Principios del movimiento de solutos y agua

Una membrana semipermeable es una estructura que divide dos compartimientos que contienen agua y solutos. Esta permite el libre movimiento de agua entre un compartimento y otro y permite el tránsito de solutos pequeños entre un compartimento y otro. Las membranas de las células, incluidos los vasos capilares, son membranas semipermeables, aunque muchas de ellas cuentan con elaborados sistemas de transporte transmembrana. 

• Se le llama ósmosis al movimiento del agua a través de una membrana semipermeable desde un compartimiento de menor concentración de solutos a uno de mayor concentración.

• Se le llama difusión al movimiento de solutos de un compartimiento de mayor concentración a otro de menor concentración a través de una membrana semipermeable. 

Tanto ósmosis como difusión son procesos pasivos, es decir, se presentan de manera espontánea siguiendo un gradiente de concentración de solutos y no requieren que se aplique energía para ocurrir. En cambio, en la ultrafiltración el transporte de solutos se da por convección: los solutos son arrastrados por el agua que pasa a través de una membrana semipermeable por la aplicación de presión a través de ella. La presión que transporta agua de un lado de la membrana al otro puede tener un origen hidrostático u osmótico. Así, los solutos arrastrados siguen un gradiente de presión. 

Formación de orina

Se lleva a cabo en las nefronas mediante una compleja serie de procesos físicos y químicos. La primera fase se lleva a cabo en los glomérulos, donde la presión ejercida por la sangre desde el interior de los vasos del ovillo glomerular arrastra plasma (agua) y solutos desde la sangre hacia la cápsula glomerular por un proceso de ultrafiltración. Por ello, el líquido generado por este proceso recibe el nombre de ultrafiltrado primitivo (pues no ha sido modificado). En una persona con riñones saludables, este proceso se lleva a cabo a una tasa de 100 a 120 ml de sangre por minuto (llamada tasa de filtrado glomerular, o TFG) a lo largo de aproximadamente tres metros cuadrados de lecho capilar glomerular. El ultrafiltrado pasa a continuación a un sistema secuencial de túbulos (contorneado proximal, asa de Henle, contorneado distal y túbulo colector) que modifica el ultrafiltrado a través de procesos de reabsorción (de agua, electrolitos, y bicarbonato) y secreción (electrolitos, amoniaco, y solutos cuya excreción no depende exclusivamente de la ultrafiltración).

Así, a través de la orina salen del cuerpo el exceso de líquidos y solutos que no son necesarios para los procesos fisiológicos del cuerpo, incluyendo electrolitos, ácidos orgánicos y amoniaco. El origen principal de estos líquidos y solutos es la dieta. Asimismo, con la orina se excretan los desechos del metabolismo celular, como creatinina (producto del metabolismo de la creatina, una proteína contenida en las células de los músculos), nitrógeno ureico (BUN, producto final del catabolismo proteico), y una gran variedad de sustancias generadas como desecho de los procesos celulares que reciben el nombre genérico de toxinas urémicas. Estas se producen a un ritmo constante en pequeñas cantidades; sin embargo, en fases avanzadas de enfermedad renal crónica (ERC) se acumulan en sangre, difunden hacia los tejidos del cuerpo, y producen los síntomas del síndrome urémico (malestar general, náusea, hiporexia, fatiga, y confusión). 

Diálisis

Cuando la función renal se encuentra en una etapa terminal, el inicio de terapia de reemplazo renal (TRR) prolonga la vida de los pacientes. Esta se basa en el principio de dializar solutos. Se define como diálisis al proceso artificial con el que la composición de una solución A (la sangre) es modificada al ser expuesta a una solución B (dializante) a través de una membrana semipermeable. En el caso de diálisis peritoneal (DP), esta membrana es la de los vasos capilares del peritoneo, y en el caso de hemodiálisis (HD), es la membrana de un filtro sintético. El agua y los solutos pequeños transitan a través de la membrana siguiendo los principios físicos que se mencionaron previamente.

Una indicación absoluta para el inicio de TRR es la presencia de síntomas del síndrome urémico. Otras indicaciones para iniciar TRR incluyen una combinación de TFG estimada menor a 10 ml/min y complicaciones que persisten a pesar de recibir tratamiento médico óptimo (hiperkalemia, acidosis, y sobrecarga de líquidos). La TRR no sustituye por completo la función de los riñones. A continuación se desglosan las funciones que sí son sustituidas:

• Depuración de solutos pequeños, a una tasa que equivale a una TFG de 10 ml/min. Si bien dista de la TFG normal (100 a 120 ml/min), esta es suficiente para mantener funcionales los procesos celulares.
• Eliminación de potasio de la sangre, cuya elevada concentración en ERC terminal puede conducir a arritmias fatales.
• Obtención de bicarbonato, el principal amortiguador (buffer) sanguíneo. Este es necesario para revertir el estado de acidosis condicionado por el metabolismo.
• Extracción de líquidos. La cantidad neta extraída recibe el nombre de “ultrafiltrado”. Este término no se debe confundir con el mecanismo de transporte de solutos llamado ultrafiltración; a pesar de la similitud de los términos, hacen referencia a conceptos diferentes. El total de líquidos extraídos, incluyendo el líquido inicialmente infundido al peritoneo en diálisis peritoneal o el líquido de sustitución inyectado en hemodiafiltración, recibe el nombre de efluente.

La duración de la TRR no es indefinida, pues depende del tiempo que sean funcionales la cavidad peritoneal (en DP) o los accesos vasculares (en HD). El mejor tipo de TRR está constituida por el trasplante renal, en el cual el paciente recibe un riñón sano de un donador vivo o cadavérico. El riñón injertado sí es capaz de realizar todas las funciones de los riñones nativos. La viabilidad del injerto renal es muy variable, con una sobrevida promedio de 10 años.

Diálisis Peritoneal

En esta modalidad de tratamiento es necesario colocar un catéter en la cavidad peritoneal, procedimiento que puede hacerse por laparotomía en un quirófano o de manera percutánea. En general se considera que el uso del catéter puede iniciarse después de 2 a 4 semanas de su instalación. A través del catéter se infunde un líquido dializante hacia la cavidad peritoneal, donde permanece por 4 horas y posteriormente se drena. Estos ciclos de infusión, permanencia y drenaje reciben el nombre de “recambios” y deben realizarse de 3 a 4 veces por día. 

La presentación usual del dializante es una bolsa de plástico que contiene 2 litros de líquido. Este tiene dextrosa, la cual establece un gradiente osmolar una vez que está dentro del peritoneo, lactato (como precursor de bicarbonato), electrolitos en concentraciones que evitan su pérdida masiva a través de la membrana peritoneal (sodio, calcio, y magnesio) y un pH de 5.5, el cual es suficientemente ácido para evitar la caramelización de la dextrosa en la bolsa de plástico y es tolerado sin dolor al momento de ser infundido.

Durante la estancia del líquido dializante en la cavidad peritoneal hay un movimiento de agua y solutos a través de los capilares peritoneales que sigue los gradientes de concentración que existen entre el dializante y el intersticio. Las sustancias que difunden desde la cavidad peritoneal hacia el intersticio transitan después hacia los vasos linfáticos del peritoneo para eventualmente llegar a la circulación sistémica. Ocurre un movimiento neto de agua desde el intersticio hacia la cavidad, siguiendo el gradiente de concentración establecido por la dextrosa. Una proporción de la dextrosa atraviesa los capilares y es absorbida, lo cual disminuye el gradiente después de algunas horas y puede ocurrir movimiento de agua desde la cavidad hacia el intersticio. Desde el intersticio fluyen hacia la cavidad peritoneal nitrógeno ureico, creatinina, toxinas urémicas, y potasio; de esta manera, dichos solutos se dializan de la sangre. El lactato de la solución dializante fluye hacia el intersticio y, una vez que llega al hígado a través de la circulación sistémica, se biotransforma a bicarbonato. Existe asimismo un movimiento de proteínas (entre 5 y 10 gramos por día) desde el intersticio hacia la cavidad a través de los poros más grandes de los capilares peritoneales, lo cual puede contribuir a la desnutrición proteico-calórica presente en los pacientes en TRR. A diferencia de la superficie de intercambio de los capilares glomerulares, la de los capilares peritoneales es de aproximadamente 1.5m2. Los mecanismos de transporte participantes son ósmosis, difusión y, en una mínima proporción, ultrafiltración.

La dosis de diálisis (número de recambios al día, tiempo de la solución en cavidad, concentración de la dextrosa de la solución) se ajusta investigando parámetros de adecuación. Se toman en consideración la presencia de síntomas del síndrome urémico, el estado de volumen y sobrecarga de líquidos, estudios de laboratorio, prueba de equilibrio peritoneal, y el valor de Kt/V urea semanal. El Kt/V urea es una medida de depuración de solutos pequeños y su cálculo requiere el área de superficie corporal del paciente, mediciones de BUN y creatinina en sangre, en el efluente de 24 horas, y en una recolección de orina de 24 horas. El valor de Kt/V urea semanal debe ser mayor o igual a 1.7.

Hemodiálisis

En el caso de hemodiálisis, la membrana está constituida por miles de pequeñas fibras porosas semisintéticas que se encuentran dentro de un cartucho de plástico denominado dializador o filtro. El diseño de la estructura de las fibras emula la de los vasos capilares para optimizar el transporte de solutos. Durante el tratamiento, las fibras se encuentran llenas de sangre y son bañadas por líquido dializante. La superficie de intercambio depende del modelo del filtro, y va de 0.5 a 2.5 m2.

Para poder llevar a cabo la HD, es necesario contar con un acceso vascular, el cual puede ser artificial (catéter temporal o catéter tunelizado) o construido con los vasos sanguíneos del paciente (fístula arteriovenosa). Un circuito de tubos o “líneas” extrae la sangre desde el acceso vascular gracias a la fuerza generada por una bomba de succión de sangre en la máquina de hemodiálisis, la lleva hacia el filtro y, después de pasar por este, la devuelve al cuerpo. Otro circuito lleva el líquido dializante fresco hacia el filtro para después transportarlo, ya usado, hacia el desecho. Dentro del filtro, el dializante corre en sentido contrario al de la sangre para minimizar el abatimiento del gradiente de concentración de los solutos y favorecer su transporte. A diferencia de DP, donde la extracción de agua depende de un gradiente osmolar, en HD depende del gradiente de presión generado a través de la membrana del filtro, determinado por la presión de la sangre dentro del circuito (“presión positiva”) y por la presión de succión generada por la bomba de sangre (“presión negativa”). Como en diálisis peritoneal, el principal mecanismo de transporte de solutos es la difusión pero, debido al arrastre de solutos generado por el movimiento de agua entre compartimentos, también participa la ultrafiltración. 

A diferencia de DP, en HD el líquido de diálisis se mezcla in situ (hospital o clínica de diálisis), por lo que se requiere una instalación para tratamiento de agua. El dializante contiene potasio, con la finalidad de prevenir hipokalemia transitoria y arritmias durante el tratamiento y regular la cantidad de potasio extraída. El amortiguador contenido en el dializante es bicarbonato y, por tanto, el pH del dializante es más cercano al de la sangre. Asimismo, en HD es posible individualizar los parámetros del tratamiento. Estos incluyen el filtro que se va a utilizar, los flujos a los cuales corren la sangre y el dializante por sus respectivos circuitos (en general, a mayor flujo, mayor depuración de solutos), y las concentraciones en el dializante de sodio y potasio.

La prescripción usual es de 2 a 3 sesiones por semana durante 3 1/2 a 4 horas por sesión. Como en DP, el ajuste de la dosis de diálisis (número de sesiones por semana y duración de las mismas) depende de síntomas de uremia y estado de volumen, resultados de estudios de laboratorio, y el single pool (sp, “compartimiento único”) Kt/V urea. El valor mínimo de spKt/V urea debe ser 1.2 e idealmente mayor o igual a 1.4 en pacientes sometidos a 3 tratamientos por semana. Como en DP, el Kt/V urea es una medida de depuración de solutos pequeños. Sin embargo, el BUN se mide en un solo compartimiento (en sangre) en una muestra previa y posterior al tratamiento y se toma en consideración el peso del paciente previo y posterior al tratamiento.

Relación entre TRR y Recomendaciones Nutricionales

Potasio 

Los pacientes en ERC, sobre todo en fases avanzadas, tienen un balance positivo de potasio, debido a que su egreso del cuerpo depende casi exclusivamente de la depuración renal. En pacientes que se encuentran en HD, la extracción de potasio depende por completo de las sesiones de tratamiento, por lo que este electrolito se acumula en tejidos y en sangre entre una sesión de tratamiento y la siguiente, y el paciente tiende a cursar con hiperkalemia. Una vez en tratamiento, la sesión de HD extrae alrededor de 300 mmol de potasio, con la mayor parte de la extracción ocurriendo las primeras dos horas de tratamiento.

Los pacientes que presentan concentraciones de potasio elevadas antes de las sesiones de hemodiálisis (≥5.6 mEq/l) tienen una mayor mortalidad que aquellos con concentraciones menos elevadas. A estos pacientes se les suele prescribir una concentración más baja de potasio en el dializante para extraer la mayor cantidad posible durante las sesiones. Sin embargo, una concentración baja de potasio en el dializante aumenta la probabilidad de que el paciente curse con hipokalemia transitoria y arritmias durante el tratamiento. Debido probablemente tanto a la hiperkalemia en casa como a la hipokalemia transdiálisis, los pacientes a quienes se prescriben bases de potasio en el dializante de 1 mEq/l tienen una mayor mortalidad. Por ello, la restricción de alimentos ricos en potasio es parte fundamental del tratamiento de los pacientes en HD. En cambio, en los pacientes que reciben DP como TRR el dializante (que no contiene potasio) se encuentra en contacto con los capilares peritoneales durante buena parte del día, por lo que el movimiento de potasio entre los compartimientos intracelular, intravascular, y cavidad peritoneal suele ser más sutil y constante a lo largo del día. Los pacientes en DP tienden a cursar normokalémicos y, en casos de desnutrición, hipokalémicos. Por ello, sus restricciones de potasio suelen ser menos estrictas. 

Fósforo 

Las cargas negativas de los fosfatos entorpecen su paso a través de las membranas semipermeables. Así, a pesar de ser solutos pequeños, su depuración de la sangre requiere transporte por convección. A partir de TFG < 60 ml/min desciende el poder convectivo de la ultrafiltración glomerular y, con ella, la excreción urinaria de fósforo. Por el mismo motivo, la depuración de fosfatos en TRR es escasa; en DP se extraen aproximadamente 400 mg por día (2.8 gramos/semana) y en HD se extraen aproximadamente 800 mg por sesión (2.4 gramos por semana). La hemodiafiltración, una modalidad de HD que usa convección, puede aumentar su depuración en hasta 30%.

El manejo de hiperfosfatemia en TRR incluye el uso de quelantes de fósforo con los alimentos y restricciones nutricionales del mismo. Puesto que las proteínas son una de las principales fuentes de fósforo orgánico, la prescripción nutricional de proteínas debe alcanzar un delicado equilibrio en el cual el paciente no curse con hiperfosfatemia al mismo tiempo que no se le condicione desnutrición proteica. El fósforo inorgánico, que no tiene un papel nutricional y se absorbe fácilmente en intestino, debe proscribirse por completo.