Fisiología del Equilibrio del Potasio y Regulación Ácido-Base

Equilibrio Interno del Potasio (K⁺)

El equilibrio interno del K⁺ se define como la distribución de este ion a través de las membranas celulares, manteniendo una relación estrecha entre el líquido extracelular (LEC) y el líquido intracelular (LIC).

• Hipercalemia: Se produce por el desplazamiento de K⁺ fuera de la célula hacia el LEC. Esto genera un aumento en la concentración de K⁺ sanguínea.
• Hipocalemia: Se produce por el desplazamiento de K⁺ al interior de la célula (LIC). Esto genera un descenso en la concentración de K⁺ sanguínea.

Causas que alteran el equilibrio interno

Factores Hormonales y Metabólicos

• Insulina: Estimula la captación del K⁺ hacia el LIC al aumentar la actividad de la bomba Na⁺/K⁺ ATPasa después de una comida. Esto asegura que el K⁺ ingerido no permanezca en el LEC, evitando así la hipercalemia.
• β-agonistas: Producen el desplazamiento de K⁺ al interior celular y aumentan la actividad de la Na⁺/K⁺ ATPasa.

Alteraciones Ácido-Base

Estas alteraciones se asocian a la variación del K⁺ mediante el intercambio H⁺/K⁺:

• Alcalosis: Reduce la concentración de H⁺ en la sangre.
  • El H⁺ sale de la célula.
  • El K⁺ entra a la célula, provocando hipocalemia.
• Acidosis: Aumenta la concentración de H⁺ en la sangre.
  • El H⁺ entra a la célula.
  • El K⁺ sale de la célula, provocando hipercalemia.

Otros Factores de Desplazamiento

• Hiperosmolaridad: Produce la salida del K⁺ de la célula (LEC) al aumentar la osmolaridad en el líquido extracelular. Una mayor osmolaridad del LEC provoca la salida de agua desde el LIC, lo que aumenta la concentración de K⁺ intracelular y favorece su difusión al exterior.
• Lisis celular: Libera K⁺ al exterior de la célula (LEC), produciendo hipercalemia. Ejemplos de lisis incluyen:
  • Quimioterapia
  • Rabdomiólisis
  • Quemaduras
• Ejercicio: Produce un desplazamiento pequeño de K⁺ hacia el exterior celular debido a la disminución de ATP y la consecuente apertura de canales de K⁺. Esto provoca un control local del flujo sanguíneo hacia el músculo esquelético en ejercicio, ya que el K⁺ actúa directamente sobre las arterias, dilatándolas y aumentando el flujo sanguíneo local.

Amortiguadores Fisiológicos

Los sistemas amortiguadores son la primera línea de defensa ante cambios en el pH.

• Amortiguador fosfato: Posee una acción principalmente intracelular con un pK de 6,8. Es fundamental para la amortiguación de ácidos fijos junto a las proteínas. Su reacción química es: PO₄H₂ ⇌ PO₄H^- + H⁺.
• Amortiguador óseo: Capta H⁺ liberando carbonato mediante la disolución del hueso mineral. Es especialmente importante en situaciones de acidosis crónica.
• Amortiguador carbónico/bicarbonato: Aunque es poco potente (pK 6,1), es el más importante del organismo. Está presente en todos los tejidos (intra y extracelular) con una elevada concentración extracelular de 24 mEq/L. Es un sistema abierto donde cada componente es regulable:
  • CO₂: Regulación pulmonar.
  • HCO₃^-: Regulación renal.

Mecanismos de Compensación

Compensación Respiratoria

La respiración regula la concentración de ácido manteniendo la pCO₂. La concentración de H₂CO₃ es proporcional a la pCO₂. Es una respuesta rápida:

• ↓ pH: Provoca hiperventilación para disminuir la pCO₂.
• ↑ pH: Provoca hipoventilación para aumentar la pCO₂.
• ↓ pO₂: Es menos eficiente, pero estimula el centro respiratorio.

Compensación Renal

Es la principal vía de eliminación de carga ácida y metabolitos ácidos, además de ser la principal fuente de producción de bicarbonato.

• Acidosis: Aumenta la excreción de ácidos y reabsorbe más bicarbonato.
• Alcalosis: Retiene más ácido y elimina más bicarbonato.
• Mecanismos renales clave:
  • Reabsorción de iones bicarbonato.
  • Secreción de iones H⁺.
  • Generación de nuevos iones bicarbonato.

Parámetros Implicados en el Equilibrio Ácido-Base

• pH: Indica la acidez o alcalinidad de la sangre. Posee componentes respiratorios y metabólicos. El rango normal es entre 7,35 y 7,45.
• pCO₂: Presión parcial de dióxido de carbono. Su alteración produce hipocapnia o hipercapnia.
  • Hombres: 35-48 mmHg
  • Mujeres: 32-45 mmHg
• pO₂: Presión parcial de oxígeno en sangre arterial.
  • Valores de referencia: 83-108 mmHg