ORIGINAL

EFECTOS DE LA DIURESIS ACUOSA SOBRE EL pH URINARIO
DE LOS PACIENTES LITIÁSICOS RECIDIVANTES

R.A. MEDINA LÓPEZ*, J. RIBAS SERNA**, F. GARCÍA MATILLA*

*Servicio de Urología. H.U. Virgen del Rocío. Sevilla.
**Departamento de Fisiología. Facultad de Medicina. Universidad de Sevilla.

Como es conocido, en el desarrollo de la litiasis urinaria se encuentran implicados diversos factores, entre los que destacan: el aumento absoluto (por el aumento de la cantidad de cristaloides) o relativo (por un bajo volumen urinario) de la concentración de cristaloides en la orina, las desviaciones del pH urinario, la disminución de la concentración de inhibidores en la orina y la presencia de lugares de nucleación.

Entre estos factores destacan, por su mayor importancia en la litogénesis, el volumen de orina y el pH urinario.

Centrándonos en el primero, el aumento del volumen urinario produce una disminución en la concentración del soluto, aumenta la constante dieléctrica, facilita el arrastre de los núcleos cristalinos, produce cambios en los inhibidores de la cristalización y reduce la concentración de microorganismos. Por todo ello su influencia en el desarrollo de una litiasis es fundamental.

Corroborando estos hechos, Pak y cols. observan como el aumento del volumen urinario por encima de 2 litros al día produce una disminución en la saturación urinaria de oxalato cálcico, brushita y urato monosódico, así como la inhibición de la nucleación espontánea. Por ello, proponen para el tratamiento de la litiasis una adecuada hidratación y una dieta apropiada¹.

Por otro lado, Fraioli en 1989 comunica como el aumento de la ingesta de líquidos conlleva un aumento de la diuresis, con disminución de la concentración de sales y de micro-organismos en orina, produce cambios en los mecanismos de concentración renal, influye en la inhibición de la cristalización, y provoca cambios en el pH urinario, además del efecto mecánico de arrastre².

Cauderella en 1998 publica que los formadores de litiasis poseen mayor riesgo de litogénesis si su diuresis es inferior a 1 litro diario³. Por el contrario, el aumento de la diuresis produce una disminución del tiempo de contacto con la superficie absortiva de la nefrona⁴, disminuye los promotores de la litogénesis¹, y aumenta la excreción de citrato⁵ y la actividad de la proteína de Tamm-Horsfall⁶; por todo ello disminuye el riesgo de la formación de cristales.

Por el contrario Coe y Laerum no reconocen relación entre la hidratación y la dieta con las recidivas litiásicas^7,8.

Marsh y Stuart ven como la respuesta a una sobrecarga estándar de agua es mayor por la mañana^9,10.

En cuanto a la influencia del tipo de agua ingerida en el desarrollo de litiasis, se pensaba que existía una relación directa entre el consumo de aguas duras y la producción de cálculos urinarios. Sin embargo, existen estudios que evidencian una correlación negativa entre la dureza del agua y el riesgo de litogénesis^11,12, así como una mayor incidencia de cálculos en zonas de aguas blandas^11,13.

Vallejo en 1992 en un estudio realizado en España sobre 29 tipos de agua, publica como primera conclusión que es más importante la cantidad de agua ingerida que su composición¹⁴. Este hecho fue igualmente publicado por Cauderella³.

El otro factor determinante en la litogénesis es el pH urinario. Las diferentes sales precipitan a diferentes pH, de esta forma el ácido úrico fácilmente precipita a pH urinario inferior a 5,5, mientras que lo hace con dificultad a pH igual o mayor a 6. El fosfato precipita con mayor facilidad a pH mayor de 6,5, y lo hace difícilmente a pH inferior a 6. Las sales de oxalato y fosfato precipitan primordialmente a pH mayor de 6,4 y las de oxalato cálcico en pH inferiores a 6^14-24. Vemos como el pH de mayor seguridad para la litogénesis, en general, se sitúa en el intervalo 6-6,5.

En el proceso de precipitación es importante reseñar en todo momento a que temperatura y pH se desarrolla, ya que un cambio en cualquiera de los dos factores modifica sustancialmente la cantidad de soluto que puede mantenerse es suspensión^{25- 27}. En el ser humano la temperatura es una variable bien mantenida. Por tanto las variaciones en décimas de unidades de pH producen cambios importantes en el estado de saturación de las sales.

Wilson y cols. estudiando el crecimiento de los cristales de hidroxiapatita, observan como al aumentar el pH aumenta la actividad inhibitoria del pirofosfato y del citrato²⁸.

Thode en 1993²⁹ y posteriormente Langley en 1997³⁰ describen como la actividad iónica del calcio desciende conforme el pH urinario aumenta, manteniendo una relación bifásica en torno a un pH crítico.

Por otro lado, al analizar la influencia del pH urinario en la litogénesis, debemos tener en cuenta que éste se encuentra sometido a variaciones cíclicas a lo largo del día. De esta forma Eliot en 1959 define 4 patrones de ritmo circadiano del pH urinario, siendo el más típico aquel que presenta un pH urinario bajo por la mañana, se eleva durante la "marea alcalina" y mantiene un pH bajo a última hora del día³¹. Posteriormente, en 1993 Murayama describe 3 patrones de variaciones rítmicas del pH urinario a lo largo de las 24 horas, cada una dividida en varios subtipos; en líneas generales, los pacientes que poseen el tipo 1 de ritmo mantienen durante todo el día su pH urinario por debajo de 6, el tipo 2 presenta fluctuaciones en torno a 6 a lo largo de las 24 horas, y el tipo 3 mantiene el pH siempre por encima de 6. Este autor no encontró diferencias entre individuos sanos y formadores de litiasis en relación a los tipos 1 y 2, mientras que si existían en relación al tipo 3³².

Por último se ha descrito en condiciones de laboratorio y en individuos sanos relación entre los dos factores analizados, el volumen urinario y el pH. De esta forma se ha visto como un flujo urinario bajo, se corresponde generalmente con una orina concentrada y un pH bajo, mientras que un flujo alto lo hace generalmente con una orina diluida y un pH alto.

Engelton en 1946 y Barclay en 1947 publican como durante la diuresis acuosa el pH urinario se aproxima a 6, independientemente del pH previo^33,34. Reid y Hills en 1965 comprueban que el pH urinario es función del flujo de orina³⁵. Tannen en 1969 llega a cuantificar esta relación, comprobando un incremento de 0,35 unidades de pH por cada 7,2 ml/min de incremento de flujo³⁶; y García Matilla describe en sujetos sanos que el aumento de flujo urinario induce un incremento medio de 0,57 unidades de pH^37,38.

El objetivo principal de este trabajo es determinar los cambios del pH urinario de sujetos litiásicos recidivantes producidos por una sobrecarga oral de agua. En definitiva demostrar que no sólo la diuresis acuosa y el pH urinario por sí mismos son factores en la litogénesis, si no que la diuresis acuosa a través de su efecto sobre el pH de la orina es capaz igualmente de influir sobre el proceso litogénico.

MATERIAL Y MÉTODO

Como material hemos empleado a la población litiásica recidivante del Área Hospitalaria Virgen del Rocío de Sevilla.

Se han utilizado como criterios de inclusión ser mayor de 18 años, haber sufrido al menos dos episodios litiásicos en los últimos 2 años, diagnosticados por su urólogo, poseer una función renal normal y aceptar por escrito la inclusión en el estudio una vez informado.

Como criterios de exclusión el estar en tratamiento médico para su litiasis y tomar fármacos que alteren el pH urinario.

La selección de los sujetos se ha realizado teniendo en cuenta también que la actividad física y psíquica fueran semejantes en todos ellos, con un nivel de responsabilidad hacia el cumplimiento de los requerimientos para la recogida de muestras que permitiera asegurar condiciones homogéneas.

El tamaño de la muestra se calculó para obtener un error alfa de 0,001 con una potencia estadística del 90%, precisándose para ello a 22 pacientes, que se suplementaron con 4 como proporción de seguridad, sumando un total de 26 individuos, con una edad media de 44 años (rango entre 31 y 66) y una distribución por sexo de 13 hombres (50%) y 13 mujeres (50%).

Las variables estudiadas, todas ellas dependientes, fueron en orina la diuresis de 4 horas, el flujo, el pH y osmolaridad; y en sangre la osmolaridad.

Todos los pacientes durante las 8 horas previas a iniciar el estudio, que coincidieron con la noche, estuvieron sometidos a dieta absoluta.

A todos se le recogió la diuresis durante un periodo de tiempo idéntico, 240 minutos, entre las 8:30 y las 12:30 h de dos días consecutivos e igualmente se tomó una muestra de orina reciente a ambas horas de ambos días.

El pH urinario se determinó inmediatamente tras obtener la muestra de orina reciente a las 8:30 y a las 12:30 de ambos días.

Durante el primer día (día 1) los pacientes realizaron su actividad normal durante el tiempo que duró la prueba, de esta forma los cambios observados entre la medición del pH a primera y última hora deben ser atribuidos a los cambios motivados por el ritmo circadiano.

El segundo día (día 2) se actuó de la misma forma, salvo que durante las 8:30 y las 9:30 h los pacientes ingirieron una cantidad de agua correspondiente al 1,5% de su peso. De esta forma los cambios encontrados entre ambas determinaciones deben ser atribuidos a la única variación existente, la sobrecarga acuosa.

Ambos días también se determinaron el flujo urinario y la osmolaridad en orina y sangre.

Todos los datos fueron incluidos en una base de datos creada para este fin, realizándose una evaluación estadística básica mediante el programa Rsigma. Como test estadístico para evaluar los diferentes resultados bioquímicos se ha utilizado la T de Student, y se ha calculado el coeficiente de correlación entre las diferentes variables.

RESULTADOS

El pH medio alcanzado a primera y última hora de ambos día fueron los expresados en la Tabla I.

TABLA I

VALORES DEL pH MEDIO, DESVIACIÓN TÍPICA, pH MÍNIMO Y MÁXIMO Y RANGO

La diferencia entre el pH a las 8:30 y 12:30 h del primer día (condiciones normales) no tuvo significación estadística, mientras que si la hubo entre los pH de primera y última hora del segundo día con la sobrecarga acuosa. De la misma manera la diferencia fue significativa entre el pH de las 12:30 de ambos días (p<0,01).

El día 1 en condiciones normales, por el ritmo circadiano se obtuvo un incremento medio del pH de 0,13 U (Fig. 1), mientras que el día 2 con la sobrecarga este incremento fue de 0,42 U de pH (Fig. 2), presentando una diferencia estadísticamente significativa (p<0,01).

FIGURA 1. Curvas de regresión de las medidas del pH a las 8:30
y a las 12:30 h. del primer día (control). La diferencia sufrida
no tiene significación estadística (p>0,05).

FIGURA 2. Curvas de regresión de las medidas del pH a las 8:30
y a las 12:30 h. del segundo día (sobrecarga acuosa). La diferencia
sufrida tiene significación estadística (p<0,05).    

Las variaciones del pH de cada individuo cada día entre primera y última hora de la mañana podemos apreciarlas en la Figura 3 (en condiciones normales) y Figura 4 (con la sobrecarga a acuosa), observando como con la sobrecarga acuosa los valores de pH tienden a agruparse en torno a una media de 6,28.

FIGURA 3. Valor del pH de cada paciente a las 8.30 h. y a las
12.30 h. del primer día.  

FIGURA 4. Valores del pH urinario de cada paciente a las 8.30
y a las 12.30 h del segundo día.

La tendencia general consistió en el descenso de los incrementos de pH post-carga conforme mayores fueron los valores de pH precarga. Pero analizando esta tendencia se puede observar como los pacientes cuyos valores de pH precarga eran inferiores a 6,1 presentaron incrementos positivos y cuanto más ácida fue la orina precarga mayor fue el efecto de la carga acuosa sobre su pH. Por el contrario la mayoría de los incrementos negativos lo sufrieron aquellos individuos cuyos valores de pH iniciales eran superiores a 6,48 (Fig. 5).    

FIGURA 5. Dependencia de los incrementos de pH postcarga acuosa
respecto a los pH de la orina en condiciones basales (pre-carga).  

Se evidenció de esta forma como el primer día, debido a las variaciones fisiológicas, sólo el 11,54% de los pacientes estudiados poseían a última hora de la mañana un pH urinario entre 6 y 6,5, rango de menor poder litogénico. Sin embargo, el segundo día tras la sobrecarga acuosa, el 57,69% de los pacientes lograron situarse en este rango, y el resto experimentaron cambios que se aproximaban a estos valores.

El volumen medio de orina obtenido durante las 4 horas de recogida durante el día 1 (condiciones normales) fue de 209,46 ml (Desviación Típica (D.T.) 104,71), mientras que durante el segundo, con la sobrecarga acuosa, se elevó a 509,81 ml (D.T. 308,59). A pesar de que los aumentos fueron diferentes entre los diferentes individuos, los valores medios mostraron diferencias estadísticamente significativas, con incremento medio de 381,35 ml (D.T. 333,94).

La media del flujo urinario en el primer día fue de 0,83 ml/min (D.T. 0,43), mientras que el segundo día fue de 2,50 ml/min (D.T. 1,34). La diferencia entre estos valores es estadísticamente significativa (p<0,001), con incremento medio experimentado de 1,62 ml/min (D.T. 1,44).

Cuando se relacionaron los cambios del pH con el flujo de orina se puso de manifiesto que a medida que aumentó el flujo por efecto de la carga acuosa, lo hizo también el pH (R=0,33555) (Fig. 6).  

FIGURA 6. Correlación entre los incrementos de flujo urinario
y de pH tras la administración de una sobrecarga acuosa.  

Se ha podido establecer una relación positiva entre los aumentos del flujo urinario y los incrementos del pH.

La osmolaridad urinaria varió de 715,88 mOsm/l (D.T. 232,08) el primer día a 385,38 (D.T. 214,02) el segundo, presentando una diferencia significativa (p<0,001).

Los cambios en la diuresis con la sobrecarga acuosa se corresponden con decrementos de la osmolaridad urinaria, aunque la relación entre ambas variables no siguió un curso lineal, ajustándose a una función polinómica (Fig. 7).  

FIGURA 7. Relación entre la diuresis post-carga acuosa (ml) y la
osmolaridad urinaria alcanzada.    

La osmolaridad plasmática, al igual que la urinaria, experimentó cambios significativos, desde una media de 290,81 (D.T. 7,45) el primer día a 287,38 (D.T. 6,66) el segundo. Por ello, podemos decir que el volumen de agua utilizado (equivalente al 1,5% del peso corporal del paciente) es suficiente para inducir la expansión del volumen extracelular.

DISCUSIÓN

La orina no se comporta como un disolvente común. La formación y crecimiento de cristales para producir cálculos depende de factores físicoquímicos complejos, influyendo de manera importante el volumen y el pH urinario. Por este motivo, los estados de hiposaturación, saturación y sobresaturación de las disoluciones acuosas no son comparables a los de la orina^25,39-41.

Los efectos beneficiosos de la diuresis acuosa sobre la litogénesis se justifican por la disminución de la concentración relativa de los componentes litiásicos, facilitar el arrastre de núcleos cristalinos, producir cambios en los inhibidores de la cristalización, reducir la concentración de micro-organismos y por los cambios producidos en el pH urinario^14,42-47.

También es conocido que la concentración de las diferentes sales varía en relación al pH urinario1^{5- 24,48}. En este sentido, Hallson y Rose^22,23 observaron que las concentraciones mínimas de cristales de oxalato cálcico se consiguen con valores de pH entre 6,0 y 6,4, coincidiendo con Robertson^49,50.

Para el objetivo de disminuir el riesgo de precipitación de sales urinarias promotoras de cálculos no hacen falta efectos cuantitativos importantes sobre el pH urinario, ya que es suficiente con que aumente o disminuya en 0,2-0,4 unidades para que el cambio tenga mucha importancia en relación a la solubilidad de las sales urinarias, puesto que pueden ser suficientes para modificar sustancialmente el porcentaje de la forma ionizada y no ionizada, dadas las características de las curvas de ionización^{17,21,24,51-53}.

De esta forma tenemos, por un lado, que los cambios en el pH urinario pueden alterar la solubilidad de las sales y por otro, las variaciones que en dicho pH puede producir el aumento del flujo urinario.

Son escasos los estudios sobre la relación del pH urinario relacionado con el flujo de la orina y los mecanismos que pueden explicar esta tendencia. En este trabajo hemos pretendido estudiar dicha relación.

Como se expuso en la introducción, el rango de pH entre 6 y 6,5 es el de menor poder litogénico, debido fundamentalmente a la disminución en la concentración de cristales en orina, disminuir la nucleación espontánea y aumentar la actividad inhibitoria de pirofosfato y citrato.

Con el ritmo circadiano, es decir, con las variaciones cíclicas fisiológicas del pH urinario, sólo el 11,45% de los individuos del presente estudio alcanzaron este rango, mientras que con la diuresis acuosa lo lograron el 57,69% de ellos.

Era conocido como en sujetos sanos la sobrecarga acuosa produce un incremento medio de 0,57 unidades de pH, alcanzando un pH urinario medio de 6,22^37,38. En el presente trabajo hemos visto que en los pacientes litiásicos recidivantes este incremento es de 0,42 unidades de pH, alcanzando un pH urinario medio de 6,28. Es decir la diuresis acuosa logra situar el pH de estos pacientes en valores de seguridad para la litogénesis.

En relación a estos efectos de la diuresis acuosa sobre el pH de la orina, objetivo central del presente trabajo, se sabe que tanto en el humano como en los animales, generalmente y en condiciones normales, las diuresis de alto volumen coinciden con pH de orina alto, alcalino, mientras que las diuresis de bajo volumen coinciden con pH bajo, ácido. Los mecanismos reguladores de la secreción tubular de H⁺ están influidos por el pH del líquido tubular. Ello explicaría que la relación entre el volumen y el pH de la orina en determinadas condiciones pudiera ser distinta, dependiendo del pH previo.

Igualmente era conocido en condiciones in vitro como a flujo urinario máximo si el pH de la orina es mayor o igual a 6,6, el pH varía inversamente al flujo y si lo es menor a 4,3 lo hace de manera directa³⁵. Es decir, si el pH urinario es ácido el aumento de flujo urinario induce una tendencia a la alcalinización y si por el contrario el pH urinario es básico este mismo aumento de flujo produce una tendencia a la acidificación. Con ello, la relación entre el volumen y el pH urinario puede ser directa o inversa dependiendo del pH urinario de partida.

En nuestro estudio se ha demostrado que si el pH urinario de partida es menor a 6,1 el aumento del flujo urinario produce una elevación del mismo, mientras que si este pH basal es superior a 6,48 este aumento del flujo conlleva su descenso. Por todo esto podríamos hablar de un efecto modulador de la diuresis acuosa sobre el pH urinario.

En cuanto a los mecanismos que pueden explicar este fenómeno, según los trabajos publicados por Bichara en 1984, serían los siguientes⁵⁴:

1. Si el pH urinario inicial es ácido (menor de 6) la expansión del volumen conllevaría una disminución de la secreción de hidrogeniones por la inhibición de transporte sodio y agua, así como la disminución de la reabsorción de bicarbonato. Esto implicaría un ascenso del pH urinario.

2. Por el contrario si el pH urinario inicial es alcalino (por encima de 6,5), la expansión de volumen produciría una elevación de la secreción de hidrogeniones por la activación del antiporte sodio-hidrogeniones e hidrogeniones-ATPasa, así como la reabsorción pasiva de bicarbonato. Esto implicaría un descenso del pH urinario.

Todo ello corrobora que una adecuada ingestión de agua puede desviar el pH urinario hacia la zona de seguridad para la prevención de litiasis, descendiéndolo en el caso de pH urinarios alcalinos o elevándolo en el caso contrario, por ello podemos hablar de un efecto modulador de la carga acuosa sobre el pH urinario.

Los cambios expresados en el pH de la orina a consecuencia de la diuresis acuosa pueden ser explicados por efectos debidos a modificaciones del volumen del líquido extracelular, del filtrado glomerular, del pH luminal previo, cambios en la velocidad del flujo luminal de la nefrona, del pH peritubular y PCO₂, PTH y K⁺. Los mecanismos que intervienen actúan de tal manera que, cuando el pH inicialmente es alto son capaces de causar secreción de H⁺ y reabsorción de HCO₃- que tienen como consecuencia final la disminución del pH hasta un valor límite. Por el contrario, cuando el pH inicial es ácido, los mismos mecanismos giran en su forma de actuar de tal manera que causan aumento del pH hasta un valor límite. Según los datos obtenidos en este estudio se sugiere que el valor límite está situado entre pH 6,1-6,48.

Nuestros resultados muestran cambios en las variables sanguíneas compatibles con una expansión del volumen extracelular. El descenso significativo de la osmolaridad experimentada entre el primer día del estudio (sin sobrecarga acuosa) y el segundo (con sobrecarga), asegura que el volumen de agua elegido para la carga acuosa fue suficiente para inducir una expansión notable del volumen en el espacio extracelular, incidiendo, por tanto, en aquellos mecanismos de reabsorción y secreción tendentes a modular el pH de la orina hacia la zona óptima de disolución de solutos.

CONCLUSIONES

– En la población de litiásicos recidivantes estudiados, una sobrecarga oral de agua equivalente a un 1,5% del peso corporal tuvo un efecto expansor sobre el volumen del compartimento líquido extracelular, lo que queda demostrado por los cambios hallados en la osmolaridad plasmática.

– La carga acuosa utilizada fue suficiente para producir un aumento de la diuresis a valores capaces de activar mecanismos reguladores de pH de la orina. El hecho de que la carga acuosa se ingiriese en un plazo de tiempo relativamente corto, indujo un aumento del flujo de orina compatible con cambios en los gradientes de concentración transtubular aptos para modificar el pH de la orina final.

– El aumento del flujo de orina inducido por la carga acuosa fue suficiente para producir un aumento medio de 0,42 unidades de pH. Esto desvió el pH del grueso de los individuos estudiados hacia valores de seguridad para la profilaxis de la litiasis recidivante.

– Se ha constatado un mayor efecto de la carga acuosa cuanto más alejado del rango 6,1- 6,48 estuvo el valor de pH de la orina pre-carga.

– El aumento de la ingestión de agua es eficaz para la profilaxis de la litiasis recidivante debido a los efectos de modulación del pH urinario, el cual es conducido por la diuresis acuosa a valores comprendidos entre pH 6 a 6,5, que son, precisamente, los que implican menor porcentaje de litiasis urinaria.

– La ausencia de las respuestas descritas por algunos de los pacientes sometidos a la carga oral de agua sugiere que existen defectos en los mecanismos renales de acidificación de la orina.

– El aumento de la diuresis tras la sobrecarga hídrica conlleva una disminución de la osmolaridad urinaria. La relación entre ambas variable se ajusta a una función polinómica.

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Dr. R.A. Medina López
Avda. Kansas City, 30 - Blq. 2, piso 1103
41007 Sevilla

(Trabajo recibido el 9 enero de 2003)