Regulación del Equilibrio de Na+ PDF

Regulación del equilibrio de Na+ El Na + y sus aniones asociados Cl− y HCO3 − son los solutos mayores del LEC. A su vez, la cantidad de Na+ del LEC determina su volumen. Por consiguiente, un aumento en la cantidad de Na + en el cuerpo produce un aumento del volumen de LEC, del volumen sanguíneo y de...

Regulación del equilibrio de Na+ El Na + y sus aniones asociados Cl− y HCO3 − son los solutos mayores del LEC. A su vez, la cantidad de Na+ del LEC determina su volumen. Por consiguiente, un aumento en la cantidad de Na + en el cuerpo produce un aumento del volumen de LEC, del volumen sanguíneo y de la presión arterial; un descenso de la cantidad de Na+ produce un descenso del volumen de LEC, del volumen sanguíneo y de la presión arterial. Un concepto útil para entender la regulación del balance de Na+ es el del volumen de sangre arterial efectivo (VSAE). El VSAE es la porción del volumen de LEC contenido en las arterias y el volumen que perfunde los tejidos «efectivamente». En general, los cambios en el volumen de LEC comportan cambios en el VSAE en la misma dirección. Por ejemplo, aumentos del volumen de LEC se asocian a aumentos del VSAE, y descensos del volumen de LEC se asocian a descensos del VSAE. Sin embargo, hay excepciones, como el edema, en el que un aumento del volumen de LEC se asocia a un descenso del VSAE (por filtración excesiva de líquido fuera de los capilares al líquido intersticial). Los riñones detectan los cambios en el VSAE y, mediante varios mecanismos, dirigen los cambios en la excreción de Na+ que intentan restablecer el VSAE normal. Los mecanismos renales que regulan la excreción de Na+ incluyen la actividad nerviosa simpática, el PNA (o atriopeptina), las fuerzas de Starling en los capilares peritubulares y el sistema renina-angiotensina-aldosterona, de la siguiente forma: ​ 1. Actividad nerviosa simpática. La actividad simpática se activa mediante el mecanismo barorreceptor como respuesta a un descenso de la presión arterial y provoca la vasoconstricción de las arteriolas aferentes y el aumento de la reabsorción de Na+ en el túbulo proximal. ​ 2. Péptido natriurético auricular. El PNA se segrega en las aurículas como respuesta a un aumento del volumen de LEC y provoca la vasodilatación de las arteriolas aferentes, la vasoconstricción de las arteriolas eferentes, el aumento de la TFG y el descenso de la reabsorción de Na+ en el túbulo distal final y los túbulos colectores. Otros péptidos de la familia del PNA tienen efectos similares al aumento de la TFG y disminuyen la reabsorción renal de Na+. Entre ellos se incluyen la urodilatina, segregada por el riñón, y el PNC, segregado por células ventriculares cardiacas y el cerebro. ​ 3. Fuerzas de Starling en los capilares peritubulares. Antes se ha explicado la función de las fuerzas de Starling en el contexto del equilibrio glomerulotubular. Brevemente, los aumentos del volumen de LEC diluyen la πc e inhiben la reabsorción de Na+ en el túbulo proximal; los descensos del volumen de LEC concentran la πc y estimulan la reabsorción de Na+ en el túbulo proximal.  ​ 4. Sistema renina-angiotensina-aldosterona. El sistema renina-angiotensina-aldosterona se activa en respuesta a un descenso de la presión arterial (es decir, un descenso de la presión de perfusión renal). Como se ha explicado antes, la angiotensina II estimula la reabsorción de Na+ en el túbulo proximal (intercambio de Na+ -H+ ) y la aldosterona estimula la reabsorción de Na+ en el túbulo distal final y el túbulo colector. Se considerarán dos ejemplos en los que se utilizan estos mecanismos para restaurar el equilibrio del Na+ : la respuesta de los riñones a un aumento de la ingesta de Na+ y la respuesta de los riñones a una ingesta reducida de Na+. Respuesta al aumento de la ingesta de Na+ Cuando una persona toma una dieta rica en Na+ , puesto que el Na+ se distribuye principalmente en el LEC, se produce un aumento del volumen de LEC y del VSAE. El aumento del VSAE se detecta y los riñones dirigen un aumento de la excreción de Na+ para intentar normalizar el volumen de LEC y el VSAE ( fig. 6.29 ). Respuesta a una ingesta reducida de Na+ Cuando una persona toma una dieta pobre en Na+ , se produce un descenso del volumen de LEC y del VSAE. El descenso del VSAE se detecta y los riñones dirigen un descenso de la excreción de Na+ para intentar normalizar el volumen de LEC y el VSAE ( fig. 6.30 ). Equilibrio del potasio El mantenimiento del equilibrio del K + es básico para la función normal de los tejidos excitables (p. ej., nervio, músculo esquelético, músculo cardiaco). Recuérdese que el gradiente de concentración de K + a través de las membranas celulares excitables determina el potencial de membrana en reposo. Recuérdese también que los cambios en el potencial de membrana en reposo modifican la excitabilidad al abrir o cerrar compuertas en los canales de Na+ , que se encargan de la fase de ascenso del potencial de acción. Los cambios en la concentración intracelular o extracelular de K+ alteran el potencial de membrana en reposo y, en consecuencia, modifican la excitabilidad de estos tejidos. La mayor parte del K + corporal total se encuentra en el LIC: el 98% del contenido total de K+ está en el compartimento intracelular y el 2% está en el compartimento extracelular. Una consecuencia de esta distribución es que la concentración intracelular de K + (150 mEq/l) es mucho mayor que la extracelular (4,5 mEq/l). Este gran gradiente de concentración de K + es mantenido por la Na+ -K+ ATPasa, que se encuentra en todas las membranas celulares. La gran cantidad de K+ presente en el compartimento intracelular resulta un desafío para mantener la baja concentración extracelular de K+. Un pequeño desplazamiento de K+ hacia el interior o el exterior de las células puede producir un gran cambio en la concentración extracelular de K+. La distribución de K+ a través de las membranas celulares se llama equilibrio interno del K +.Hormonas, fármacos y varios estados patológicos alteran esta distribución y, en consecuencia, pueden alterar la concentración extracelular de K+. Otro desafío para mantener la baja concentración extracelular de K+ es la variación de la ingesta dietética de K+ en los humanos: el K+ de la dieta puede oscilar entre solo 50 mEq/día y alcanzar 150 mEq/día. Para mantener el equilibrio de K+ , la excreción urinaria de K+ debe ser igual a la ingesta de K+. Por tanto, la excreción urinaria de K+ debe ser capaz de oscilar entre 50 y 150 mEq/día. Los mecanismos renales que permiten esta variabilidad se denominan equilibrio externo del K +. Equilibrio interno del K + El equilibrio interno del K + es la distribución de K + a través de las membranas celulares. Es importante volver a hacer hincapié en que la mayor parte del K + se encuentra en el interior de las células y que incluso pequeños desplazamientos de K + a través de las membranas celulares pueden provocar grandes cambios en las concentraciones de K + en el LEC y la sangre. Los efectos de las hormonas, los fármacos y de los estados patológicos que alteran esta distribución del K + se enumeran en la figura 6.31 y en la tabla 6.8. Un desplazamiento de K + fuera de las células produce un aumento de la concentración sanguínea de K + llamado hiperpotasemia. Un desplazamiento de K+ hacia el interior de las células produce un descenso de la concentración sanguínea de K+ denominado hipopotasemia. Figura 6.31: Tabla 6.8 Insulina La insulina estimula la captación celular de K+ al aumentar la actividad de la Na+ -K+ ATPasa. Fisiológicamente, este efecto de la insulina se encarga de la captación celular del K+ dietético después de una comida. Por tanto, en respuesta a la ingesta de comida se segrega insulina en el páncreas endocrino. Un efecto de la insulina (además de estimular la captación celular de glucosa) es estimular la captación celular de K+. Esta acción asegura que el K+ ingerido no permanezca en el LEC y se produzca una hiperpotasemia. Como sucede en la diabetes mellitus de tipo 1, la deficiencia de insulina produce el efecto contrario: descenso de la captación celular de K+ e hiperpotasemia. Cuando una persona con diabetes mellitus de tipo 1 no tratada ingiere una comida que contiene K+ , el K+ permanece en el LEC porque no hay insulina para promover su captación celular. Por el contrario, concentraciones elevadas de insulina pueden causar una hipopotasemia. Alteraciones acidobásicas Las alteraciones acidobásicas con frecuencia se asocian a alteraciones del K+. Uno de los mecanismos subyacentes del equilibrio interno del K+ incluye un intercambio H + -K + en las membranas celulares. Este intercambio es útil porque el LIC tiene una capacidad tamponadora considerable del H+. Para aprovechar estos tampones, el H+ debe entrar o salir de las células. Sin embargo, para conservar la electroneutralidad, el H+ no puede entrar ni salir de las células por sí mismo, sino que debe ir acompañado de un anión o intercambiarse con otro catión. Cuando el H+ se intercambia con otro catión, es el K+. En la alcalemia, se reduce la concentración sanguínea de H+ : este sale de las células y el K+ entra, produciendo una hipopotasemia. Por otro lado, en la acidemia aumenta la concentración sanguínea de H+ : este entra en las células y el K+ sale, produciendo una hiperpotasemia. Las alteraciones acidobásicas no siempre producen un desplazamiento de K+ a través de las membranas celulares; sin embargo, es importante señalar las siguientes excepciones: primero, la acidosis respiratoria y la alcalosis respiratoria normalmente no producen un desplazamiento de K+ porque estos trastornos están causados por una alteración primaria del CO2. Dado que el CO2 es liposoluble, cruza libremente las membranas celulares y no necesita intercambiarse con el K+ para conservar la electroneutralidad. Segundo, varias formas de acidosis metabólica se deben al exceso de un ácido orgánico (p. ej., ácido láctico, cetoácidos, ácido salicílico), que no requiere un desplazamiento de K+. Cuando existe un anión orgánico como el lactato para entrar en la célula con H+ , la electroneutralidad se conserva. Agonistas y antagonistas adrenérgicos Las catecolaminas alteran la distribución del K+ a través de las membranas celulares por dos receptores y mecanismos distintos. La activación de los receptores β 2 -adrenérgicos por los β2 agonistas (p. ej., albuterol), al aumentar la actividad de la Na+ -K+ ATPasa, provoca el desplazamiento de K+ al interior de las células y puede producir hipopotasemia. Por otro lado, la activación de los receptores α-adrenérgicos provoca el desplazamiento de K+ al exterior de las células y puede producir hiperpotasemia. Los efectos de los antagonistas adrenérgicos sobre la concentración sanguínea de K + también son previsibles: los antagonistas β2 -adrenérgicos (p. ej., propranolol) producen un desplazamiento de K+ fuera de las células y los antagonistas α-adrenérgicos causan un desplazamiento de K+ hacia el interior de las células. Osmolaridad La hiperosmolaridad (aumento de la osmolaridad del LEC) produce la salida de K+ de las células. El mecanismo comporta el flujo de agua a través de las membranas celulares, que se produce en respuesta a un cambio de osmolaridad del LEC. Por ejemplo, si aumenta la osmolaridad del LEC, el agua fluirá del LIC al LEC por el gradiente osmótico. A medida que sale agua de las células, aumenta la concentración intracelular de K+ , lo que dirige la difusión de K+ del LIC al LEC. (Una forma más simple de visualizar el mecanismo es pensar que el flujo de agua de LIC a LEC «arrastra» K+.) Lisis celular La lisis celular (rotura de las membranas celulares) libera una gran cantidad de K+ del LIC y produce hiperpotasemia. Los ejemplos de lisis celular incluyen quemaduras, rabdomiólisis (degradación de músculo esquelético) y células malignas destruidas durante la quimioterapia. Ejercicio El ejercicio produce la salida de K+ de las células; la depleción de los depósitos celulares de ATP abre los canales de K+ en las membranas celulares musculares y el K+ sale de las células a favor de su gradiente electroquímico. Normalmente, el desplazamiento es pequeño y produce solo un ligero aumento de la concentración sanguínea de K+ , que se invierte durante un periodo posterior de reposo. Sin embargo, en una persona tratada con un antagonista β2 -adrenérgico (que independientemente produce la salida de K+ de las células) o en otra con una alteración de la función renal (en la que el K+ no puede excretarse adecuadamente), un ejercicio extenuante puede causar hiperpotasemia. Además, la salida de K+ de las células ayuda en el control local del flujo sanguíneo hacia el músculo esquelético en ejercicio. Recuérdese que el flujo sanguíneo en el músculo en ejercicio está controlado por metabolitos vasodilatadores, uno de los cuales es el K+ , que se libera de las células durante el ejercicio y actúa directamente sobre las arteriolas del músculo esquelético, dilatándolas y aumentando el flujo sanguíneo local.