DICCIONARIO MÉDICO
Ultrafiltración
La ultrafiltración es una técnica de separación que usa una membrana semipermeable y una diferencia de presión para retener partículas y macromoléculas de una solución, dejando pasar el agua y los solutos de menor tamaño. En el organismo es el primer paso de la formación de la orina; fuera de él, es el mecanismo que retira el exceso de líquido durante la diálisis y otras terapias extracorpóreas. El término procede del latín ultra, "más allá de", y filtrare, derivado de filtrum, el paño de fieltro que servía para colar líquidos. La ultrafiltración, por tanto, es una filtración que va más allá de lo que logra un filtro convencional: no separa partículas visibles, sino moléculas disueltas y partículas coloidales que un papel de filtro dejaría pasar sin ningún problema. El instrumento que hace posible esa separación es una membrana con poros del orden de nanómetros. Todo lo que sea más grande que ese poro queda retenido; todo lo que sea más pequeño, incluida el agua, atraviesa la membrana arrastrado por la presión que se aplica a un lado de ella. Las membranas de ultrafiltración se caracterizan por su corte molecular, expresado en dalton: el peso molecular de la proteína globular que retienen en su mayor parte. Cuanto menor es ese valor, más fina es la separación que consiguen. No hay filtro de papel capaz de esto. Por encima de ese rango de poro está la microfiltración, que solo detiene células y bacterias; por debajo, la nanofiltración y la ósmosis inversa, capaces de frenar incluso iones disueltos. La ultrafiltración ocupa el tramo intermedio: demasiado fina para las bacterias, demasiado gruesa para la sal. La ultrafiltración separa por convección: el agua y los solutos pequeños son arrastrados a través de la membrana por un gradiente de presión hidrostática, no por diferencias de concentración. Es lo que distingue este mecanismo de la diálisis, donde el transporte de solutos ocurre por difusión, a favor de un gradiente de concentración entre la sangre y un líquido de composición conocida. En un dializador moderno ambos fenómenos conviven: la difusión depura las moléculas pequeñas y la ultrafiltración retira el agua sobrante. Cuando el procedimiento se apoya casi por completo en la convección, sin componente difusivo relevante, recibe el nombre de hemofiltración. En el organismo, el mismo principio físico opera de manera continua en el riñón, donde recibe el nombre de ultrafiltración glomerular. El químico alemán Heinrich Bechhold fabricó en 1907 las primeras membranas sintéticas capaces de esta separación, hechas de nitrocelulosa, y fue también quien acuñó el término ultrafiltro. Sus membranas de colodión sirvieron durante décadas como referencia en los laboratorios de coloides, mucho antes de que nadie pensara en aplicarlas a un paciente. El paso a la medicina llegó de la mano de Nils Alwall, que en 1947 introdujo un sistema de diálisis capaz de aplicar presión hidrostática de forma controlada para lograr la ultrafiltración deseada, con membranas de celofán reforzadas entre rejillas metálicas. La primera aplicación industrial de la técnica, fuera ya del ámbito clínico, no llegó hasta 1969, más de sesenta años después de las membranas de Bechhold. En nefrología, retira el exceso de agua acumulado entre sesiones de diálisis y sostiene por completo técnicas como la hemofiltración o la plasmaféresis, en la que el objetivo no es el agua sino separar el plasma de los elementos celulares de la sangre. También puede combinarse con la difusión, como ocurre en la hemodiafiltración, o aplicarse a través del peritoneo del propio paciente, según se describe en la entrada sobre la diálisis peritoneal. Fuera del ámbito clínico, la misma técnica concentra las proteínas del suero lácteo en la industria láctea y purifica el agua para inyectables en la farmacéutica. También clarifica zumos, un uso más discreto pero igual de extendido. Lo que cambia de un sector a otro es la membrana y la presión aplicada; el principio físico permanece idéntico. Del latín ultra, "más allá", y filtrare, formado sobre filtrum, el paño de fieltro que servía para colar líquidos. El nombre describe con precisión lo que ocurre: una filtración que va más allá de lo que separa un filtro corriente, hasta el nivel de las moléculas disueltas. No. Comparten aparato, pero no principio: la diálisis mueve solutos por difusión, la ultrafiltración mueve agua por presión. Por su corte molecular, expresado en dalton: el peso molecular de la proteína globular que retiene en un 90 por ciento. Cuanto más bajo es ese valor, más fina es la membrana y menor el tamaño de lo que deja pasar. No es exclusiva de la nefrología, aunque ahí tiene su aplicación más conocida. En el organismo, el glomérulo renal ultrafiltra la sangre de manera continua para iniciar la formación de la orina. Fuera del cuerpo, la técnica sostiene buena parte de la industria alimentaria y farmacéutica, donde concentra proteínas y purifica agua de uso farmacéutico. En nefrología artificial, además de retirar el exceso de líquido durante la hemodiálisis, es el principio en el que se basan la hemofiltración y la plasmaféresis. La primera aplicación industrial documentada, de hecho, no llegó hasta 1969, más de sesenta años después de las membranas de laboratorio de Bechhold.Qué es la ultrafiltración
Convección, no difusión
Del laboratorio de coloides a la máquina de diálisis
Dónde se aplica en medicina
Preguntas frecuentes
¿De dónde viene la palabra ultrafiltración?
¿Es lo mismo que la diálisis?
¿Cómo se mide la capacidad de separación de una membrana?
¿Se usa la ultrafiltración solo en los riñones?
Referencias
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Infografías realizadas con https://BioRender.com
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