprarrenal pueden sintetizar de novo pequeñas cantidades de colesterol a partir del acetato, casi el 80% del colesterol empleado para la síntesis de esteroides proviene de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) del plasma circulante. Las LDL, que transportan altas concentraciones de colesterol, difunden desde el plasma al líquido intersticial para unirse a receptores específicos localizados en estructuras de la membrana de la célula corticosuprarrenal conocidas como depresiones revestidas. Estas depresiones penetran en el citoplasma por endocitosis, transformándose en vesículas que, por último, se fusionan con los lisosomas y liberan el colesterol destinado a la síntesis de los esteroides suprarrenales. El transporte del colesterol a las células suprarrenales está sometido a mecanismos de retroalimentación que pueden modificar en gran medida la cantidad disponible para la síntesis de esteroides. Por ejemplo, la ACTH, que estimula la síntesis de esteroides suprarrenales, incrementa el número de receptores de LDL de la célula corticosuprarrenal y la actividad de las enzimas que liberan el colesterol a partir de las LDL.

Etapas principales de la síntesis de los productos esteroideos más importantes de la corteza suprarrenal: aldosterona, cortisol y andrógenos.

Casi todas estas etapas suceden en dos orgánulos celulares, las mitocondrias y el retículo endoplásmico, pero algunas tienen lugar en las primeras y otras en el segundo. Cada etapa está catalizada por un sistema enzimático específico. Un cambio, incluso de una sola enzima, puede provocar la formación de tipos muy distintos y porcentajes diferentes de hormonas. Por ejemplo, si se altera la actividad de tan solo una enzima de esta vía, se generarán cantidades enormes de hormonas sexuales masculinizantes u otros compuestos esteroideos que normalmente no se encuentran en la sangre. Las fórmulas químicas de la aldosterona y el cortisol, que son las principales hormonas mineralocorticoide y glucocorticoide, respectivamente. la corteza suprarrenal suele secretar pequeñas cantidades de otros esteroides con actividad glucocorticoide, mineralocorticoide o mixta. Por último, se han sintetizado y empleado en diversas formas de tratamiento varias hormonas esteroideas potentes, no sintetizadas por las glándulas suprarrenales en condiciones normales.

• Mineralocorticoides
• Aldosterona (muy potente, supone casi el 90% de toda la actividad mineralocorticoide).
• Desoxicorticosterona (1/30 de la potencia de la aldosterona, aunque se secreta en cantidades mínimas).
• Corticosterona (ligera actividad mineralocorticoide).
• 9α-fluorocortisol (sintético, algo más potente que la aldosterona).
• Cortisol (actividad mineralocorticoide mínima, pero se secreta en grandes cantidades).
• Cortisona (actividad mineralocorticoide mínima). Glucocorticoides • Cortisol (muy potente; es el responsable de casi el 95% de toda la actividad glucocorticoide).
• Corticosterona (proporciona el 4% de la actividad glucocorticoide total, pero es mucho menos potente que el cortisol).
• Cortisona (casi tan potente como el cortisol).
• Prednisona (sintética, cuatro veces más potente que el cortisol).
• Metilprednisolona (sintética, cinco veces más potente que el cortisol).
• Dexametasona (sintética, 30 veces más potente que el cortisol).

Funciones de los mineralocorticoides: aldosterona La deficiencia de mineralocorticoides provoca pérdidas renales intensas de cloruro sódico e hiperpotasemia

La pérdida completa de la secreción corticosuprarrenal puede causar la muerte en un plazo de 3 días a 2 semanas, salvo que la persona reciba un tratamiento salino intensivo o la inyección de mineralocorticoides. Sin mineralocorticoides, la concentración del ion potasio del líquido extracelular experimenta un gran ascenso, el sodio y el cloruro desaparecen enseguida del organismo y el volumen total del líquido extracelular y el volumen de sangre se reducen mucho. Pronto se desarrolla un descenso del gasto cardíaco, que evoluciona a un estado de shock, seguido de la muerte. Toda esta secuencia puede evitarse con la administración de aldosterona u otro mineralocorticoide. En el ser humano, la aldosterona es la responsable de casi el 90% de la actividad mineralocorticoide de las secreciones corticosuprarrenales, pero el cortisol, el principal glucocorticoide secretado por la corteza suprarrenal, también aporta una actividad mineralocorticoide importante. La actividad mineralocorticoide de la aldosterona es alrededor de 3.000 veces mayor que la del cortisol, pero la concentración plasmática de este último es casi 2.000 veces superior a la de la aldosterona. El cortisol puede unirse asimismo a receptores mineralocorticoides con alta afinidad. Sin embargo, las células epiteliales renales expresan la enzima 11β-hidroxiesteroide deshidrogenasa de tipo 2 (11βHSD2), que tiene acciones que evitan que el cortisol active los receptores mineralocorticoides. Una acción de la 11β-HSD2 consiste en convertir el cortisol en cortisona, que no muestra avidez por unirse a receptores mineralocorticoides.

La aldosterona ejerce casi los mismos efectos sobre las glándulas sudoríparas y salivales que sobre los túbulos renales.

Estos dos tipos de glándulas producen una secreción primaria que contiene grandes cantidades de cloruro sódico, aunque gran parte del cloruro sódico se reabsorbe al atravesar los conductos excretores, mientras que los iones potasio y bicarbonato se excretan. La aldosterona aumenta de manera considerable la reabsorción de cloruro sódico y la secreción de potasio por los conductos. El efecto sobre las glándulas sudoríparas reviste interés para conservar la sal del organismo en ambientes cálidos y el efecto sobre las glándulas salivales permite conservar la sal cuando se pierden cantidades excesivas de saliva. Desde hace muchos años se conocen los efectos generales de los mineralocorticoides sobre el organismo, pero se ignora el mecanismo molecular de la acción de la aldosterona incrementa el transporte de sodio en las células tubulares. No obstante, la secuencia celular de acontecimientos que culmina con el aumento de la reabsorción de sodio parece ser la siguiente.

• En primer lugar, la aldosterona difunde de inmediato al interior de las células del epitelio tubular, debido a su liposolubilidad en las membranas celulares.
• En segundo lugar, la aldosterona se une a la proteína receptor mineralocorticoide (MR), una proteína que dispone de una configuración estereomolecular por la que solo la aldosterona o compuestos muy parecidos se unen a ella. Aunque los receptores MR de células epiteliales tubulares renales también poseen una alta afinidad por el cortisol, la enzima 11β-HSD2 convierte normalmente la mayor parte del cortisol en cortisona, que no se une fácilmente a los receptores MR, como se expone anteriormente.
• En tercer lugar, el complejo aldosterona-receptor o algún producto de este complejo difunde al interior del núcleo, donde sufre nuevas alteraciones para, por último, inducir la síntesis de uno o más tipos de ARN mensajero (ARNm) relacionados con el transporte del sodio y del potasio. En cuarto lugar, el ARNm pasa al citoplasma, donde, en colaboración con los ribosomas, induce la formación de proteínas.

Las proteínas así formadas consisten en:

1. una o más enzimas
2. proteínas transportadoras de membrana, cuya presencia conjunta es imprescindible para el transporte de sodio, potasio e hidrógeno a través de la membrana celular.

La regulación de la secreción de aldosterona está tan íntimamente ligada al control de las concentraciones de electrólitos en el líquido extracelular, el volumen del líquido extracelular, el volumen sanguíneo, la presión arterial y muchos aspectos especiales de la función renal que resulta difícil exponerla con independencia de todos ellos. Este tema se expuso con más detalle en los capítulos 29 y 30, a los que se remite al lector. Sin embargo, conviene enumerar aquí los aspectos más relevantes del control de la secreción de aldosterona. La regulación de la secreción de aldosterona por las células de la zona glomerular no depende apenas de la regulación del cortisol o de los andrógenos por las zonas fascicular y reticular.

Se conocen los siguientes cuatro factores que desempeñan una función esencial para la regulación de la aldosterona:

1. El incremento de la concentración de iones potasio en el líquido extracelular aumenta mucho la secreción de aldosterona.
2. El aumento de la concentración de angiotensina II en el líquido extracelular también incrementa mucho la secreción de aldosterona.
3. El incremento de la concentración de iones sodio en el líquido extracelular apenas reduce la secreción de aldosterona.
4. Se necesita ACTH de la adenohipófisis para que haya secreción de aldosterona, aunque su efecto regulador sobre la velocidad de secreción es mínimo en la mayoría de los trastornos fisiológicos.

Funciones de los glucocorticoides

Los mineralocorticoides pueden salvar la vida de los animales sometidos a suprarrenalectomía aguda, pero estos animales no se encuentran ni mucho menos bien. En realidad, los sistemas metabólicos animales de utilización de las proteínas, hidratos de carbono y lípidos están muy alterados. Además, el animal no resiste ningún tipo de estrés físico o mental y cualquier enfermedad leve, como una infección respiratoria, puede causar su muerte. Por tanto, los glucocorticoides ejercen funciones tan esenciales para prolongar la vida de los animales como las de los mineralocorticoides. Estas funciones se expondrán en los siguientes apartados. Al menos el 95% de la actividad glucocorticoide de las secreciones corticosuprarrenales se debe a la secreción de cortisol, también conocido como hidrocortisona.

Efectos del cortisol sobre el metabolismo de los hidratos de carbono

Estimulación de la gluconeogenia El efecto metabólico más conocido del cortisol y de otros glucocorticoides consiste en estimular la gluconeogenia (es decir, la formación de hidratos de carbono a partir de las proteínas y de otras sustancias) en el hígado; el ritmo de gluconeogenia se eleva, a menudo, entre 6 y 10 veces.

Este aumento del ritmo de la gluconeogenia se debe, sobre todo, a los efectos directos del cortisol en el hígado, así como a la antagonización de los efectos de la insulina.

1. El cortisol aumenta las enzimas que convierten los aminoácidos en glucosa dentro de los hepatocitos. Este efecto se debe a la capacidad de los glucocorticoides para activar la transcripción del ADN en el núcleo del hepatocito, de la misma manera que la aldosterona actúa en las células del túbulo renal: se forman ARNm que, a su vez, dan origen al conjunto de las enzimas necesarias para la gluconeogenia.
2. El cortisol moviliza los aminoácidos de los tejidos extrahepáticos, sobre todo del músculo. Por ello, llegan más aminoácidos al plasma, para incorporarse a la gluconeogenia hepática y facilitar la formación de glucosa.
3. El cortisol antagoniza los efectos de la insulina para inhibir la gluconeogenia en el hígado.

El cortisol también reduce, aunque en grado moderado, la utilización de glucosa por la mayoría de las células del cuerpo. Aunque se desconoce la causa exacta de este descenso, un efecto importante del cortisol es la reducción de la translocación de los transportadores de glucosa GLUT-4 en la membrana celular, en especial en las células del músculo esquelético, lo que conduce a resistencia a la insulina. Los glucocorticoides también disminuyen la expresión y la fosforilación de otras cascadas de señalización que influyen en la utilización de la glucosa de forma directa o indirecta al afectar al metabolismo de las proteínas y los lípidos.

El incremento de la glucemia se debe tanto al incremento de la gluconeogenia como a la reducción moderada de la utilización celular de la glucosa. A su vez, el aumento de la concentración de glucosa estimula la secreción de insulina. Sin embargo, la elevación de los valores plasmáticos de insulina no resulta tan eficaz para mantener la glucosa plasmática como en condiciones normales. Por las razones que se expusieron anteriormente, los valores elevados de glucocorticoides reducen la sensibilidad de muchos tejidos, en particular del músculo esquelético y del tejido adiposo, a los efectos favorecedores de la captación y utilización de glucosa característicos de la insulina. Además de los posibles efectos directos de cortisol en la expresión de los transportadores de la glucosa y las enzimas que intervienen en la regulación de la glucosa, las altas concentraciones de ácidos grasos, causadas por el efecto movilizador de los lípidos de sus depósitos por los glucocorticoides, podrían alterar las acciones de la insulina sobre los tejidos. En consecuencia, el exceso de secreción de glucocorticoides provocaría anomalías del metabolismo de los hidratos de carbono, muy parecidas a las observadas en los pacientes con exceso de hormona del crecimiento. El incremento de la glucemia alcanza a veces tal proporción (50% o más sobre el límite normal) que se llega a un estado conocido como diabetes suprarrenal. En esta, la administración de insulina reduce la glucemia solo de manera moderada (no tanto como en la diabetes pancreática), porque los tejidos adquieren resistencia a los efectos de la hormona. Uno de los principales efectos del cortisol sobre los sistemas metabólicos del organismo consiste en el descenso de los depósitos de proteínas de la práctica totalidad de las células del organismo, con excepción de las del hígado. Esta reducción se debe tanto al descenso de la síntesis como a un mayor catabolismo de las proteínas ya existentes dentro de las células. Ambos efectos podrían achacarse a un menor transporte de los aminoácidos a los tejidos extrahepáticos, como se expondrá más adelante; es posible que esta no sea la causa primordial, porque el cortisol también reduce la formación de ARN y la síntesis posterior de proteínas de muchos tejidos extrahepáticos, sobre todo del músculo y del tejido linfático. Cuando existe un gran exceso de cortisol, el músculo puede debilitarse tanto que la persona es incapaz de alzarse cuando se encuentra en cuclillas. Además, las funciones inmunitarias del tejido linfático caen hasta una pequeña fracción de la normalidad.

El cortisol es importante para resistir el estrés y la inflamación

Prácticamente cualquier tipo de estrés, ya sea físico o neurógeno, provoca un aumento inmediato y notable de la secreción de ACTH por la adenohipófisis, seguido unos minutos después de una secreción considerable de cortisol por la corteza suprarrenal.

Efectos antiinflamatorios de las concentraciones altas de cortisol

Cuando un tejido sufre daños a causa de un traumatismo, una infección bacteriana o cualquier otra causa, suele inflamarse. A veces, como ocurre en la artritis reumatoide, la inflamación resulta más nociva que el traumatismo o la enfermedad. La administración de grandes cantidades de cortisol permite, de ordinario, bloquear esta inflamación o incluso revertir muchos de sus efectos, una vez iniciada. La inflamación consta de cinco etapas fundamentales:

1. liberación por las células dañadas del tejido de sustancias químicas que activan el proceso inflamatorio, tales como histamina, bradicinina, enzimas proteolíticas, prostaglandinas y leucotrienos
2. aumento del flujo sanguíneo en la zona inflamada, inducido por alguno de los productos liberados de los tejidos, un efecto que se denomina eritema
3. salida de grandes cantidades de plasma casi puro desde los capilares hacia las zonas dañadas, secundaria a un aumento de la permeabilidad capilar, seguida de la coagulación del líquido tisular, con el consiguiente edema sin fóvea
4. infiltración de la zona por leucocitos,
5. crecimiento de tejido fibroso pasados unos días o semanas, para contribuir a la cicatrización.

Cuando se secretan o inyectan grandes cantidades de cortisol a una persona, el glucocorticoide ejerce dos efectos antiinflamatorios:

1. puede bloquear las primeras etapas del proceso inflamatorio antes incluso de que se inicie una inflamación apreciable
2. si la inflamación ya se ha iniciado, favorecerá su rápida desaparición y acelerará la cicatrización.

El cortisol ejerce los siguientes efectos preventivos de la inflamación:

1. El cortisol estabiliza las membranas lisosómicas: esta estabilización es uno de los efectos antiinflamatorios de mayor interés, porque aumenta la resistencia a la rotura de las membranas de los lisosomas intracelulares. Por tanto, en las células dañadas se produce una importante disminución de la liberación de casi todas las enzimas proteolíticas que inducen la inflamación y que se encuentran normalmente en los lisosomas.
2. El cortisol reduce la permeabilidad de los capilares, quizá como un efecto secundario a la menor liberación de las enzimas proteolíticas: este descenso de la permeabilidad impide la salida de plasma hacia los tejidos.
3. El cortisol disminuye la migración de los leucocitos a la zona inflamada y la fagocitosis de las células dañadas. Sin duda, estas acciones se deben al descenso, inducido por el cortisol, de la síntesis de prostaglandinas y leucotrienos que, de otra manera, incrementarían la vasodilatación, la permeabilidad capilar y la movilidad de los leucocitos.
4. El cortisol inhibe al sistema inmunitario y reduce mucho la multiplicación de los linfocitos, sobre todo de los linfocitos T. A su vez, la menor cantidad de linfocitos T y de anticuerpos en la zona inflamada amortiguan las reacciones tisulares que de otro modo fomentarían la inflamación.
5. El cortisol disminuye la fiebre, sobre todo porque reduce la liberación de interleucina 1 por los leucocitos, uno de los principales estimuladores del sistema termorregulador hipotalámico. Por su parte, el descenso de la temperatura deprime la vasodilatación.

Regulación de la secreción de cortisol por la corticotropina procedente de la hipófisis

La ACTH estimula la secreción de cortisol A diferencia de la secreción de aldosterona en la zona glomerular, controlada sobre todo por el potasio y la angiotensina II que actúan directamente sobre las células de la corteza suprarrenal, la secreción de cortisol está sometida de forma casi exclusiva al control de la ACTH hipofisaria. Esta hormona, llamada también corticotropina o adrenocorticotropina, estimula asimismo la síntesis suprarrenal de andrógenos. Química de la ACTH La ACTH se ha aislado de forma pura de la adenohipófisis. Es un polipéptido grande, correspondiente a una cadena de 39 aminoácidos. Se conoce un polipéptido menor, un producto de la digestión de la ACTH, cuya cadena mide 24 aminoácidos pero que posee todos los efectos de la molécula entera.

De manera idéntica al control de otras hormonas hipofisarias por los factores liberadores del hipotálamo, un factor liberador importante controla la liberación de ACTH. Se llama corticoliberina o factor liberador de corticotropina (CRF). Se secreta hacia el plexo capilar primario del sistema hipofisario portal en la eminencia media del hipotálamo y luego se transporta a la adenohipófisis, donde induce la secreción de ACTH. El CRF es un péptido formado por 41 aminoácidos. Los cuerpos celulares de las neuronas secretoras de CRF se localizan sobre todo en el núcleo paraventricular del hipotálamo. El efecto principal de la ACTH sobre las células corticosuprarrenales consiste en la activación de la adenilato ciclasa de la membrana celular. Esta activación, a su vez, induce la formación de AMPc en el citoplasma; el efecto máximo se alcanza a los 3 min. Por su parte, el AMPc activa las enzimas intracelulares que sintetizan las hormonas corticosuprarrenales. Se trata de un ejemplo adicional de la actuación del AMPc como segundo mensajero hormonal. El paso más importante de todos los estimulados por la ACTH para controlar la secreción corticosuprarrenal es la activación de la enzima proteína cinasa A, de la que depende la conversión inicial de colesterol en pregnenolona. Esta conversión inicial representa el paso limitante de la velocidad de síntesis de todas las hormonas corticosuprarrenales y explica por qué la ACTH se necesita, en condiciones normales, para la producción de cualquier hormona corticosuprarrenal. La estimulación a largo plazo de la corteza suprarrenal por la ACTH no solo eleva la actividad secretora, sino que también causa la hipertrofia y proliferación de las células de la corteza, sobre todo de las de las zonas fascicular y reticular, donde se secretan el cortisol y los andrógenos.

El cortisol ejerce un efecto directo de retroalimentación negativa sobre:

1. el hipotálamo, disminuyendo la síntesis de CRF
2. la adenohipófisis, reduciendo la formación de ACTH. Ambos efectos retroactivos ayudan a controlar la concentración plasmática de cortisol.

Anomalías de la secreción corticosuprarrenal

Hipofunción corticosuprarrenal (insuficiencia corticosuprarrenal): enfermedad de Addison La enfermedad de Addison se debe a la incapacidad de la corteza suprarrenal para fabricar suficientes hormonas corticales; a su vez, en un elevado número de casos, la causa obedece a una atrofia o lesión primaria de la corteza suprarrenal. Esta atrofia se debe casi en el 80% de las ocasiones a un fenómeno de autoinmunidad dirigido contra la corteza suprarrenal. La hipofunción de las glándulas suprarrenales puede ocurrir también por destrucción tuberculosa o por la invasión de la corteza por un tumor maligno. En algunos casos, la insuficiencia suprarrenal es secundaria a un deterioro en la función de la hipófisis, que no consigue producir suficiente ACTH. Cuando la producción de ACTH es demasiado baja, la de cortisol y aldosterona disminuye y, finalmente, las glándulas suprarrenales pueden llegar a atrofiarse debido a la ausencia de estimulación de ACTH. La insuficiencia suprarrenal secundaria es mucho más común que la enfermedad de Addison, que en ocasiones se denomina insuficiencia suprarrenal primaria. En las siguientes secciones se describen las alteraciones que se observan en la insuficiencia suprarrenal primaria.

Deficiencia de mineralocorticoides

La falta de secreción de aldosterona reduce mucho la reabsorción de sodio por el túbulo renal y, en consecuencia, permite la pérdida de grandes cantidades de agua y de iones sodio y cloruro por la orina. El resultado neto es un descenso llamativo del volumen extracelular. Además, aparecen hiponatremia, hiperpotasemia y acidosis leve por ausencia de secreción de los iones potasio e iones hidrógeno que normalmente se intercambian por el sodio cuando este se reabsorbe. Como el líquido extracelular se reduce, el volumen plasmático disminuye y la concentración de eritrocitos aumenta de manera espectacular; el gasto cardíaco y la presión arterial también se reducen y, en ausencia de tratamiento, el paciente fallece por shock entre 4 días y 2 semanas después de que cese completamente la secreción de mineralocorticoides. Deficiencia de glucocorticoides El paciente con enfermedad de Addison no puede mantener la glucemia normal entre las comidas, porque la falta de secreción de cortisol hace que no pueda sintetizar cantidades importantes de glucosa a través de la gluconeogenia. Además, la ausencia de cortisol reduce la movilización de las proteínas y las grasas de los tejidos, por lo que también se deprimen otras muchas funciones metabólicas. Esta pereza de la movilización energética ante la falta de cortisol es uno de los efectos más perjudiciales de la deficiencia de glucocorticoides. Incluso aunque la persona disponga de cantidades excesivas de glucosa y de otros nutrientes, sus músculos se debilitarán, lo que indica que los glucocorticoides son necesarios para mantener otras funciones metabólicas de los tejidos, aparte del metabolismo energético. La falta de secreción adecuada de glucocorticoides también aumenta la sensibilidad de los enfermos de Addison a los efectos nocivos de los distintos tipos de estrés; de hecho, una infección respiratoria leve puede causar la muerte. Pigmentación melánica Otra característica de casi todos los pacientes con enfermedad de Addison es la pigmentación melánica de las mucosas y de la piel. La melanina no siempre se deposita de manera homogénea y puede producir manchas, sobre todo en las zonas de piel fina, como las mucosas de los labios o la delgada piel de los pezones. Se cree que el depósito de melanina obedece a este mecanismo: cuando disminuye la secreción de cortisol, se reduce también el mecanismo normal de retroalimentación negativa sobre el hipotálamo y la adenohipófisis, con lo que se produce una enorme liberación de ACTH y también de MSH. Es probable que sean estas cantidades elevadísimas de ACTH las responsables de casi todo el efecto pigmentario, porque estimulan la formación de melanina por los melanocitos de la misma manera que lo hace la MSH.

Hiperfunción corticosuprarrenal: síndrome de Cushing

La hipersecreción corticosuprarrenal provoca una cascada compleja de efectos hormonales, conocida como síndrome de Cushing. Muchas anomalías de este síndrome se deben al exceso de cortisol, aunque la secreción exagerada de andrógenos también ocasiona efectos importantes.

El hipercortisolismo obedece a múltiples causas, por ejemplo:

1. adenomas adenohipofisarios secretores de grandes cantidades de ACTH que, a su vez, causan hiperplasia suprarrenal y exceso de cortisol
2. anomalías de la función del hipotálamo que ocasionan un aumento de liberación de la hormona liberadora de corticotropina, con el consiguiente estímulo exagerado de la secreción de ACTH
3. secreción ectópica de ACTH por un tumor de otra parte del cuerpo, como un carcinoma abdominal
4. adenomas de la corteza suprarrenal. Si el síndrome de Cushing es secundario a una secreción excesiva de ACTH por la adenohipófisis, el cuadro recibirá el nombre de enfermedad de Cushing. La causa más frecuente del síndrome de Cushing, que se caracteriza por un incremento de los valores plasmáticos de ACTH y de cortisol, es una secreción exagerada de ACTH.

La hiperproducción primaria de cortisol por las glándulas suprarrenales justifica entre el 20 y el 25% de los casos clínicos del síndrome y suele ir acompañada de un descenso de la ACTH, debido a la inhibición por retroalimentación de la secreción adenohipofisaria de esta por el cortisol. La administración de grandes dosis de dexametasona, un glucocorticoide sintético, permite diferenciar entre el síndrome de Cushing dependiente de la ACTH y la forma independiente de la ACTH. Normalmente, las dosis bajas de dexametasona no suprimen la secreción de ACTH de los pacientes con hiperproducción de hormona por un adenoma hipofisario secretor de ACTH o por una disfunción del eje hipotalámico-hipofisario. Al aumentar la dosis de dexametasona a niveles muy elevados, la ACTH termina por ser suprimida en la mayoría de los pacientes con enfermedad de Cushing. El tratamiento del síndrome de Cushing consiste en extirpar el tumor suprarrenal, si esta es la causa del proceso, o reducir la secreción de ACTH, si es posible. La hipertrofia de la hipófisis o incluso los microadenomas hipofisarios secretores de ACTH pueden extirparse mediante cirugía o se destruyen con radiación en algunos casos. Los medicamentos que bloquean la esteroidogenia, tales como metirapona, ketoconazol y aminoglutetimida, o que inhiben la secreción de ACTH, como los inhibidores de la GABA-transaminasa y los antagonistas de la serotonina, también se emplean cuando la cirugía no es posible.

Hiperaldosteronismo primario (síndrome de Conn)

A veces se desarrolla un pequeño tumor en la zona glomerular y se produce una gran secreción de aldosterona; el estado resultante se conoce como hiperaldosteronismo primario o síndrome de Conn. Asimismo, en casos aislados, la corteza suprarrenal hiperplásica secreta aldosterona y no cortisol. Los efectos del exceso de aldosterona se expusieron ya con detalle en este mismo capítulo. Las consecuencias más importantes son hipopotasemia, alcalosis metabólica leve, un ligero aumento del volumen extracelular y del volumen sanguíneo, un incremento mínimo de la concentración plasmática de sodio. S

Síndrome adrenogenital

En ocasiones, un tumor de la corteza suprarrenal secreta cantidades exageradas de andrógenos, que provocan efectos virilizantes intensos. Si este fenómeno afecta a una mujer, esta desarrollará características masculinas, como crecimiento de la barba, voz con un tono más grave de la voz o incluso calvicie, si es portadora del rasgo genético para la calvicie, distribución masculina del vello corporal y púbico, crecimiento del clítoris hasta parecerse al pene y depósito de proteínas en la piel y, sobre todo, en los músculos, con un aspecto típico masculino. Los tumores suprarrenales virilizantes tienen el mismo efecto en los varones prepuberales que en el sexo femenino, aunque aceleran el crecimiento de los órganos sexuales masculinos correspondiente a un niño de 4 años con síndrome adrenogenital. Las propiedades virilizantes del síndrome adrenogenital en los varones adultos suelen resultar enmascaradas por las características virilizantes habituales de la testosterona secretada en los testículos.

La glándula tiroides, situada justo por debajo de la laringe y a ambos lados y por delante de la tráquea, es una de las glándulas endocrinas más grandes, con un peso que oscila entre 15 y 20 g en los adultos sanos. El tiroides secreta dos hormonas importantes, la tiroxina y la triyodotironina, conocidas a menudo como T4 y T3, respectivamente. Ambas inducen un notable aumento del metabolismo del organismo. La ausencia completa de secreción tiroidea provoca con frecuencia descensos metabólicos de hasta un 40-50% inferiores al valor normal, mientras que la secreción excesiva incrementa el metabolismo en hasta el 60-100% por encima de lo normal. La secreción tiroidea está controlada por la tirotropina (TSH), secretada por la adenohipófisis.

Síntesis y secreción de las hormonas metabólicas tiroideas

Alrededor del 93% de las hormonas con actividad metabólica secretadas por la glándula tiroides corresponde a tiroxina y el 7% restante, a triyodotironina. No obstante, con el tiempo, casi toda la tiroxina se convierte en triyodotironina en los tejidos, por lo que ambas desempeñan funciones importantes. Estas funciones son cualitativamente similares, aunque difieren en la rapidez y la intensidad de la acción. La triyodotironina es unas cuatro veces más potente que la tiroxina, si bien se detecta una cantidad mucho menor en la sangre y su duración es más breve.

Anatomía fisiológica de la glándula tiroides

La glándula tiroides se compone de un elevado número de folículos cerrados (100 a 300 μm de diámetro), que están repletos de una sustancia secretora denominada coloide y revestidos por células epiteliales cúbicas que secretan a la luz de los folículos. El componente principal del coloide es una glucoproteína de gran tamaño, la tiroglobulina, cuya molécula contiene las hormonas tiroideas. Cuando la secreción se encuentra en los folículos, la sangre debe absorberla de nuevo a través del epitelio folicular para que pueda actuar en el organismo.

Para formar una cantidad normal de tiroxina se precisan al año unos 50 mg de yodo (ingerido en forma de yoduros) o el equivalente a 1 mg/semana. Para impedir la deficiencia de yodo, se añade una parte de yoduro sódico por cada 100.000 partes de cloruro sódico a la sal de mesa común. Los yoduros ingeridos por vía oral se absorben desde el tubo digestivo hasta la sangre de la misma forma que los cloruros. En condiciones normales, la mayor parte se excreta con rapidez por vía renal, pero siempre después de que las células tiroideas hayan retirado selectivamente una quinta parte de la sangre circulante y la hayan empleado en la síntesis de las hormonas tiroideas.

Bomba de yoduro: el simportador del yoduro de sodio (atrapamiento de yoduro) La primera etapa de la formación de las hormonas tiroideas consiste en el transporte de los yoduros desde la sangre hasta las células y los folículos de la glándula tiroides. La membrana basal de estas células posee la capacidad específica de bombear de forma activa el yoduro al interior celular. Este bombeo se consigue mediante la acción de un simportador del yoduro de sodio, que cotransporta el ion yoduro a lo largo de dos iones sodio a través de la membrana basolateral (plasma) a la célula. La energía para el transporte del yoduro en contra de un gradiente de concentración proviene de la bomba de sodio-potasio-adenosina trifosfatasa (ATPasa), que bombea sodio al exterior de la célula, con lo que establece una baja concentración de sodio intracelular y un gradiente para facilitar la difusión de sodio en la célula.

En una glándula normal, la bomba de yoduro concentra esta sustancia hasta que su concentración supera en 30 veces la de la sangre. Cuando la glándula tiroides alcanza su máxima actividad, la relación entre ambas concentraciones puede elevarse hasta 250 veces. El atrapamiento de yoduro por la glándula tiroides depende de diversos factores, el más importante de los cuales es la concentración de TSH; esta hormona estimula la actividad de la bomba de yoduro en las células tiroideas, mientras que la hipofisectomía la disminuye. El yoduro es transportado fuera de las células tiroideas a través de la membrana apical hacia el folículo por una molécula de contratransporte de cloruro-yoduro denominada pendrina.

Tiroglobulina y química de la formación de tiroxina y triyodotironina.

Formación y secreción de tiroglobulina por las células tiroideas Las células tiroideas constituyen un ejemplo típico de células glandulares secretoras de proteínas. El retículo endoplásmico y el aparato de Golgi sintetizan y secretan hacia los folículos una gran molécula glucoproteica denominada tiroglobulina, con un peso molecular aproximado de 335.000. Cada molécula de tiroglobulina contiene unas 70 moléculas del aminoácido tirosina, que es el sustrato principal que se combina con el yodo para dar lugar a las hormonas tiroideas. Así pues, las hormonas tiroideas se forman dentro de la molécula de tiroglobulina.

El primer paso crítico para la formación de las hormonas tiroideas consiste en la conversión de los iones yoduro en una forma oxidada del yodo, bien en yodo naciente (I 0 ), bien en I 3 – , que luego puede combinarse directamente con el aminoácido tirosina. La oxidación del yodo depende de la enzima peroxidasa y su peróxido de hidrógeno acompañante, que constituyen un potente sistema capaz de oxidar los yoduros. La peroxidasa se encuentra en la membrana apical de la célula o unida a ella, proporcionando así el yodo oxidado justo en el lugar de la célula donde la molécula de tiroglobulina abandona el aparato de Golgi y atraviesa la membrana celular hasta el coloide almacenado en la glándula tiroides. Cuando el sistema de la peroxidasa se bloquea o en los casos de ausencia congénita, la velocidad de formación de hormonas tiroideas disminuye hasta cero.

Yodación de la tirosina y formación de las hormonas tiroideas: «organificación» de la tiroglobulina La unión del yodo a la molécula de tiroglobulina recibe el nombre de organificación de la tiroglobulina. El yodo oxidado (incluso en forma molecular) se une directamente, aunque con lentitud, al aminoácido tirosina. No obstante, en las células tiroideas el yodo oxidado se asocia a la enzima tiroidea peroxidasa, que hace que el proceso tenga lugar en segundos o minutos. Por consiguiente, a medida que la tiroglobulina se libera del aparato de Golgi o se secreta al folículo a través de la membrana apical de la célula, el yodo se fija a alrededor de la sexta parte de las tirosinas contenidas en la molécula de tiroglobulina.

El principal producto hormonal de la reacción de acoplamiento es la molécula tiroxina (T4), que se forma cuando se unen dos moléculas de diyodotirosina; la tirosina forma parte aún de la molécula de tiroglobulina. En otras ocasiones, una molécula de monoyodotirosina se une con una de diyodotirosina para formar triyodotironina (T3), que representa alrededor de la quinceava parte del total final de hormonas. Se forman pequeñas cantidades de T3 inversa (RT3) mediante acoplamiento de diyodotirosina con monoyodotirosina, aunque la RT3 no parece tener importancia funcional en los seres humanos. Almacenamiento de la tiroglobulina La glándula tiroides es la única glándula endocrina que posee la capacidad de almacenar grandes cantidades de hormona. Una vez finalizada la síntesis de las hormonas tiroideas, cada molécula de tiroglobulina contiene hasta 30 moléculas de tiroxina y algunas de triyodotironina.

Liberación de tiroxina y triyodotironina del tiroides

La mayor parte de la tiroglobulina no se libera a la sangre circulante, sino que es preciso que la tiroxina y triyodotironina se escindan de la molécula de tiroglobulina; a continuación, ambas se secretan en forma libre. Este proceso tiene lugar por el siguiente mecanismo: la superficie apical de las células tiroideas emite extensiones en forma de seudópodos que rodean a pequeñas porciones del coloide, constituyendo vesículas de pinocitosis, que alcanzan la punta de la célula tiroidea. A continuación, los lisosomas del citoplasma celular se funden de inmediato con estas vesículas y forman otras vesículas digestivas que contienen enzimas procedentes de los lisosomas mezcladas con el coloide. Varias enzimas proteinasas digieren las moléculas de tiroglobulina, y liberan la tiroxina y la triyodotironina, que se difunden entonces a través de la base de la célula tiroidea, hacia los capilares circundantes, y de este modo pasan a la sangre. Parte de la tiroglobulina del coloide entra en la célula tiroidea por endocitosis después de su unión a la megalina, una proteína situada en la membrana luminal de las células. A continuación, el complejo megalina-tiroglobulina es transportado a través de la célula por transcitosis hasta la membrana basolateral, donde una parte de la megalina permanece unida a la tiroglobulina y es liberada en la sangre capilar. Alrededor de las tres cuartas partes de la tirosina yodada en la tiroglobulina nunca se convierten en hormona tiroidea, sino que permanecen como monoyodotirosina y diyodotirosina.

Transporte de tiroxina y triyodotironina a los tejidos La tiroxina y la triyodotironina están unidas a proteínas plasmáticas Cuando acceden a la sangre, más del 99% de la tiroxina y la triyodotironina se combina de inmediato con diversas proteínas plasmáticas, todas ellas sintetizadas por el hígado. Estas proteínas son, ante todo, la globulina fijadora de la tiroxina y, en menor medida, la prealbúmina y la albúmina fijadora de la tiroxina. La tiroxina y la triyodotironina se liberan lentamente a las células de los tejidos Debido a la gran afinidad de las proteínas de unión plasmáticas por las hormonas tiroideas, estas sustancias, en concreto la tiroxina, se liberan con lentitud a las células de los tejidos. La mitad de la tiroxina presente en la sangre se libera a las células de los tejidos cada 6 días aproximadamente, mientras que la mitad de la triyodotironina, dada su menor afinidad, tarda 1 día en llegar a las células.

Funciones fisiológicas de las hormonas tiroideas

Las hormonas tiroideas aumentan la transcripción de una gran cantidad de genes El efecto general de las hormonas tiroideas consiste en la activación de la transcripción nuclear de un gran número de genes. Por consiguiente, en casi todas las células del organismo se sintetiza una elevada proporción de enzimas proteicas, proteínas estructurales, proteínas transportadoras y otras sustancias. El resultado neto es un aumento generalizado de la actividad funcional de todo el organismo. Antes de actuar sobre los genes e incrementar la transcripción genética, gran parte de la tiroxina liberada pierde un yoduro y se forma triyodotironina. Los receptores intracelulares de hormona tiroidea poseen una gran afinidad por la triyodotironina. Por consiguiente, alrededor del 90% de las moléculas de hormona tiroidea que se unen a los receptores es triyodotironina.

Los receptores de hormona tiroidea se encuentran unidos a las cadenas genéticas de ADN o junto a ellas. El receptor suele formar un heterodímero con el receptor retinoide X (RXR) en los elementos específicos de respuesta a la hormona tiroidea del ADN. Después de unirse a esta hormona, los receptores se activan e inician el proceso de transcripción. A continuación, se forma una cantidad elevada de ARN mensajero de distintos tipos, seguido en unos minutos u horas de la traducción del ARN en los ribosomas citoplásmicos, para formar cientos de proteínas intracelulares nuevas. No obstante, no todas las proteínas aumentan en un porcentaje similar; algunas lo hacen solo en escasa medida y otras llegan a incrementarse hasta seis veces. Se cree que casi todas las acciones de la hormona tiroidea son consecuencia de las funciones enzimáticas y de otros tipos de acciones de estas nuevas proteínas.

Las hormonas tiroideas incrementan las actividades metabólicas de casi todos los tejidos del organismo. El metabolismo basal se incrementa entre el 60 y el 100% por encima de su valor normal cuando las concentraciones hormonales son altas. La velocidad de utilización de los alimentos como fuente de energía se encuentra muy acelerada. Aunque la síntesis de proteínas aumenta, también lo hace el catabolismo proteico. La velocidad de crecimiento de las personas jóvenes experimenta una gran aceleración. Los procesos mentales se estimulan y las actividades de las demás glándulas endocrinas se potencian. Una de las enzimas que aumentan en respuesta a la hormona tiroidea es la Na + -K + -ATPasa; a su vez, este aumento de la actividad potencia el transporte de los iones sodio y potasio a través de la membrana celular de determinados tejidos. Este proceso requiere energía e incrementa la cantidad de calor producida por el organismo, por lo que se ha propuesto que quizá constituya uno de los mecanismos mediante los cuales la hormona tiroidea eleva el metabolismo.

La hormona tiroidea ejerce efectos generales y específicos sobre el crecimiento. Por ejemplo, se sabe desde hace bastante tiempo que la hormona tiroidea es esencial para la metamorfosis del renacuajo en rana. En la especie humana, el efecto de la hormona tiroidea sobre el crecimiento se manifiesta sobre todo en los niños en edad de desarrollo. En los niños hipotiroideos, la velocidad de crecimiento es mucho más lenta, mientras que los hipertiroideos a menudo experimentan un crecimiento esquelético excesivo, por lo que son bastante más altos de lo que les correspondería según su edad. No obstante, los huesos también maduran con mayor rapidez y las epífisis se cierran a una edad temprana, por lo que el crecimiento resulta más breve y la estatura final en la edad adulta puede ser, en realidad, menor.

Efectos de las hormonas tiroideas sobre funciones corporales específicas

Estimulación del metabolismo de los hidratos de carbono La hormona tiroidea estimula casi todas las fases del metabolismo de los hidratos de carbono, entre ellos, la rápida captación de glucosa por las células, el aumento de la glucólisis, el incremento de la gluconeogenia, una mayor absorción en el tubo digestivo e incluso una mayor secreción de insulina, con sus efectos secundarios sobre el metabolismo de los hidratos de carbono. Estimulación del metabolismo de los lípidos La hormona tiroidea también potencia casi todos los aspectos del metabolismo de los lípidos. En concreto, los lípidos se movilizan con rapidez del tejido adiposo, lo que disminuye los depósitos de grasas del organismo en mayor medida que en casi todos los demás tejidos. Efecto sobre los lípidos plasmáticos y hepáticos El incremento de hormona tiroidea induce un descenso de la concentración plasmática de colesterol, fosfolípidos y triglicéridos, aunque eleva los ácidos grasos libres. Por el contrario, la disminución de la secreción tiroidea aumenta en gran medida la concentración plasmática de colesterol, fosfolípidos y triglicéridos y casi siempre origina un depósito excesivo de lípidos en el hígado. El gran aumento del colesterol plasmático circulante observado en el hipotiroidismo prolongado se asocia a menudo a una arterioesclerosis grave.

Mayor necesidad de vitaminas: dado que la hormona tiroidea incrementa la cantidad de numerosas enzimas corporales y que las vitaminas suponen una parte esencial de algunas enzimas o coenzimas, la hormona tiroidea aumenta las necesidades de vitaminas. Por consiguiente, a veces aparece un déficit vitamínico cuando se secreta una cantidad excesiva de hormona tiroidea, salvo que el organismo disponga al mismo tiempo de mayor cantidad de vitaminas

Aumento del metabolismo basal: la hormona tiroidea aumenta el metabolismo de casi todas las células del organismo, por lo que, en cantidades excesivas, tiende a elevar el metabolismo basal hasta un 60 a un 100% por encima de las cifras normales. Por el contrario, cuando no se produce hormona tiroidea, el metabolismo basal disminuye hasta la mitad de lo normal.

Disminución del peso corporal: los grandes aumentos de la concentración de hormona tiroidea casi siempre producen adelgazamiento, mientras que su disminución marcada se asocia en la mayoría de los casos a una ganancia ponderal; sin embargo, no siempre se producen estos efectos, ya que la hormona tiroidea también incrementa el apetito, lo que compensa el cambio metabólico.

Aumento del flujo sanguíneo y del gasto cardíaco: el aumento del metabolismo en los tejidos acelera la utilización de oxígeno e induce la liberación de cantidades excesivas de productos metabólicos finales a partir de los tejidos. Estos efectos dilatan los vasos de casi todos los tejidos orgánicos, elevando así el flujo sanguíneo. La elevación es más acusada en la piel, debido a la mayor necesidad de eliminar el calor del organismo. Como consecuencia del mayor flujo sanguíneo, aumenta también el gasto cardíaco, que en ocasiones se eleva al 60% o más por encima de sus valores normales cuando existe una cantidad excesiva de hormona tiroidea.

Aumento de la frecuencia cardíaca: bajo la influencia de la hormona tiroidea, la frecuencia cardíaca se eleva mucho más de lo que cabría esperar por el incremento del gasto cardíaco. Por consiguiente, parece que la hormona tiroidea ejerce un efecto directo sobre la excitabilidad del corazón, que a su vez aumenta la frecuencia cardíaca. Este efecto tiene especial importancia, ya que la frecuencia cardíaca es uno de los signos físicos en los que se basa el médico para determinar si un paciente produce una cantidad excesiva o insuficiente de hormona tiroidea.

Aumento de la fuerza cardíaca: la mayor actividad enzimática inducida por la producción elevada de hormona tiroidea aumenta la fuerza del corazón cuando se secreta un ligero exceso de hormona tiroidea. Este efecto es análogo al incremento de la fuerza cardíaca que tiene lugar en presencia de febrícula y durante el ejercicio. No obstante, cuando la concentración de hormona tiroidea asciende de forma notable, la potencia del músculo cardíaco se deprime, debido a un catabolismo proteico excesivo y prolongado.

Presión arterial normal La presión arterial media suele permanecer dentro de los valores normales tras la administración de hormona tiroidea. No obstante, debido al aumento del flujo sanguíneo del tejido entre los latidos cardíacos, la presión diferencial tiende a elevarse; en el hipertiroidismo se observa un ascenso de la presión sistólica de 10-15 mmHg y una reducción similar de la presión diastólica.

Efecto sobre la función muscular: Un ligero incremento de la hormona tiroidea desencadena una reacción muscular enérgica, pero cuando la cantidad de hormona resulta excesiva, los músculos se debilitan a causa del catabolismo excesivo de las proteínas. En cambio, la carencia de hormona tiroidea reduce la actividad de los músculos, que se relajan lentamente tras la contracción.

Temblor muscular: Uno de los signos más característicos del hipertiroidismo consiste en un ligero temblor muscular. Este síntoma no es comparable al temblor ostensible que se observa en la enfermedad de Parkinson o en los escalofríos, ya que su frecuencia es rápida, de 10 a 15 veces por segundo. El temblor se percibe con facilidad colocando una hoja de papel sobre los dedos extendidos y observando el grado de vibración del papel. Este temblor se atribuye a un aumento de la reactividad de las sinapsis neuronales en las regiones de la médula espinal que controlan el tono muscular.

Efecto sobre el sueño: La hormona tiroidea ejerce un efecto agotador sobre la musculatura y sobre el sistema nervioso central, por lo que las personas con hipertiroidismo suelen sentirse siempre cansadas, aunque les resulte difícil conciliar el sueño debido a sus efectos excitantes sobre las sinapsis. Por el contrario, el hipotiroidismo se caracteriza por una somnolencia extrema y el sueño se prolonga a veces entre 12 y 14 h diarias.

El aumento de la concentración de hormona tiroidea eleva la secreción de casi todas las demás glándulas endocrinas, aunque también la necesidad tisular de hormonas. Por ejemplo, cuando se incrementa la secreción de tiroxina, lo hace también el metabolismo de la glucosa de casi todo el organismo, lo que se asocia a una mayor necesidad de secreción de insulina por el páncreas. Asimismo, la hormona tiroidea potencia muchas actividades metabólicas relacionadas con la formación del hueso y, como consecuencia, eleva las necesidades de hormona paratiroidea. Por último, la hormona tiroidea incrementa la velocidad de desactivación hepática de los glucocorticoides suprarrenales.

Efecto de las hormonas tiroideas sobre la función sexual

Para que la función sexual sea normal, la secreción tiroidea ha de aproximarse a la normalidad. En lo que se refiere a los varones, la carencia de hormona tiroidea provoca a menudo pérdida de la libido, mientras que su concentración excesiva causa a veces impotencia. En cuanto a las mujeres, la falta de hormona tiroidea produce a menudo menorragia, y polimenorrea, es decir, una hemorragia menstrual excesiva y frecuente, respectivamente. Sin embargo, y aunque parezca extraño, en determinados casos la ausencia de hormona tiroidea induce menstruaciones irregulares y en ocasiones amenorrea (ausencia de hemorragia menstrual). Es probable que las mujeres con hipotiroidismo, al igual que los varones, sufran una importante disminución de la libido. Un aspecto que complica aún más el cuadro en las mujeres hipotiroideas es la oligomenorrea (hemorragia menstrual muy escasa) y, en ocasiones, la amenorrea. La acción de la hormona tiroidea sobre las gónadas no puede circunscribirse a una función específica, sino que obedece a la combinación de diversos efectos metabólicos directos sobre las gónadas y a ciertos efectos de retroalimentación (excitadores e inhibidores) que operan a través de las hormonas adenohipofisarias que controlan las funciones sexuales.

La TSH, denominada también tirotropina, es una hormona adenohipofisaria, una glucoproteína con un peso molecular de aproximadamente 28.000. Los efectos que ejerce sobre la glándula tiroides son los siguientes:

1. Eleva la proteólisis de la tiroglobulina que se encuentra almacenada en los folículos, con lo que se liberan hormonas tiroideas a la sangre circulante y disminuye la sustancia folicular.
2. Incrementa la actividad de la bomba de yoduro, que favorece el «atrapamiento del yoduro» por las células glandulares, elevando en ocasiones la relación entre las concentraciones intra- y extracelular de yodo en la sustancia glandular hasta ocho veces por encima de los valores normales.
3. Intensifica la yodación de la tirosina para formar hormonas tiroideas.
4. Aumenta el tamaño y la actividad secretora de las células tiroideas.
5. Incrementa el número de células tiroideas y transforma las células cúbicas en cilíndricas e induce el plegamiento del epitelio tiroideo en el interior de los folículos.

La secreción de TSH por la adenohipófisis está controlada por una hormona hipotalámica, la tiroliberina u hormona liberadora de tirotropina (TRH), secretada por las terminaciones nerviosas de la eminencia media del hipotálamo. La TRH es una amida tripeptídica: piroglutamil-histidil-prolina-amida. La TRH actúa directamente sobre las células de la adenohipófisis, incrementando su producción de TSH. Cuando se bloquea el sistema porta que conecta el hipotálamo con la adenohipófisis, la secreción adenohipofisaria de TSH experimenta un gran descenso, aunque no llega a desaparecer. El mecanismo molecular mediante el cual la TRH estimula a las células adenohipofisarias secretoras de TSH para que sinteticen esta hormona consiste, en primer lugar, en su unión a los receptores de TRH de la membrana celular de la hipófisis.

Efecto de retroalimentación de las hormonas tiroideas para disminuir la secreción adenohipofisaria de TSH El ascenso de la concentración de hormona tiroidea en los líquidos corporales reduce la secreción de TSH por la adenohipófisis, Cuando la secreción de hormona tiroidea aumenta hasta 1,75 veces los valores normales, la secreción de TSH cae hasta casi desaparecer. Este efecto depresor mediante retroalimentación apenas disminuye cuando se separa la adenohipófisis del hipotálamo. Por consiguiente, parece probable que la elevación de la hormona tiroidea inhiba la secreción adenohipofisaria de TSH principalmente por un efecto directo sobre la propia adenohipófisis. Cualquiera que sea el mecanismo de la retroalimentación, su efecto consiste en mantener una concentración prácticamente constante de hormona tiroidea libre en los líquidos corporales circulantes.

Enfermedades del tiroides

Hipertiroidismo

En la mayoría de los pacientes con hipertiroidismo se observa un aumento de tamaño de la glándula tiroides, que llega a duplicarse o triplicarse, con una hiperplasia considerable y un plegamiento del revestimiento de las células foliculares en los folículos, por lo que el número de células también aumenta de forma notable. Además, la secreción de cada célula se multiplica varias veces; los estudios sobre la captación de yodo radiactivo indican que estas glándulas hiperplásicas secretan en ocasiones cantidades de hormona tiroidea superiores en 5 a 15 veces su valor normal. La enfermedad de Graves, la forma más común de hipertiroidismo, es una enfermedad autoinmunitaria en la que se forman unos anticuerpos denominados inmunoglobulinas tiroestimulantes (TSI) contra el receptor de TSH. Estos anticuerpos se unen a los mismos receptores de membrana que la TSH e inducen una activación continua del sistema AMPc de las células que se traduce en la aparición de hipertiroidismo. Los anticuerpos TSI inducen un efecto estimulante prolongado sobre la glándula tiroides que dura hasta 12 h y contrasta con la brevedad de la acción de la TSH, que es solo de 1 h. La elevada secreción de hormona tiroidea causada por la TSI suprime, a su vez, la formación adenohipofisaria de TSH. Por tanto, las concentraciones de TSH son menores de lo normal (a menudo, esencialmente nulas), y no aparecen elevadas, en la mayoría de los pacientes con enfermedad de Graves. Los anticuerpos causantes del hipertiroidismo aparecen como resultado de la autoinmunidad desarrollada frente al tejido tiroideo. Parece probable que en algún momento de la vida de la persona, las células tiroideas hayan liberado una cantidad excesiva de antígenos y que este efecto se haya traducido en la formación de anticuerpos contra la glándula.

Los síntomas de hipertiroidismo deben resultar evidentes a partir de la exposición anterior de la fisiología de las hormonas tiroideas:

1. estado de gran excitabilidad
2. intolerancia al calor
3. aumento de la sudoración
4. adelgazamiento leve o extremo
5. grado variable de diarrea
6. debilidad muscular
7. nerviosismo u otros trastornos psíquicos
8. fatiga extrema e incapacidad para conciliar el sueño
9. temblor de las manos.

Hipotiroidismo

Por lo general, los efectos del hipotiroidismo son opuestos a los del hipertiroidismo, pero comprende también algunos mecanismos fisiológicos peculiares. El hipotiroidismo, al igual que el hipertiroidismo, a menudo se inicia por autoinmunidad contra la glándula tiroides (enfermedad de Hashimoto), aunque en este caso la inmunidad no estimula a la glándula, sino que la destruye. En primer lugar, la glándula tiroides de casi todos estos pacientes sufre una tiroiditis autoinmunitaria, es decir, una inflamación del tiroides, que provoca su deterioro progresivo y, en última instancia, la fibrosis de la glándula, con una secreción escasa o nula de hormonas tiroideas.

Cretinismo

El cretinismo se debe a un hipotiroidismo extremo sufrido durante la vida fetal, la lactancia o la infancia. Esta enfermedad se caracteriza especialmente por la falta de crecimiento y por retraso mental. Puede deberse a la ausencia congénita de la glándula tiroides (cretinismo congénito), a que la glándula tiroides no sintetiza hormona tiroidea por un defecto genético de la glándula o una carencia de yodo en la alimentación (cretinismo endémico). Algunos neonatos que carecen de glándula tiroides tienen un aspecto y una función normales, ya que recibieron cierta cantidad (aunque no suficiente) de hormona tiroidea de la madre durante la vida uterina; no obstante, varias semanas después de nacer, los movimientos del niño se hacen más lentos y el crecimiento físico y mental se retrasa considerablemente. El tratamiento de los recién nacidos con cretinismo, basado en la administración en cualquier momento de una cantidad adecuada de yodo o de tiroxina, normaliza el crecimiento físico, pero si esta enfermedad no se trata pocas semanas después del parto, el crecimiento mental sufrirá un retraso permanente. Este estado se explica por el retraso del crecimiento, la ramificación y la mielinización de las células neuronales del sistema nervioso central en ese período crítico para el desarrollo de las aptitudes mentales.

Adenohipófisis y neurohipófisis

La hipófisis denominada también glándula pituitaria, es una pequeña glándula de alrededor de 1 cm de diámetro y 0,5-1 g de peso, situada en la silla turca (una cavidad ósea de la base del cráneo) y unida al hipotálamo mediante el tallo hipofisario. Desde una perspectiva fisiológica, la hipófisis se divide en dos partes bien diferenciadas: el lóbulo anterior o adenohipófisis y el lóbulo posterior o neurohipófisis. Entre estas dos partes existe una pequeña zona poco vascularizada y denominada parte intermedia, mucho menos desarrollada en la especie humana y mucho más grande y funcional en algunos animales.

Desde el punto de vista embriológico, las dos porciones de la hipófisis tienen procedencias diferentes: la adenohipófisis deriva de la bolsa de Rathke, una invaginación embrionaria del epitelio faríngeo, y la neurohipófisis lo hace de una evaginación de tejido nervioso del hipotálamo. El origen de la adenohipófisis en el epitelio faríngeo explica la naturaleza epitelial de sus células, mientras que el origen de la neurohipófisis en el tejido nervioso justifica la presencia de abundantes células de tipo glial en esta glándula.

La adenohipófisis secreta seis hormonas peptídicas necesarias y otras de menor importancia, mientras que la neurohipófisis sintetiza dos hormonas peptídicas importantes.

• La hormona del crecimiento estimula el crecimiento de todo el cuerpo mediante su acción sobre la formación de proteínas y sobre la multiplicación y diferenciación celulares.
• La corticotropina controla la secreción de algunas hormonas corticosuprarrenales, que, a su vez, afectan al metabolismo de la glucosa, las proteínas y los lípidos.
• La tirotropina (hormona estimulante del tiroides) controla la secreción de tiroxina y triyodotironina por la glándula tiroides; a su vez, estas hormonas regulan casi todas las reacciones químicas intracelulares que tienen lugar en el organismo.
• La prolactina estimula el desarrollo de las glándulas mamarias y la producción de leche.
• Dos hormonas gonadótropas distintas, la hormona estimulante de los folículos y la hormona luteinizante, controlan el crecimiento de los ovarios y los testículos, así como su actividad hormonal y reproductora.
• Las dos hormonas secretadas por la neurohipófisis desempeñan otras funciones:
• La hormona antidiurética (denominada también vasopresina) controla la excreción de agua en la orina, con lo que ayuda a regular la concentración hídrica en los líquidos corporales.
• La oxitocina contribuye a la secreción de leche desde las glándulas mamarias hasta los pezones durante la lactancia; posiblemente, interviene también en el parto, al final de la gestación.

La adenohipófisis contiene diversos tipos celulares que sintetizan y secretan hormonas. Los cinco tipos de células son:

1. Somatótropas: hormona del crecimiento humana (GH).
2. Corticótropas: corticotropina (ACTH).
3. Tirótropas: tirotropina (TSH).
4. Gonadótropas: hormonas gonadótropas, es decir, la hormona luteinizante (LH) y la hormona foliculoestimulante (FSH).
5. Lactótropas: prolactina (PRL).

El hipotálamo controla la secreción hipofisaria.

Casi toda la secreción de la hipófisis está controlada por señales hormonales o nerviosas procedentes del hipotálamo. La secreción de la neurohipófisis está controlada por las señales nerviosas que se originan en el hipotálamo y terminan en la neurohipófisis. Por el contrario, la secreción de la adenohipófisis está controlada por hormonas llamadas hormonas (o factores) de liberación y de inhibición hipotalámicas; estas se sintetizan en el propio hipotálamo y pasan a la adenohipófisis. Estas hormonas liberadoras e inhibidoras actúan sobre las células glandulares de la adenohipófisis y rigen su secreción. La adenohipófisis es una glándula muy vascularizada que dispone de amplios senos capilares entre las células glandulares. Casi toda la sangre que penetra en estos senos atraviesa en primer lugar otro lecho capilar del hipotálamo inferior. A continuación, la sangre fluye a través de unos diminutos vasos porta hipotalámico-hipofisarios y accede a los senos adenohipofisarios. El hipotálamo dispone de neuronas especiales que sintetizan y secretan las hormonas liberadoras e inhibidoras hipotalámicas encargadas de controlar la secreción de las hormonas adenohipofisarias. Estas neuronas se originan en diversas partes del hipotálamo y envían sus fibras nerviosas a la eminencia media y al tuber cinereum, una prolongación de tejido hipotalámico en el tallo hipofisario.

La función de las hormonas liberadoras e inhibidoras consiste en controlar la secreción hormonal de la adenohipófisis. En el control de la mayoría de las hormonas adenohipofisarias intervienen sobre todo los factores liberadores, pero en lo que concierne a la prolactina, el mayor control lo ejerce probablemente una hormona hipotalámica inhibidora. Las principales hormonas liberadoras e inhibidoras hipotalámicas son las siguientes:

1. Tiroliberina u hormona liberadora de tirotropina (TRH), que induce la liberación de tirotropina.
2. Corticoliberina u hormona liberadora de corticotropina (CRH), que produce la liberación de corticotropina.
3. Somatoliberina u hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH), que produce la liberación de hormona del crecimiento, y hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (GHIH), denominada también somatostatina, que inhibe la liberación de la hormona del crecimiento.
4. Gonadoliberina u hormona liberadora de las gonadotropinas (GnRH), que produce la liberación de dos hormonas gonadótropas: las hormonas luteinizante (LH) y foliculoestimulante (FSH).
5. Hormona inhibidora de la prolactina (PIH), que inhibe la secreción de prolactina.

Funciones fisiológicas de la hormona del crecimiento

La hormona del crecimiento, denominada también hormona somatótropa o somatotropina, es una molécula proteica pequeña que contiene 191 aminoácidos en una sola cadena, con un peso molecular de 22.005. Induce el crecimiento de casi todos los tejidos del organismo que conservan esa capacidad. Favorece el aumento de tamaño de las células y estimula la mitosis, dando lugar a un número creciente de células y a la diferenciación de determinados tipos celulares, como las células del crecimiento óseo y los miocitos precoces. Además de afectar al crecimiento general, la hormona del crecimiento ejerce múltiples efectos metabólicos específicos:

1. Aumenta la síntesis proteica en casi todas las células del organismo
2. Favorece la movilización de los ácidos grasos del tejido adiposo, incrementa la cantidad de ácidos grasos libres en la sangre y potencia el uso de los ácidos grasos como fuente de energía
3. Disminuye la cantidad de glucosa utilizada en todo el organismo.

La hormona del crecimiento favorece el depósito de proteínas en los tejidos

La hormona del crecimiento intensifica el transporte de la mayoría de los aminoácidos a través de las membranas celulares, hacia el interior de la célula. Se eleva así la concentración celular de aminoácidos, lo que parece explicar, al menos en parte, el incremento de la síntesis de proteínas. Este control del transporte de aminoácidos es similar al efecto que ejerce la insulina para controlar el transporte de glucosa a través de la membrana. Aunque la concentración de aminoácidos en las células no aumente, la hormona del crecimiento incrementa la traducción del ARN, haciendo que los ribosomas del citoplasma sinteticen un mayor número de proteínas. En períodos prolongados (de 24 a 48 h), la hormona del crecimiento estimula también la transcripción de ADN en el núcleo, haciendo que aumente la cantidad de ARN formado. A su vez, este proceso intensificará la síntesis de proteínas y el crecimiento, siempre que se disponga de una cantidad suficiente de energía, aminoácidos, vitaminas y otras sustancias necesarias, A largo plazo, esta es quizás la función más importante de la hormona del crecimiento. La hormona del crecimiento mejora casi todos los aspectos de la captación de aminoácidos y de la síntesis proteica por las células y, al mismo tiempo, reduce la degradación de las proteínas.

La hormona del crecimiento favorece la utilización de la grasa como fuente de energía

La hormona del crecimiento induce la liberación de los ácidos grasos del tejido adiposo y, por consiguiente, aumenta su concentración en los líquidos corporales. Asimismo, intensifica la conversión de ácidos grasos en acetil coenzima A (acetil-CoA) y su utilización subsiguiente como fuente de energía en todos los tejidos del organismo. En consecuencia, bajo los efectos de la hormona del crecimiento, los lípidos se usan como fuente de energía, en detrimento de los hidratos de carbono y las proteínas.

La hormona del crecimiento reduce la utilización de los hidratos de carbono

La hormona del crecimiento ejerce múltiples efectos que repercuten en el metabolismo de los hidratos de carbono:

1. Disminuye la captación de glucosa en los tejidos como el músculo esquelético y el tejido adiposo
2. Aumenta la producción hepática de glucosa
3. Incrementa la secreción de insulina.

Cada uno de estos cambios obedece a la resistencia a la insulina inducida por la hormona del crecimiento, que atenúa la acción de la hormona encargada de estimular la captación y la utilización de glucosa por el músculo esquelético y el tejido adiposo y de inhibir la producción hepática de glucosa, todo ello conlleva un incremento de la glucemia y un incremento compensador de la secreción insulínica.

La hormona del crecimiento estimula el crecimiento del cartílago y el hueso

Aunque la hormona del crecimiento estimula el depósito de proteínas y el crecimiento de casi todos los tejidos del organismo, su efecto más evidente consiste en el aumento del crecimiento del esqueleto. Este ocurre como consecuencia de los múltiples efectos que ejerce la hormona del crecimiento sobre el hueso, entre los que destacan:

• aumento del depósito de proteínas por acción de las células condrocíticas y osteógenas inductoras del crecimiento óseo
• la mayor velocidad de reproducción de estas células
• un efecto específico consistente en la conversión de los condrocitos en células osteógenas, con lo que se produce el depósito específico de hueso nuevo.

Existen dos mecanismos fundamentales que explican el crecimiento óseo: por lo que se refiere al primero, en respuesta a la estimulación de la hormona del crecimiento, la longitud de los huesos largos aumenta en los cartílagos epifisarios, donde las epífisis de los extremos del hueso están separadas de las diáfisis. Este crecimiento produce en primer lugar el depósito de cartílago nuevo, seguido de su conversión en hueso nuevo; en consecuencia, las diáfisis se alargan, separándose cada vez más de las epífisis. Al mismo tiempo, el cartílago epifisario va desapareciendo, de modo que al final de la adolescencia ya no queda cartílago epifisario adicional que permita seguir creciendo a los huesos largos. En esas circunstancias tiene lugar la fusión ósea entre la diáfisis y la epífisis en cada uno de los extremos y el crecimiento en longitud de los huesos largos se detiene. En el segundo mecanismo del crecimiento óseo, los osteoblastos del periostio óseo y de algunas cavidades óseas depositan hueso nuevo en la superficie del viejo. Al mismo tiempo, los osteoclastos eliminan el hueso viejo. Cuando el ritmo de aposición supera al de resorción, el grosor del hueso aumenta. La hormona del crecimiento tiene un potente efecto estimulante de los osteoblastos. En consecuencia, el grosor de los huesos puede seguir aumentando durante toda la vida bajo los efectos de la hormona del crecimiento; este es el caso, sobre todo, de los huesos membranosos.

La hormona del crecimiento ejerce muchos de sus efectos a través de sustancias intermedias denominadas somatomedinas

Cuando se aplica directamente hormona de crecimiento a los condrocitos cultivados fuera del organismo, rara vez proliferan o aumentan de tamaño. No obstante, cuando se inyecta al animal intacto, sí induce la proliferación y el crecimiento de esas mismas células. En pocas palabras, la hormona del crecimiento actúa sobre el hígado (y en menor medida sobre otros tejidos) para formar pequeñas proteínas denominadas somatomedinas que, a su vez, ejercen un potente efecto estimulador de todos los aspectos del crecimiento óseo. Muchos de estos efectos de las somatomedinas sobre el crecimiento se asemejan a los de la insulina. Por consiguiente, las somatomedinas reciben también el nombre de factores del crecimiento seudoinsulínicos (IGF). Se han aislado al menos cuatro somatomedinas, pero la más importante de ellas es la somatomedina C (denominada también factor de crecimiento parecido a la insulina I o IGF-I). El peso molecular de la somatomedina C oscila en torno a 7.500 y su concentración plasmática guarda una estrecha correlación con la velocidad de secreción de la hormona del crecimiento. Los pigmeos africanos sufren un defecto congénito que les impide sintetizar cantidades elevadas de somatomedina C. Por consiguiente, aunque presentan una concentración plasmática de hormona del crecimiento normal o elevada, en el plasma se detectan cifras bajas de somatomedina C; parece que este hecho explica la escasa estatura de este pueblo. Otros tipos de enanismo como el enano de Lévi- Lorain también presentan este problema.

Regulación de la secreción de hormona del crecimiento

Después de la adolescencia, la secreción disminuye lentamente con la edad y, en última instancia, alcanza el 25% del nivel de la adolescencia a una edad muy avanzada. La secreción de hormona del crecimiento sigue un patrón pulsátil, con ascensos y descensos. No se conocen los mecanismos exactos que controlan su secreción, pero existen diversos factores relacionados con la nutrición o el estrés que la estimulan:

1. la inanición, en especial cuando existe un déficit grave de proteínas
2. la hipoglucemia o baja concentración sanguínea de ácidos grasos
3. el ejercicio
4. la excitación
5. los traumatismos
6. la grelina, una hormona secretada por el estómago antes de las comidas.

Función del hipotálamo, de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento y de la somatostatina en el control de la secreción de hormona del crecimiento

El núcleo hipotalámico que induce la secreción de GHRH (hormona liberadora de la hormona del crecimiento) es el núcleo ventromedial, es decir, la misma región del hipotálamo sensible a la concentración sanguínea de glucosa que provoca la sensación de saciedad en la hiperglucemia y de hambre en la hipoglucemia. La secreción de somatostatina está controlada por otras regiones adyacentes del hipotálamo. Por consiguiente, parece razonable pensar que las mismas señales que modifican el instinto por el que una persona se alimenta también afectan a la tasa de secreción de la hormona del crecimiento. De igual modo, las señales hipotalámicas derivadas de las emociones, el estrés y los traumatismos afectan al control hipotalámico de la secreción de la hormona de crecimiento. De hecho, se ha demostrado de forma experimental que las catecolaminas, la dopamina y la serotonina, cada una liberada por un sistema neuronal hipotalámico distinto, incrementan la secreción de la hormona del crecimiento. Es probable que casi todo el control de la secreción de GH dependa de la GHRH y no de la somatostatina, una hormona inhibidora. La GHRH estimula la secreción de la hormona del crecimiento mediante unión a receptores de membrana específicos en la superficie externa de las células de la GH que se encuentran en la adenohipófisis. A su vez, estos receptores activan al sistema de adenilato ciclasa de la membrana celular, haciendo que la concentración intracelular de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) ascienda. A su vez, este aumento ejerce efectos a corto y largo plazo. El efecto a corto plazo consiste en un incremento del transporte del ion calcio a la célula, que en varios minutos provoca la fusión de las vesículas secretoras de hormona del crecimiento con la membrana celular y la liberación de la hormona hacia la sangre.

Insuficiencia panhipofisaria del adulto

La insuficiencia panhipofisaria que aparece por primera vez en la edad adulta se debe con frecuencia a una de tres anomalías comunes. Dos enfermedades tumorales, los craneofaringiomas o los tumores cromófobos, pueden comprimir la hipófisis hasta producir una destrucción total o prácticamente total de las células adenohipofisarias funcionantes. La tercera causa es la trombosis de los vasos sanguíneos de la hipófisis. Esta anomalía se produce en ocasiones cuando una puérpera sufre un shock circulatorio.

Enanismo

Casi todos los casos de enanismo se deben a una deficiencia generalizada de la secreción de la adenohipófisis (panhipopituitarismo) durante la infancia. En general, todas las partes del organismo se desarrollan de forma proporcionada, pero la velocidad de desarrollo es mucho menor. Los niños de 10 años presentan el desarrollo corporal de uno de 4 o 5 y cuando llegan a los 20 años tienen el desarrollo corporal de un niño de 7 a 10 años. Las personas con enanismo panhipofisario no alcanzan la pubertad y nunca llegan a secretar una cantidad de hormonas gonadótropas suficiente para desarrollar las funciones sexuales de la edad adulta.

Las hormonas del crecimiento varían mucho de una especie animal a otra, por lo que cada una estimula el crecimiento tan solo de una especie o, en todo caso, de especies muy parecidas. Por esta razón, la hormona del crecimiento extraída de animales inferiores (excepto quizá de los primates) no resulta eficaz para los seres humanos. Por consiguiente, la hormona del crecimiento extraída de los seres humanos recibe el nombre de hormona del crecimiento humana para distinguirla de las demás. En el pasado, resultaba muy complicado obtener cantidades suficientes de hormona del crecimiento humana para tratar a los pacientes con déficit de GH, excepto en condiciones experimentales, pues era necesario extraerla de la glándula hipofisaria humana. No obstante, en la actualidad es posible sintetizarla a partir de la bacteria Escherichia coli gracias a la aplicación exitosa de la tecnología del ADN recombinante.

Gigantismo

En ocasiones, las células acidófilas de la glándula adenohipofisaria productoras de hormona del crecimiento se tornan hiperactivas y a veces llegan a originarse tumores acidófilos en la glándula. Como resultado, se sintetizan grandes cantidades de hormona del crecimiento. Todos los tejidos del organismo crecen con rapidez, incluidos los huesos. Si la enfermedad aparece antes de la adolescencia, es decir, antes de que las epífisis de los huesos largos se fusionen a las diáfisis, la persona crecerá hasta convertirse en un gigante de 2,5 m. De ordinario, las personas con gigantismo sufren hiperglucemia y las células β de los islotes de Langerhans del páncreas tienden a degenerar, pues experimentan un proceso de hiperactividad secundario a la hiperglucemia. Por consiguiente, el 10% de las personas con gigantismo desarrollan en algún momento una diabetes mellitus plenamente establecida. Con el tiempo y en ausencia de tratamiento, casi todos los pacientes evolucionan hacia el panhipopituitarismo, pues el gigantismo se debe a menudo a un tumor de la hipófisis que crece hasta destruir la glándula. Este déficit general de hormonas hipofisarias suele causar la muerte al principio de la edad adulta.

Acromegalia

Cuando el tumor acidófilo aparece después de la adolescencia, es decir, cuando las epífisis de los huesos largos se han soldado ya con las diáfisis y todo crecimiento posterior es imposible, los huesos aumentarán de grosor, al igual que los tejidos blandos. Esta enfermedad, ilustrada en la figura 76-8, se denomina acromegalia. El aumento de tamaño es especialmente notable en los huesos de las manos y los pies y en los huesos membranosos, como los del cráneo, la nariz, las protuberancias frontales, los bordes supraorbitarios, el maxilar inferior y porciones de las vértebras, ya que su crecimiento no se interrumpe en la adolescencia. Por tanto, el maxilar inferior se proyecta hacia delante (a veces más de 1 cm) y la frente también se adelanta, por el desarrollo excesivo de los bordes supraorbitarios, el tamaño de la nariz llega a duplicarse, el número de zapato puede llegar o incluso superar el 48 y el grosor de los dedos aumenta en extremo, de forma que las manos alcanzan un tamaño dos veces superior al normal. Además de estos efectos, las lesiones vertebrales provocan la aparición de una joroba, denominada en la clínica cifosis. Por último, muchos tejidos blandos, como la lengua, el hígado y en especial los riñones, aumentan mucho de tamaño.

La neurohipófisis, conocida también como hipófisis posterior o lóbulo posterior de la hipófisis, se compone sobre todo de células similares a las gliales, denominadas pituicitos. Estas células no secretan hormonas, sino que constituyen meras estructuras de sostén para un gran número de fibras nerviosas terminales y de terminaciones nerviosas de las vías procedentes de los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo. . Las terminaciones nerviosas son nódulos bulbosos provistos de numerosos gránulos secretores. Estas terminaciones reposan sobre la superficie de los capilares, hacia los que secretan dos hormonas neurohipofisarias: 1) hormona antidiurética (ADH), llamada también vasopresina, y 2) oxitocina.

La ADH se forma principalmente en el núcleo supraóptico, mientras que la oxitocina se forma sobre todo en el paraventricular. Cada uno de estos núcleos puede sintetizar, además de su hormona correspondiente, hasta una sexta parte de la otra. Cuando se transmiten los impulsos nerviosos a lo largo de las fibras desde los núcleos supraóptico o paraventricular, los gránulos secretores de las terminaciones nerviosas liberan de inmediato la hormona, mediante un proceso de secreción habitual conocido como exocitosis, y aquella penetra en los capilares adyacentes. La neurofisina y la hormona del crecimiento se secretan a la vez, pero dado que su unión es laxa, la hormona se separa con gran rapidez.

La inyección de cantidades minúsculas de ADH (de tan solo 2 ng) reduce la excreción renal de agua. Si no existe ADH, los túbulos y conductos colectores serán prácticamente impermeables al agua, lo que evitará su reabsorción e inducirá una pérdida extrema de líquido en la orina, que estará muy diluida. Por el contrario, en presencia de ADH, aumenta en gran medida la permeabilidad de los conductos y túbulos colectores, por lo que casi toda el agua se reabsorbe a medida que el líquido tubular atraviesa estos conductos, haciendo que el organismo conserve el agua y produzca una orina muy concentrada. Sin la hormona, las membranas luminales de las células epiteliales de los túbulos son prácticamente impermeables al agua. No obstante, en el interior de la membrana celular existe un gran número de vesículas especiales que contienen poros muy permeables al agua denominados acuaporinas. Cuando la ADH actúa en la célula, se combina primero con los receptores de membrana que activan a la adenilato ciclasa e inducen la formación de AMPc en el citoplasma de las células tubulares. Esta formación, a su vez, provoca la fosforilación de los elementos contenidos en las vesículas especiales, lo que determina la inserción de dichas vesículas en las membranas celulares apicales y proporciona así numerosas zonas muy permeables al agua. Todo este proceso dura entre 5 y 10 min. Después, en ausencia de ADH, todo el proceso se invierte en otros 5 a 10 min.

Funciones fisiológicas de la oxitocina

La hormona oxitocina estimula con fuerza la contracción del útero en el embarazo, en especial al final de la gestación. Por consiguiente, muchos tocólogos piensan que esta hormona es la responsable, al menos en parte, de la inducción del parto. Esta opinión está respaldada por los siguientes hechos:

1. Cuando se secciona la hipófisis de la hembra preñada, la duración del período de dilatación aumenta mucho, lo que indica un posible efecto de la oxitocina durante el parto
2. la concentración plasmática de oxitocina asciende durante el parto, en especial en la última fase, la estimulación del cuello uterino de la hembra preñada desencadena señales nerviosas que pasan al hipotálamo e incrementan la secreción de oxitocina.

La oxitocina también desempeña una función esencial en la lactancia; se conocen más detalles acerca de esta función que de la relacionada con el nacimiento. Durante la lactancia, induce la expresión de leche desde los alvéolos hasta los conductos mamarios, de forma que el hijo pueda extraerla mamando. El mecanismo es el siguiente: el estímulo de succión en el pezón mamario desencadena la transmisión de señales a través de nervios sensitivos a las neuronas secretoras de oxitocina de los núcleos paraventricular y supraóptico del hipotálamo, haciendo que la neurohipófisis libere la hormona. A continuación, la oxitocina llega por la sangre hasta las mamas, donde induce la contracción de las células mioepiteliales que rodean y forman un entramado alrededor de los alvéolos de las glándulas mamarias. Menos de 1 min después de comenzar la succión, comienza a fluir la leche.

Filtración glomerular

El primer paso en la formación de orina es la filtración de grandes cantidades de líquidos a través de los capilares glomerulares en la cápsula de Bowman, casi 180 l al día. La mayor parte de este filtrado se reabsorbe, lo que deja únicamente 1 l aproximadamente de líquido para su excreción al día, si bien la tasa de excreción renal de líquidos puede ser muy variable dependiendo de la ingestión de líquidos. La alta tasa de filtración glomerular depende de la alta tasa de flujo sanguíneo renal, así como de las propiedades especiales de las membranas de los capilares glomerulares.

Como la mayoría de los capilares, los capilares glomerulares son relativamente impermeables a las proteínas, de manera que el líquido filtrado (llamado filtrado glomerular) carece prácticamente de proteínas y elementos celulares, incluidos los eritrocitos. La FG está determinada por: 1) el equilibrio entre las fuerzas hidrostáticas y coloidosmóticas que actúa a través de la membrana capilar, y 2) el coeficiente de filtración capilar (Kf ), el producto de la permeabilidad por el área superficial de filtro de los capilares. Los capilares glomerulares tienen una filtración mucho mayor que la mayoría de los otros capilares por una presión hidrostática glomerular alta y un gran Kf . En el adulto medio, la FG es de unos 125 ml/min, o 180 l/día. La fracción del flujo plasmático renal que se filtra (la fracción de filtración) es de media de 0,2, lo que significa que alrededor del 20% del plasma que fluye a través del riñón se filtra a través de los capilares glomerulares.

Membrana capilar glomerular

La membrana capilar glomerular es similar a la de otros capilares, excepto en que tiene tres capas principales:

1. el endotelio del capilar
2. una membrana basal
3. una capa de células epiteliales rodeando a la superficie externa de la membrana basal capilar.

La elevada filtración a través de la membrana capilar glomerular se debe en parte a sus especiales características.

El endotelio capilar está perforado por cientos de pequeños agujeros, llamados fenestraciones, similares a los capilares fenestrados que se encuentran en el hígado, aunque menores que las fenestraciones del hígado. Aunque la fenestración es relativamente grande, las proteínas celulares endoteliales están dotadas de muchas cargas negativas fijas que dificultan el paso de las proteínas plasmáticas. Rodeando al endotelio está la membrana basal, que consta de una red de colágeno y fibrillas de proteoglucanos que tienen grandes espacios a través de los cuales pueden filtrarse grandes cantidades de agua y de solutos. La membrana basal evita con eficacia la filtración de proteínas plasmáticas, en parte debido a las cargas eléctricas negativas fuertes de los proteoglucanos.

Determinantes de la FG La FG está determinada por:

1. la suma de las fuerzas hidrostática y coloidosmótica a través de la membrana glomerular, que da lugar a la presión de filtración neta
2. el coeficiente glomerular Kf .

En una fórmula matemática, la FG es igual al producto del Kf y de la presión de filtración neta:

La presión de filtración neta representa la suma de las fuerzas hidrostática y coloidosmótica que favorecen o se oponen a la filtración a través de los capilares glomerulares. Estas fuerzas son:

1. la presión hidrostática dentro de los capilares glomerulares que favorece la filtración
2. la presión hidrostática en la cápsula de Bowman (PB ) fuera de los capilares, que se opone a la filtración
3. la presión coloidosmótica de las proteínas plasmáticas en el capilar glomerular (πG ), que se opone a la filtración
4. la presión coloidosmótica de las proteínas en la cápsula de Bowman (πB ), que favorece la filtración.

El aumento del coeficiente de filtración capilar glomerular incrementa la FG El Kf es una medida del producto de la conductividad hidráulica y el área superficial de los capilares glomerulares. El Kf no puede medirse directamente, pero se calcula experimentalmente dividiendo la FG entre la presión de filtración neta: Dado que la FG total en los dos riñones es de unos 125 ml/min y la presión de filtración neta 10 mmHg, el Kf normal se calcula en unos 12,5 ml/min/mmHg de presión de filtración. Cuando el Kf se expresa por 100 g de peso renal, tiene un promedio de alrededor de 4,2 ml/min/mmHg, un valor unas 400 veces mayor que el Kf de la mayoría de los otros sistemas capilares del cuerpo; el Kf medio de la mayoría de los otros tejidos del cuerpo es solo de unos 0,01 ml/min/mmHg por 100 g. Este Kf alto de los capilares glomerulares contribuye a su filtración rápida de líquido. Aunque el aumento del Kf eleva la FG y la reducción del Kf la reduce, los cambios en Kf probablemente no constituyen un mecanismo importante de regulación normal día a día de la FG. Pero algunas enfermedades reducen el Kf al reducir el número de capilares glomerulares funcionantes (reduciendo así el área superficial para la filtración) o aumentando el espesor de la membrana capilar glomerular y reduciendo su conductividad hidráulica. Por ejemplo, la hipertensión incontrolada y la diabetes mellitus reducen gradualmente el Kf al aumentar el espesor de la membrana basal capilar glomerular y, finalmente, dañando los capilares de forma tan grave que se pierde la función capilar.

El aumento de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman reduce la FG Las medidas directas, usando micropipetas, de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman y en diferentes puntos del túbulo proximal en animales experimentales indican que una estimación razonable de la presión en la cápsula de Bowman en los seres humanos es de unos 18 mmHg en condiciones normales. El aumento de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman reduce la FG, mientras que reducir la presión aumenta la FG. Pero los cambios en la presión de la cápsula de Bowman no son normalmente un mecanismo importante de regulación de la FG.

El aumento de la presión coloidosmótica capilar glomerular reduce la FG A medida que la sangre pasa desde la arteriola aferente a través de los capilares glomerulares hasta las arteriolas eferentes, la concentración plasmática de las proteínas aumenta alrededor de un 20%. La razón de este aumento es que alrededor de una quinta parte del líquido en los capilares se filtra a la cápsula de Bowman, lo que concentra las proteínas plasmáticas glomerulares que no se filtran. Suponiendo que la presión coloidosmótica normal del plasma que entra en los capilares glomerulares es de 28 mmHg, este valor habitualmente aumenta a unos 36 mmHg en el momento en que la sangre alcanza el extremo eferente de los capilares. Luego la presión coloidosmótica media de las proteínas plasmáticas en el capilar glomerular está a medio camino entre los 28 y los 36 mmHg, o unos 32 mmHg.

El aumento de la presión hidrostática capilar glomerular incrementa la FG Se ha calculado que la presión hidrostática capilar glomerular es de unos 60 mmHg en condiciones normales. Los cambios en la presión hidrostática glomerular son la principal forma de regular fisiológicamente la FG. Los aumentos en la presión hidrostática glomerular incrementan la FG, mientras que las reducciones en la presión hidrostática glomerular la reducen. La presión hidrostática glomerular está determinada por tres variables, todas ellas bajo control fisiológico:

• presión arterial
• resistencia arteriolar aferente
• resistencia arteriolar eferente. El aumento de la presión arterial tiende a elevar la presión hidrostática glomerular y, por tanto, a aumentar la FG.

Autorregulación de la FG y del flujo sanguíneo renal

Los mecanismos de retroalimentación intrínsecos de los riñones mantienen normalmente el flujo sanguíneo renal y la FG relativamente constantes, a pesar de cambios acentuados en la presión arterial sistémica. Estos mecanismos todavía funcionan en los riñones perfundidos con sangre que se han extraído del cuerpo, independientes de las influencias sistémicas. La principal función de la autorregulación del flujo sanguíneo en la mayoría de los tejidos diferentes a los riñones es mantener el reparto de oxígeno y nutrientes en valores normales y la extracción de los productos de desecho del metabolismo, a pesar de los cambios en la presión arterial. Los riñones tienen un mecanismo especial de retroalimentación que acopla los cambios en la concentración de cloruro de sodio en la mácula densa al control de la resistencia arteriolar renal y la autorregulación de la FG. Esta retroalimentación ayuda a asegurar una llegada relativamente constante de cloruro de sodio al túbulo distal y ayuda a evitar las fluctuaciones falsas en la excreción renal que de otro modo tendrían lugar. En muchas circunstancias, esta retroalimentación autorregula el flujo sanguíneo renal y la FG en paralelo.

Autorregulación miógena del flujo sanguíneo renal y de la FG

Otro mecanismo que contribuye al mantenimiento del flujo sanguíneo renal y de la FG relativamente constantes es la capacidad de cada vaso sanguíneo de resistirse al estiramiento durante el aumento de la presión arterial, un fenómeno denominado mecanismo miógeno. Los estudios realizados en vasos individuales (sobre todo en arteriolas pequeñas) de todo el cuerpo han demostrado que responden a un aumento de la tensión o un estiramiento de la pared con una contracción del músculo liso vascular. Esta contracción impide una distensión excesiva de la pared y al mismo tiempo, mediante un aumento de la resistencia vascular, ayuda a impedir un aumento excesivo del flujo sanguíneo renal y de la FG cuando la presión arterial aumenta. Aunque el mecanismo miógeno opera probablemente en la mayoría de las arteriolas del cuerpo, su importancia en la autorregulación del flujo sanguíneo renal y de la FG ha sido cuestionada por algunos fisiólogos porque este mecanismo sensible a la presión no tiene medio de detectar directamente por sí mismo cambios en el flujo sanguíneo renal ni en la FG.

Múltiples funciones del riñón en la homeostasis.

La mayoría de las personas saben que los riñones tienen una función importante: eliminar del cuerpo los materiales de desecho que se han ingerido o que ha producido el metabolismo. Una segunda función que es especialmente crítica es controlar el volumen y la composición de los electrólitos de los líquidos corporales.

Los riñones realizan sus funciones más importantes filtrando el plasma y eliminando sustancias del filtrado con una intensidad variable, dependiendo de las necesidades del cuerpo. Finalmente, los riñones aclaran las sustancias no deseadas del filtrado (y por tanto del cuerpo) excretándolas a la orina mientras devuelven las sustancias necesarias de nuevo a la sangre.

Los riñones son los principales medios de eliminación de los productos de desecho del metabolismo que ya no necesita el cuerpo. Estos productos son la urea (del metabolismo de los aminoácidos), la creatinina (de la creatina muscular), el ácido úrico (de los ácidos nucleicos), los productos finales del metabolismo de la hemoglobina (como la bilirrubina) y los metabolitos de varias hormonas.  Los riñones desempeñan una función dominante en la regulación a largo plazo de la presión arterial al excretar cantidades variables de sodio y agua. Los riñones también contribuyen a la regulación a corto plazo de la presión arterial mediante la secreción de hormonas y factores o sustancias vasoactivos, como la renina, que dan lugar a la formación de productos vasoactivos. Los riñones contribuyen a la regulación acidobásica junto a los pulmones y los amortiguadores del líquido corporal mediante la excreción de ácidos y la regulación de los depósitos de amortiguadores en el líquido corporal. Los riñones son el único medio de eliminar ciertos tipos de ácidos, como el ácido sulfúrico y el ácido fosfórico, que genera el metabolismo de las proteínas. Los riñones secretan eritropoyetina, que estimula la producción de eritrocitos en las células madre hematopoyéticas de la médula ósea. En las personas con una nefropatía grave o en las que se han extirpado los riñones y están en hemodiálisis, aparece una anemia grave debido a la menor producción de eritropoyetina.

Anatomía fisiológica de los riñones

Cada riñón de un ser humano adulto normal pesa unos 150 g y tiene el tamaño aproximado de un puño cerrado. La cara medial de cada riñón contiene una región con una muesca, llamada hilio, por la que pasan la arteria y vena renales, los linfáticos, la inervación y el uréter, que transporta la orina final desde el riñón hasta la vejiga, donde se almacena hasta que esta se vacía. El riñón está rodeado de una cápsula fibrosa y tensa que protege sus delicadas estructuras internas.

Si se cortan los riñones de arriba abajo, las dos regiones principales que pueden verse son la corteza externa y las regiones internas de la médula. La médula se divide en 8-10 masas de tejido en forma de cono llamadas pirámides renales. La base de cada pirámide se origina en el borde entre la corteza y la médula y termina en la papila, que se proyecta en el espacio de la pelvis renal, una continuación en forma de abanico de la porción superior del uréter. El borde externo de la pelvis se divide en bolsas abiertas, llamadas cálices mayores, que se extienden hacia abajo y se dividen en los cálices menores, que recogen la orina de los túbulos de cada papila.

Irrigación renal

El riego sanguíneo de los dos riñones es normalmente de alrededor del 22% del gasto cardíaco, o 1.100 ml/min. La arteria renal entra en el riñón a través del hilio y después se ramifica progresivamente hasta formar las arterias interlobulares, las arterias arciformes, las arterias interlobulillares (también denominadas arterias radiales) y las arteriolas aferentes, que acaban en los capilares glomerulares, donde se filtran grandes cantidades de líquido y solutos (excepto las proteínas plasmáticas) para comenzar la formación de orina. Los extremos distales de los capilares de cada glomérulo coalescen hasta formar la arteriola eferente, que llega a la segunda red capilar, los capilares peritubulares, que rodean a los túbulos renales.

La circulación renal tiene la particularidad de contar con dos lechos capilares, los capilares glomerulares y los peritubulares, que están dispuestos en serie y están separados por las arteriolas eferentes. Estas arteriolas ayudan a regular la presión hidrostática en los dos grupos de capilares. La presión hidrostática alta en los capilares glomerulares (de unos 60 mmHg) da lugar a una filtración rápida, mientras que una presión hidrostática mucho menor en los capilares peritubulares (de unos 13 mmHg) permite una reabsorción rápida de líquido. Los capilares peritubulares se vacían en los vasos del sistema venoso, que discurren paralelos a los vasos arteriolares. Los vasos sanguíneos del sistema venoso forman progresivamente la vena interlobulillar, la vena arciforme, la vena interlobular y la vena renal, que abandona el riñón junto a la arteria renal y el uréter.

La nefrona es la unidad funcional del riñón

Cada riñón humano contiene alrededor de 800.000 a 1.000.000 de nefronas, cada una de las cuales es capaz de formar orina. El riñón no puede regenerar nefronas nuevas. Por tanto, en la lesión, la enfermedad o el envejecimiento renal normal, el número de nefronas se reduce gradualmente. Después de los 40 años de edad, el número de nefronas funcionantes suele reducirse alrededor de un 10% cada 10 años de forma que a los 80 años muchas personas tienen un 40% menos de nefronas funcionantes que a los 40. Cada nefrona contiene:

1. un penacho de capilares glomerulares llamado glomérulo, por el que se filtran grandes cantidades de líquido desde la sangre
2. un túbulo largo en el que el líquido filtrado se convierte en orina en su camino a la pelvis del riñón.

Al final de la rama ascendente gruesa hay un segmento corto, que tiene en su pared una placa de células epiteliales especializadas conocida como mácula densa. Como comentaremos más adelante, la mácula densa es importante para controlar la función de la nefrona. Más allá de la mácula densa el líquido entra en el túbulo distal, que, como el túbulo proximal, se dispone en la corteza renal. Al túbulo distal le siguen el túbulo conector y el túbulo colector cortical, que conduce al conducto colector cortical. Las partes iniciales de 8 a 10 conductos colectores corticales se unen para formar un solo conducto colector mayor que discurre hacia abajo al interior de la médula y se convierte en el conducto colector medular. Los conductos colectores se funden para formar progresivamente conductos cada vez mayores que finalmente se vacían en la pelvis renal a través de las puntas de las papilas renales. En cada riñón hay unos 250 conductos colectores muy grandes y cada uno recoge la orina de unas 4.000 nefronas.

Diferencias regionales en la estructura de la nefrona: nefronas corticales y yuxtamedulares Aunque cada nefrona tiene todos los componentes descritos, hay algunas diferencias dependiendo de la profundidad a la que se encuentre la nefrona dentro de la masa renal. Las nefronas que tienen glomérulos localizados en la corteza externa se denominan nefronas corticales; tienen asas de Henle cortas que penetran solo una distancia corta en la médula.

Alrededor del 20-30% de las nefronas tienen glomérulos que se disponen en la profundidad de la corteza renal cerca de la médula y se denominan nefronas yuxtamedulares. Estas nefronas tienen asas de Henle grandes que discurren hasta la médula, en algunos casos con un recorrido completamente intramedular hasta desembocar en las papilas renales.

Micción

La micción es el proceso mediante el cual la vejiga urinaria se vacía cuando está llena. Este proceso se realiza en dos pasos. Primero, la vejiga se llena progresivamente hasta que la tensión en sus paredes aumenta por encima de un umbral. Esta tensión desencadena el segundo paso, que es un reflejo nervioso, llamado reflejo miccional.

Anatomía fisiológica de la vejiga

La vejiga urinaria es una cámara de músculo liso compuesta de dos partes principales:

1. el cuerpo, que es la principal parte de la vejiga en la que se acumula la orina,
2. el cuello, que es una extensión en forma de abanico del cuerpo, que pasa en sentido inferior y anterior hasta el triángulo urogenital y se conecta con la uretra. La parte inferior del cuello de la vejiga también se llama uretra posterior por su relación con la uretra

El músculo liso de la vejiga se llama músculo detrusor.

Sus fibras musculares se extienden en todas las direcciones y, cuando se contraen, pueden aumentar la presión en la vejiga hasta 40-60 mmHg. Luego la contracción del músculo detrusor es un paso importante en el vaciamiento de la vejiga. Las células musculares lisas del músculo detrusor se fusionan entre sí de manera que existen vías eléctricas de baja resistencia de una célula muscular a otra. En la pared posterior de la vejiga, inmediatamente por encima del cuello de la vejiga, hay una pequeña zona triangular llamada trígono. En la parte más inferior del vértice del trígono, el cuello de la vejiga se abre en la uretra posterior, y los dos uréteres entran en la vejiga en los ángulos más superiores del trígono. Cada uréter, en su entrada en la vejiga, discurre en sentido oblicuo a través del músculo detrusor y después pasa otros 1-2 cm por debajo de la mucosa vesical antes de vaciarse en la vejiga. El cuello de la vejiga (uretra posterior) tiene 2 a 3 cm de longitud, y su pared está compuesta del músculo detrusor entrelazado con una gran cantidad de tejido elástico.

El músculo en esta zona se llama esfínter interno. Su tono natural mantiene normalmente el cuello de la vejiga y la uretra posterior vacías de orina y, por tanto, impide el vaciamiento de la vejiga hasta que la presión en la parte principal de la vejiga aumenta por encima de un umbral crítico. Más allá de la uretra posterior, la uretra atraviesa el diafragma urogenital, que contiene una capa de músculo llamada esfínter externo de la vejiga. Este músculo es un músculo esquelético voluntario, al contrario que el músculo del cuerpo de la vejiga y del cuello de la vejiga, que es totalmente músculo liso. El músculo del esfínter externo está bajo un control voluntario del sistema nervioso y puede usarse para impedir conscientemente la micción incluso cuando los controles involuntarios intentan vaciar la vejiga.

La principal inervación nerviosa de la vejiga es a través de los nervios pélvicos

que conectan con la médula espinal a través del plexo sacro, sobre todo los segmentos S2 y S3. En los nervios pélvicos discurren fibras nerviosas sensitivas y motoras. Las fibras sensitivas detectan el grado de distensión de la pared de la vejiga. Las señales de distensión de la uretra posterior son especialmente fuertes y son responsables sobre todo de iniciar los reflejos que provocan el vaciado de la vejiga.

Los nervios motores transmitidos en los nervios pélvicos son fibras parasimpáticas. Estas fibras terminan en las células ganglionares localizadas en la pared de la vejiga. Después, nervios posganglionares cortos inervan el músculo detrusor. Además de los nervios pélvicos, otros dos tipos de inervación son importantes para la función vesical. Los más importantes son las fibras motoras esqueléticas que llegan a través del nervio pudendo hasta el esfínter vesical externo.

La orina que sale de la vejiga tiene prácticamente la misma composición que el líquido que fluye de los conductos colectores; no hay cambios significativos en la composición de la orina en su camino a través de los cálices renales hasta los uréteres y la vejiga. La orina que fluye desde los conductos colectores hacia los cálices renales estira los cálices e incrementa su actividad de marcapasos intrínseca, lo que a su vez inicia las contracciones peristálticas que se propagan a la pelvis renal y después a lo largo de la longitud del uréter, forzando así la orina desde la pelvis renal hacia la vejiga. En los adultos, los uréteres tienen normalmente de 25 a 35 cm de longitud. Las paredes de los uréteres contienen músculo liso y están inervadas por nervios simpáticos y parasimpáticos, así como por un plexo intramural de neuronas y fibras nerviosas que se extiende a lo largo de toda la longitud de los uréteres. Igual que sucede con otros músculos lisos viscerales, las contracciones peristálticas en el uréter se potencian con la estimulación parasimpática y se inhiben con la estimulación simpática.

La formación de orina es resultado de la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular.

La intensidad con la que se excretan diferentes sustancias en la orina representa la suma de tres procesos renales:

1. la filtración glomerular
2. la reabsorción de sustancias de los túbulos renales hacia la sangre
3. la secreción de sustancias desde la sangre hacia los túbulos renales.

La formación de orina comienza cuando una gran cantidad de líquido que casi no dispone de proteínas se filtra desde los capilares glomerulares a la cápsula de Bowman. La mayoría de las sustancias del plasma, excepto las proteínas, se filtran libremente, de manera que su concentración en el filtrado glomerular de la cápsula de Bowman es casi la misma que en el plasma. A medida que el líquido abandona la cápsula de Bowman y pasa a través de los túbulos, se modifica por la reabsorción de agua y solutos específicos de nuevo hacia la sangre o por la secreción de otras sustancias desde los capilares peritubulares hacia los túbulos.

El mantenimiento de un volumen relativamente constante y de una composición estable de los líquidos corporales es esencial para la homeostasis. El agua ingresa en el cuerpo a través de dos fuentes principales:

1. se ingiere en forma de líquidos o de agua de los alimentos, que juntos suponen alrededor de 2.100 ml/día de líquidos corporales.
2. se sintetiza en el cuerpo por la oxidación de los hidratos de carbono, en una cantidad de unos 200 ml/día. Estos mecanismos proporcionan un ingreso total de agua de unos 2.300 ml/día.

Los seres humanos experimentan una pérdida continua de agua por evaporación de las vías aéreas y por difusión a través de la piel, y en conjunto son responsables de alrededor de 700 ml/día de pérdida de agua en condiciones normales. A esto se le denomina pérdida insensible de agua porque no somos conscientes de ella, aunque se produzca continuamente en todos los seres humanos vivos. La pérdida insensible de agua a través de la piel es independiente de la sudoración y está presente incluso en personas que nacen sin glándulas sudoríparas; la pérdida media de agua por difusión a través de la piel es de unos 300-400 ml/día. Esta pérdida la minimiza la capa cornificada llena de colesterol de la piel, que constituye una barrera contra la pérdida excesiva por difusión. Cuando la capa cornificada se pierde, como ocurre en las quemaduras extensas, la intensidad de la evaporación puede aumentar hasta 10 veces, hasta unos 3-5 l/día. Por esta razón, las personas con quemaduras deben recibir grandes cantidades de líquido, habitualmente por vía intravenosa, para equilibrar su pérdida. La pérdida insensible de agua a través de la vía aérea es de unos 300-400 ml/día. A medida que el aire entra en la vía aérea, se satura de humedad hasta una presión de agua de unos 47 mmHg hasta que se espira. El volumen de sudor es normalmente de unos 100 ml/día, pero en un clima muy cálido o durante el ejercicio intenso, la pérdida de líquidos en el sudor aumenta en ocasiones a 1- 2 l/h. Solo se pierde normalmente una pequeña cantidad de agua (100 ml/día) en las heces. El volumen de orina puede ser tan solo de 0,5 l/día en una persona deshidratada o tan alta como de 20 l/día en una persona que ha bebido cantidades enormes de agua. Esta variabilidad en la ingestión también es cierta para la mayoría de los electrólitos del cuerpo, como el sodio, el cloro y el potasio. En algunas personas, la ingestión de sodio puede ser tan solo de 20 mEq/día, mientras que en otros puede ser tan alta como de 300-500 mEq/día.

Compartimientos del líquido corporal

El líquido corporal total se distribuye sobre todo entre dos compartimientos: el líquido extracelular y el líquido intracelular. El líquido extracelular se divide en el líquido intersticial y el plasma sanguíneo.

Existe otro pequeño compartimiento de líquido que se denomina líquido transcelular. Este compartimiento comprende el líquido de los espacios sinovial, peritoneal, pericárdico e intracelular, así como el líquido cefalorraquídeo; suele considerarse un tipo especializado de líquido extracelular, aunque en algunos casos su composición puede diferir de forma acentuada de la del plasma o de la del líquido intersticial. Todos los líquidos transcelulares constituyen alrededor de 1 a 2 l. En un hombre adulto de 70 kg, el agua corporal total representa alrededor del 60% del peso corporal. A medida que una persona envejece, el porcentaje de agua corporal total que es líquido se reduce gradualmente. Este descenso se debe en parte al hecho de que el envejecimiento suele acompañarse de un aumento del porcentaje del peso corporal que es grasa, lo que reduce el porcentaje de agua en el cuerpo. 

Compartimiento del líquido intracelular Unos 28 de los 42 l de líquido corporal están contenidos de los 100 billones de células y se les denomina en conjunto líquido intracelular. El líquido intracelular constituye alrededor del 40% del peso corporal total en una persona media. El líquido de cada célula contiene una mezcla individual de diferentes constituyentes, pero las concentraciones de estas sustancias son similares de una célula a otra. El líquido intracelular de todas las células en conjuntos se considera un solo gran compartimiento de líquido. 

Compartimiento del líquido extracelular Todos los líquidos del exterior de las células se denominan en conjunto líquido extracelular y constituyen alrededor del 20% del peso corporal, o unos 14 l en un hombre adulto de 70 kg. Los dos compartimientos más grandes del líquido extracelular son el líquido intersticial, que supone hasta más de tres cuartas partes (11 l) del líquido extracelular, y el plasma, que supone casi una cuarta parte del líquido extracelular o unos 3 l. El plasma es la parte no celular de la sangre; intercambia sustancias continuamente con el líquido intersticial a través de poros de las membranas capilares. Estos poros son muy permeables a casi todos los solutos del líquido extracelular excepto a las proteínas, por lo que los líquidos extracelulares se están mezclando constantemente, de manera que el plasma y el líquido intersticial tienen casi la misma composición excepto en lo referente a las proteínas, que están más concentradas en el plasma.

La sangre contiene líquido extracelular (el líquido del plasma) y líquido intracelular (el líquido de los eritrocitos). Sin embargo, la sangre se considera un compartimiento líquido separado porque está contenida en su propia cámara, el aparato circulatorio. El volumen sanguíneo es especialmente importante en el control de la dinámica cardiovascular. El volumen sanguíneo medio de los adultos es de alrededor del 7% del peso corporal (unos 5 l). Alrededor del 60% de la sangre es plasma y el 40% son eritrocitos, pero estos porcentajes pueden variar considerablemente en diferentes personas dependiendo del sexo, el peso y otros factores.

El hematocrito es la fracción de la sangre compuesta de eritrocitos, lo que se determina centrifugando la sangre en un tubo de hematocrito hasta que todas las células se acumulan en el fondo. En los hombres, el hematocrito medido es normalmente de alrededor de 0,4 y en las mujeres, de alrededor de 0,36. En personas con anemia grave, el hematocrito puede reducirse hasta tan solo 0,1, un valor apenas suficiente para sustentar la vida. Por el contrario, en aquellas personas con trastornos en los que hay una producción excesiva de eritrocitos se produce una policitemia, el hematocrito puede aumentar a 0,65.

Debido a que el plasma y el líquido intersticial están separados solo por membranas capilares muy permeables, su composición iónica es similar. La diferencia más importante entre estos dos compartimientos es la mayor concentración de proteínas en el plasma; debido a que los capilares tienen una permeabilidad baja a las proteínas plasmáticas, solo pequeñas cantidades de proteínas pasan a los espacios intersticiales en la mayoría de los tejidos. Debido al efecto Donnan, la concentración de iones con carga positiva (cationes) es ligeramente superior en el plasma (alrededor de un 2%) que en el líquido intersticial. Las proteínas plasmáticas tienen una carga negativa neta y por ello tienden a ligar cationes, como iones sodio o potasio, manteniendo cantidades extra de estos cationes en el plasma junto a las proteínas plasmáticas. Por el contrario, los iones con carga negativa (aniones) tienden a tener una concentración ligeramente superior en el líquido intersticial que en el plasma, porque las cargas negativas de las proteínas plasmáticas repelen los aniones con carga negativa.

El líquido intracelular está separado del líquido extracelular por una membrana celular que es muy permeable al agua, pero no a la mayoría de los electrólitos del cuerpo. Al contrario que el líquido extracelular, el líquido intracelular contiene solo mínimas cantidades de iones sodio y cloro y casi ningún ion calcio. En cambio, contiene grandes cantidades de iones potasio y fosfato más cantidades moderadas de iones magnesio y sulfato, todos los cuales están en concentraciones bajas en el líquido extracelular. Además, las células contienen grandes cantidades de proteínas, casi cuatro veces más que en el plasma.

El método de dilución del indicador de medida del volumen de un compartimiento líquido, se basa en el principio de la conservación de la masa, lo que significa que la masa total de una sustancia tras la dispersión en el compartimiento líquido será la misma que la masa total inyectada en el compartimiento.

una pequeña cantidad de colorante u otra sustancia contenida en la jeringa se inyecta en una cámara, y se permite que la sustancia se disperse por toda la cámara hasta que se mezcle en la misma concentración en todas las zonas. Después se extrae una muestra de líquido que contiene la sustancia dispersada y se analiza su concentración mediante sistemas químicos, fotoeléctricos o de otro tipo. Si ninguna de las sustancias sale del compartimiento, la masa total de la sustancia en el compartimiento (volumen B × concentración B) será igual a la masa total de la sustancia inyectada (volumen A × concentración A). Mediante un simple reordenamiento de la ecuación, podemos calcular el volumen desconocido de la cámara B como:

Este método puede usarse para medir el volumen de casi cualquier compartimiento del cuerpo mientras:

1. el indicador se disperse de forma uniforme por el compartimiento
2. el indicador se disperse solo en el compartimiento que se va a medir
3. el indicador no se metabolice ni se excrete.

Determinación de los volúmenes de compartimientos líquidos específicos.

El volumen de líquido extracelular puede calcularse utilizando una de diversas sustancias que se dispersan en el plasma y el líquido intersticial, pero no atraviesan la membrana celular. Entre ellas se encuentran el sodio radiactivo, el cloro radiactivo, el yotalamato radiactivo, el ion tiosulfato y la inulina. Cuando cualquiera de estas sustancias se inyecta en la sangre, suele dispersarse casi completamente por todo el líquido extracelular en 30-60 min.

El volumen intracelular no puede medirse directamente, pero puede calcularse como:

Para medir el volumen de plasma debe usarse una sustancia que no atraviese fácilmente las membranas capilares sino que permanezca en el sistema vascular tras su inyección.

Una de las sustancias más usadas para medir el volumen de plasma es la albúmina sérica marcada con yodo radiactivo ( 125 I-albúmina). Además pueden usarse colorantes que se unen ávidamente a las proteínas plasmáticas, como el colorante azul de Evans (también llamado T-1824) para medir el volumen de plasma.

Regulación del intercambio de líquido y del equilibrio osmótico entre los líquidos intracelular y extracelular

La distribución del líquido entre los compartimientos intracelular y extracelular, en cambio, está determinada sobre todo por el efecto osmótico de los solutos más pequeños (en especial el sodio, el cloro y otros electrólitos) que actúan a través de la membrana celular. La razón de esto es que la membrana celular es muy permeable al agua pero relativamente impermeable incluso a iones pequeños, como el sodio y el cloro.

Osmolalidad y osmolaridad

La concentración osmolal de una solución se denomina osmolalidad cuando la concentración se expresa en osmoles por kilogramo de agua; se llama osmolaridad cuando se expresa en osmoles por litro de solución.

Utilizando la ley de van’t Hoff, podemos calcular la posible presión osmótica de una solución suponiendo que la membrana celular es impermeable al soluto. Por ejemplo, la presión osmótica de una solución de cloruro de sodio al 0,9% se calcula como sigue: un 0,9% de solución significa que hay 0,9 g de cloruro de sodio en 100 ml de solución, o 9 g/l. Este cálculo es solo una aproximación porque los iones sodio y cloro no se comportan de modo completamente independiente en una solución debido a la atracción interiónica que hay entre ellos. Podemos corregir estas desviaciones de la predicción de la ley de van’t Hoff utilizando el factor de corrección llamado coeficiente osmótico. Para el cloruro de sodio, el coeficiente osmótico es de alrededor de 0,93. Por tanto, la osmolaridad real de una solución de cloruro de sodio al 0,9% es de 308 × 0,93 o unos 286 mOsm/l.

Líquidos isotónicos, hipotónicos e hipertónicos Si una célula se coloca en una solución de solutos no difusibles con una osmolaridad de 282 mOsm/l, las células no se encogerán ni hincharán porque la concentración de agua en los líquidos extracelular e intracelular es igual y los solutos no pueden entrar ni salir de la célula. Se dice que este tipo de solución es isotónica porque ni encoge ni hincha las células.

Si se coloca una célula en una solución hipotónica que tiene una menor concentración de solutos no difusibles (menos de 282 mOsm/l), el agua se difundirá al interior de la célula y la hinchará. Si se coloca una célula en una solución hipertónica con una solución mayor de solutos no difusibles, el agua saldrá de la célula hacia el líquido extracelular concentrando el líquido intracelular y diluyendo el líquido extracelular.

Los términos isotónico, hipotónico e hipertónico se refieren a si las soluciones provocarán un cambio en el volumen celular. La tonicidad de la solución depende de la concentración de los solutos no difusibles. Sin embargo, algunos solutos pueden atravesar la membrana celular. Las soluciones que poseen una osmolaridad igual a la de la célula se llaman isoosmóticas, sin importar si el soluto puede o no atravesar la membrana celular. Los términos hiperosmótico e hipoosmótico se refieren a soluciones que tienen una osmolaridad mayor o inferior.

Volumen y osmolalidad de los líquidos intracelular y extracelular en estados anormales Algunos de los factores que pueden hacer que los volúmenes extracelular e intracelular cambien son el exceso de ingestión o de retención renal de agua, la deshidratación, la infusión intravenosa de diferentes tipos de soluciones, la pérdida de grandes cantidades de líquido por el aparato digestivo y la pérdida de cantidades anormales de líquido a través del sudor o de los riñones.

Anomalías clínicas de la regulación del volumen de líquido: hiponatremia e hipernatremia 

Una medida de que dispone el clínico para evaluar el estado hídrico de un paciente es la concentración plasmática de sodio. La osmolaridad plasmática no se mide habitualmente, pero como el sodio y sus aniones asociados (sobre todo el cloro) son responsables de más del 90% del soluto en el líquido extracelular, la concentración plasmática de sodio es un indicador razonable de la osmolaridad plasmática en muchas condiciones. Cuando la concentración plasmática de sodio se reduce más de unos pocos miliequivalentes por debajo de la normalidad (unos 142 mEq/l), se dice que una persona tiene hiponatremia. Cuando la concentración plasmática de sodio está elevada por encima de lo normal, se dice que una persona tiene hipernatremia.

La reducción de la concentración plasmática de sodio puede deberse a una pérdida de cloruro de sodio en el líquido extracelular o a una adición de un exceso de agua al líquido extracelular. Una pérdida primaria de cloruro de sodio suele dar lugar a una hiponatremia-deshidratación y se acompaña de una reducción del volumen de líquido extracelular. Los trastornos que pueden causar una hiponatremia debida a la pérdida de cloruro de sodio son la diarrea y los vómitos. El consumo excesivo de diuréticos que inhiben la capacidad de los riñones de conservar el sodio y ciertos tipos de nefropatías que cursan con pérdida de sodio pueden provocar también grados leves de hiponatremia. Finalmente, la enfermedad de Addison, que se debe a una menor secreción de la hormona aldosterona, reduce la capacidad de los riñones de reabsorber el sodio y provoca un grado leve de hiponatremia. 

El aumento de la concentración plasmática de sodio, que también aumenta la osmolaridad, puede deberse a una pérdida de agua del líquido extracelular, lo que concentra los iones sodio, o a un exceso de sodio en el líquido extracelular. La pérdida primaria de agua del líquido extracelular, esto da lugar a una hipernatremia y deshidratación. Este trastorno puede deberse a una incapacidad para secretar hormona antidiurética, que es necesaria para que los riñones conserven el agua. Como resultado de la pérdida de hormona antidiurética, los riñones excretan grandes cantidades de orina y dan lugar a una deshidratación y un aumento de la concentración de cloruro de sodio en el líquido extracelular.

Edema: exceso de líquido en los tejidos.

Edema intracelular Tres procesos causan especialmente tumefacción o edema intracelular:

1. la hiponatremia, según se ha comentado anteriormente
2. la depresión de los sistemas metabólicos de los tejidos
3. la falta de una nutrición celular adecuada.

El edema extracelular se produce cuando se acumula un exceso de líquido en los espacios extracelulares. Hay dos causas generales de edema extracelular:

1. la fuga anormal de líquido del plasma hacia los espacios intersticiales a través de los capilares
2. la imposibilidad de los linfáticos de devolver el líquido a la sangre desde el intersticio, lo que a menudo se conoce por linfedema.

Linfedema: incapacidad de los vasos sanguíneos de devolver líquidos y proteínas a la sangre.

Cuando la función de los vasos linfáticos está gravemente deteriorada, debido a una obstrucción o pérdida de dichos vasos, el edema puede ser especialmente intenso porque no hay otra forma de extraer las proteínas plasmáticas que salen al intersticio. El aumento de la concentración de proteínas eleva la presión coloidosmótica del líquido intersticial, lo que arrastra incluso más líquido fuera de los capilares. La obstrucción del flujo linfático puede ser especialmente intensa con las infecciones de los ganglios linfáticos, como ocurre en la infección por los nematodos llamados filarias (Wuchereria bancrofti), que son gusanos microscópicos filiformes. Los gusanos adultos viven en el sistema linfático humano y pasan de una persona a otra a través de los mosquitos. Las personas con infecciones por filarias pueden padecer linfedema grave y elefantiasis y, en los hombres se puede producir una tumefacción del escroto denominada hidrocele. La filariasis linfática afecta a más de 120 millones de personas en 80 países de las zonas tropicales y subtropicales de Asia, África, el Pacífico Occidental y diversas partes del Caribe y Sudamérica. El linfedema puede producirse también en personas que padecen ciertos tipos de cáncer o después de una intervención quirúrgica en que se eliminen u obstruyan vasos linfáticos.

Líquidos en los espacios virtuales del cuerpo

Casi todos estos espacios virtuales tienen superficies que casi se tocan entre sí, con solo una capa fina de líquido entre ellas, y las superficies se deslizan entre sí. Para facilitar el deslizamiento, un líquido proteináceo viscoso lubrica las superficies. La membrana superficial de un espacio virtual no ofrece una resistencia significativa al paso de líquidos, electrólitos o incluso proteínas, que pueden moverse en uno y otro sentido entre el espacio y el líquido intersticial del tejido que lo rodea con relativa facilidad. Las proteínas se acumulan en los espacios virtuales debido a que se fugan de los capilares, de manera similar a la acumulación de proteínas en los espacios intersticiales de todo el cuerpo. Las proteínas deben retirarse a través de los linfáticos u otros conductos y volver a la circulación. Cuando aparece un edema en los tejidos subcutáneos adyacentes al espacio virtual, el líquido del edema suele acumularse también en el espacio virtual, y este líquido se llama derrame. De este modo, el bloqueo linfático o cualquiera de las muchas anomalías que pueden causar una filtración capilar excesiva pueden dar lugar a un derrame de la misma forma que causa el edema intersticial. La cavidad abdominal tiene una especial tendencia a acumular líquido de derrame, y, en este caso, el derrame se llama ascitis.

El electrocardiograma (ECG) es el registro de las señales eléctricas de las células miocárdicas. Es un conjunto de ondas que Einthoven denominó P, Q, R, S, T y U de acuerdo con el orden de aparición en el tiempo. La onda P se inscribe como resultado de la activación auricular y que, de inmediato, aparecen Q, R y S, integrando el complejo ventricular por la propagación de la onda de excitación a la musculatura de ambos ventrículos y al tabique interventricular. Terminando el proceso de despolarización de toda la masa muscular auricular y ventricular, acaece una pequeña pausa (que luego conoceremos como segmento S-T) y más tarde se inscribe la onda T, la expresión del restaurador proceso de repolarización onda T, que corresponde a la expresión.

El electrocardiograma es una representación de un conjunto de 12
derivaciones, que nos da una información global y espacial de
la actividad eléctrica cardíaca.

Debe ser analizado en un conjunto y siempre considerando el estado clínico del enfermo, así como teniendo en cuenta datos que pueden parecer tan banales
como la edad y el sexo. Para el estudio del electrocardiograma debemos hacer un análisis secuencial y sistemático deben seguirse las siguientes reglas:

1. En cada derivación, los latidos que se registran
   se suceden en forma regular y todos tienen una morfología
   similar.
2. Cada complejo QRS es precedido de una onda
   P, positiva en todas las derivaciones excepto en AVR, la
   onda P se encuentra separada de cada complejo en forma
   clara por no menos de un cuadro pequeño y no más de tres
   cuadros pequeños.
3. El complejo QRS es predominantemente positivo en las derivaciones DI, DII, DIII, AVL y AVF, excepto en
   AVR en que es negativo, en AVL puede ser equifásico (una
   positividad y una negatividad de igual tamaño).
4. En las derivaciones precordiales tiene la morfología rS
   en V1 . En V6 tiene morfología qR y en ocasiones existe una s
   pequeña. c) Las derivaciones V2 a V5 progresan paulatinamente entre
   estas dos morfologías, frecuentemente V3 muestra transición intermedia, RS.El electrocardiograma es un método de utilidad diagnóstica basado en el registro de la actividad eléctrica cardíaca.

La actividad eléctrica cardíaca se recoge a través de una serie de cables conectados a la superficie corporal del individuo. Esta señal eléctrica se envía a un amplificador que aumentará la pequeña diferencia de potencial que se ha producido en el músculo cardíaco.

Secuencia para leer un ECG

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• Cálculo de la frecuencia cardiaca
• Análisis del ritmo cardiaco Valorar si el electrocardiograma está en ritmo sinusal. Para ello debemos determinar si cada ciclo cardiaco tiene una onda p producida por el nodo sinusal seguida siempre de un complejo QRS. Si estas condiciones se cumplen, podemos decir que el electrocardiograma es rítmico y está en ritmo sinusal.
• Valoración del intervalo PR Se debe medir el intervalo PR (normal entre 0.12 s y 0.20 s) desde el inicio de la onda P hasta el inicio del QRS. Una prolongación del intervalo PR permite diagnosticar un bloqueo AV de primer grado. Un intervalo PR corto permite diagnosticar un síndrome de Wolff-Parkinson-White
• Valoración del intervalo QTSe debe medir el intervalo QTdesde el inicio del complejo QRS hasta el final de la onda T. El intervalo QT varía en dependencia de la frecuencia cardiaca, por lo que se debe corregir su valor según la frecuencia cardiaca. El intervalo QT corregido o QTc es normal entre 350 ms y 440 ms.
• Eje eléctrico Un método seguro y rápido para saber si es normal, es determinar si el complejo QRS de las derivaciones I y aVF es positivo.
• Alteraciones del segmento ST Línea que nos avisa de la presencia de cardiopatía isquémica El segmento ST es la línea entre el final del complejo QRS y el inicio de la onda T. Debe ser isoeléctrico y para estar seguro si está descendido o elevado se deberá comparar con el segmento PR o en caso de duda, con el segmento TP (entre la onda T del latido previo y la onda P del latido analizado)
• Otras alteraciones electrocardiográficas

BLOQUEO DE RAMA DERECHA

El bloqueo completo de rama derecha (BRD o BRDHH) se produce cuando la rama derecha no es capaz de conducir el estímulo eléctrico. Es una alteración del sistema de conducción eléctrica del corazón, caracterizada por un retraso de la conducción eléctrica por la rama derecha del haz de His. En esta condición el ventrículo izquierdo se despolariza normalmente y luego la onda de despolarización se expande por el ventrículo derecho. Por lo que la despolarización de ambos ventrículos se realiza por la rama izquierda. El estímulo eléctrico desciende por la rama izquierda despolarizando primero las regiones dependientes de esta rama (ventrículo izquierdo y los dos tercios izquierdos del septo) y de forma retardada las regiones de la rama derecha. Este retraso en la despolarización provoca un ensanchamiento del complejo QRS y cambios en su morfología.

Bloqueo de rama derecha completo

Se habla de un «bloqueo completo de rama derecha» o «BCRD» por lo general cuando:

• Duración del complejo QRS mayor a 0,12 s.
• R´ en V1 que da lugar a complejos RSR´. Habitualmente la R´ es más alta que onda R inicial
• Onda S en I, aVL y V5-6
• La onda T es opuesta a las fuerzas terminales del QRS por lo que habitualmente es negativa en V1-2 pudiendo ser positiva en el resto de las derivaciones.⁴​

Bloqueo de rama derecha incompleto

Hablamos de bloqueos incompletos en aquellas situaciones en las que se producen características de bloqueo como las definidas anteriormente pero la duración del complejo QRS no alcanza los 0,12 segundos.⁴

• Duración del complejo QRS entre 90 y 110 ms
• Onda r´ o R´ en V1

Bloqueo auriculoventricular

El único medio por el que los impulsos pueden pasar habitualmente desde las aurículas hacia lo ventrículos es a través del haz AV, también conocido como haz de His. Las situaciones que pueden reducir la velocidad de conducción de los impulsos en este haz o bloquear totalmente el impulso son las siguientes:

1. La isquemia del nódulo AV o de las fibras del haz AV con frecuencia retrasa o bloquea la
   conducción desde las aurículas a los ventrículos. La insuficiencia coronaria puede producir isquemia
   del nódulo y del haz AV de la misma forma que puede producir isquemia del miocardio.
2. La compresión del haz AV por tejido cicatricial o por porciones calcificadas del corazón puede
   deprimir o bloquear la conducción desde las aurículas hacia los ventrículos.
3. La inflamación del nódulo AV o del haz AV puede reducir la conducción desde las aurículas hacia
   los ventrículos. La inflamación se debe con frecuencia a diferentes tipos de miocarditis producidas,
   por ejemplo, por difteria o por fiebre reumática.
4. La estimulación extrema del corazón por los nervios vagos en casos poco frecuentes bloquea la
   conducción de los impulsos a través del nódulo AV. Esta excitación vagal se debe en ocasiones a una
   intensa estimulación de los barorreceptores en personas que tienen síndrome del seno carotídeo, que
   se ha analizado antes en relación con la bradicardia.

TAQUICARDIA SINUSAL

Este trastorno de la frecuencia cardíaca se produce cuando el nodo sinoauricular (SA), situado en la parte superior de la aurícula derecha del corazón, estimula al corazón haciendo que lata rápidamente sin que haya una razón aparente. Las células del nodo sinoauricular envían señales eléctricas similares a impulsos nerviosos al tejido muscular auricular para que se contraiga. Las señales se transmiten por el nodo auriculoventricular (AV) a lo largo de fibras a través del septo hasta el tejido del miocardio ventricular. Cuando se produce una alteración en el sistema eléctrico del corazón se produce una arritmia. El latido cardíaco normal es de 60 a 70 latidos por minuto, pero se considera que hay una taquicardia sinusal cuando el latido del corazón sea superior a las 100 pulsaciones por minuto. Existe una arritmia sinusal fisiológica más frecuente en jóvenes que en personas mayores y se presenta como un cambio del ritmo con la respiración. Así la frecuencia cardíaca aumenta con la inspiración y disminuye con la espiración. Se sabe que un corazón lento (entre 50-60 pulsaciones) es un corazón muy eficaz por la cantidad de sangre impelida en cada latido cardíaco y por la relación esfuerzo/ gasto de energía. De ahí que los atletas intenten conseguir esta bradicardia sinusal fisiológica. Hay deportes como el ciclismo que favorece este enlentecimiento de la frecuencia. Además estas personas empiezan con ventaja, siempre se aceleran unos segundos más tarde que aquellos que empiezan a 70 o 80 pulsaciones por minuto y en un mundo deportivo muy competitivo eso puede representar una notable diferencia.

BRABICARDIA SINUSAL

Una bradicardia es un descenso de la frecuencia cardíaca normal. Normalmente, el corazón de un adulto late entre 60 y 100 veces por minuto en reposo. Si tienes bradicardia, el corazón late menos de 60 veces por minuto. La bradicardia puede ser un problema grave si el corazón no bombea suficiente sangre rica en oxígeno al cuerpo. En algunas personas, sin embargo, la bradicardia no causa síntomas ni complicaciones. El implante de un marcapasos puede corregir la bradicardia y ayudar a que el corazón mantenga una frecuencia adecuada. Es una alteración frecuente en niños deportistas cuyo entrenamiento ha provocado disminución de los rangos de frecuencia para su edad, pero también puede ser secundaria a estados hipóxicos, hiperkalemia, alteraciones hidroelectrolíticas, hipertensión endocraneana, estados de hipotermia, hipotiroidismo, especialmente en niños portadores de síndrome de Down y en la intoxicación digitálica. La bradicardia también puede ocurrir porque las señales eléctricas que se transmiten a través de las aurículas no llegan a los ventrículos (bloqueo cardíaco o bloqueo auriculoventricular). Los bloqueos cardíacos se clasifican según el grado en el que las señales de las aurículas alcanzan las cavidades de bombeo principales del corazón (ventrículos).

• Bloqueo cardíaco de primer grado. En la forma más leve, todas las señales eléctricas de las aurículas llegan a los ventrículos, pero la señal es más lenta. El bloqueo cardíaco de primer grado en raras ocasiones produce síntomas y, por lo general, no necesita tratamiento si no hay otra anomalía en la conducción de señales eléctricas.
• Bloqueo cardíaco de segundo grado. No todas las señales eléctricas llegan a los ventrículos. Algunos latidos se «interrumpen», lo que provoca un ritmo más lento y, en ocasiones, irregular.
• Bloqueo cardíaco de tercer grado (completo). Ninguno de los impulsos eléctricos de las aurículas llega a los ventrículos. Cuando esto sucede, un marcapasos natural toma el control, pero se producen impulsos eléctricos lentos y, en ocasiones, poco confiables para controlar el latido de los ventrículos.