I valori plasmatici di potassio generalmente sono mantenuti in un range molto stretto - 3.5-5.0 mmol/l - da multipli meccanismi che sono deputati proprio al mantenimento stretto di questo range, indicando come il potassio sia uno degli elementi fondamentali nell’equilibrio cellulare, in particolare il potenziale di membrana, la propagazione del segnale elettrico neuronale/muscolare/cardiaco, la corretta secrezione degli ormoni, il controllo del tono vascolare, il controllo della pressione arteriosa, il controllo della motilità gastroenterica, dell’equilibrio acido-base, del metabolismo del glucosio e dell’insulina, dei mineralcorticoidi e di tante altre funzioni. L’importanza nell’omeostasi del potassio é inoltre sottolineata dal fatto che i pazienti con ipo/iperkaliemia muoiono di più per qualsiasi causa.
La necessità di un meccanismo di stretto controllo é anche dettata dal fatto che con un pasto normale si ha un incremento dei valori di potassio intra-cellulari decisamente maggiori rispetto al normale equilibrio del potassio; pertanto é necessario eliminare prontamente a livello renale/extrarenale tutto il potassio che entra nel corpo, per poter rimanere in equilibrio stretto. Un altro elemento fondamentale (spesso sottovalutato e di cui parleremo meglio oltre) é il ritmo circardiano nella somministrazione esogena di farmaci, un esempio fra tutti sono gli anti-aldosteronici che agiscono meglio sull’aldosterone al mattino piuttosto che alla sera.
FISIOLOGIA:
DISTRIBUZIONE E CONTROLLO DEL POTASSIO:
Il potassio rappresenta uno dei cationi più abbondanti nell’organismo; il mantenimento dell’omeostasi di questo ione è critico per molte funzioni cellulari ed il suo controllo viene maggiormente affidato al rene. Il buon funzionamento della pompa Na/K fa si che il 98% abbia una distribuzione intracellulare (180 mmol/l), ed il 2% una distribuzione extracellulare (3.5-5 mmol/l). A livello intracellulare l’equilibrio del potassio é mantenuto in maniera asimmetrica tramite delle pompe attive sodio-potassio (ATPasi) che pompano il sodio fuori dalle cellule mentre pompano potassio dentro alle cellule. Sono fra le pompe più importanti nella regolazione dell’omeostasi durante l’assunzione di cibo e di potassio. L’insulina, le catecolamine ed il mineralcorticoidi stimolano l’assorbimento di potassio nei muscoli ed in altri tessuti.
Con la dieta si ha un introito di circa 100 mmol die, di cui il 10% viene perso con le feci ed il 90% viene assorbito; si hanno circa 33 mmol per un totale di 14 litri di fluido extracellulare, che porterebbero a modificazioni di circa 2.4 mmol/l, per cui esistono meccanismi di omeostasi rapidi/lenti per il suo controllo. Nella figura sottostanti sono evidenziati i meccanismi per ora noti che regolano l'equilibrio del potassio extra-cellulare ed i percorsi del potassio associati all'assunzione di potassio durante il pasto e con il digiuno tra un pasto e l’altro. All’assunzione di potassio inizia sia un aumento dell'escrezione di potassio che il sequestro di potassio nel fegato e nel muscolo scheletrico; l’aumento dell'escrezione è guidato da meccanismi reattivi che possono essere sia dipendente dal livello di potassio plasmatico (regolazione a feedback negativo) che indipendenti dal livello di potassio plasmatico (regolazione feed-forward) avviata a livello dei recettori splancnici. Il ritmo circadiano genera una regolazione predittiva dei meccanismi tubulari responsabili per l'escrezione di potassio, tramite un orologio centrale che viene trasmesso agli orologi circadiani nelle cellule tubulari responsabili dello variazioni di escrezione di potassio. Questo ritmo aumenta l’escrezione durante la fase di luce attiva e dimininuisce durante la fase inattiva notturna. In combinazione, questi componenti forniscono il mantenimento dei livelli di potassio totale corpo entro limiti ristretti senza variazioni apprezzabili nel livello del potassio plasmatico. Durante i periodi di digiuno fra un pasto e l’altro, il potassio viene rilasciato dai depositi intracellulari (soprattutto dal fegato e dal muscolo scheletrico) per mantenere l’equilibrio.
Per quello che riguarda i controlli plasmatici, esistono una serie di sostanze corporee che sono in grado di modificarne le concentrazioni plasmatiche di potassio. L’adrenalina viene rilasciata dalla midollare del surrene in risposta all’iperkaliemia, agendo sui B2-receptor e stimolando l’uptake cellulare. L’insulina rilasciata dalle B-cells pancreatiche aumenta se si ha un incremento di kaliemia, che porta ad ipoglicemia; a sua volta l’insulina - come abbiamo visto - stimola l’assorbimento di potassio da parte delle cellule muscolari ed epatiche. L’aldosterone promuove l’assunzione intracellulare di potassio e favorisce la sua escrezione urinaria. Nel pH ematico l’alcalosi porta ad ipokaliemia, l’acidosi per contro ad iperkaliemia; il meccanismo è legato allo scambiatore simporter H-K che risponde alle modificazioni del pH. Anche nell’osmolarità plasmatica un suo aumento aumenta il rilascio di potassio da parte delle cellule (circa 0.4-0.8 mmol/l ogni cambio di 10 mOsm/Kg) con un richiamo di acqua che porta ad un aumento delle concentrazioni intracellulari ed una maggiore fuoriuscita di sostanze. La lisi cellulare comporta la fuoriuscita di potassio intracellulare a seguito di emolisi, rabdomiolisi, proliferazione cellulare aumentata, ecc…; infine nell’esercizio fisico, durante la fase di ripolarizzazione, un muscolo sotto stress rilascia molto più potassio.
CONTROLLO RENALE:
Tramite le urine ogni giorno si perdono circa 90 - 95 mmol di potassio; il controllo del rene è relativamente lento (richiede circa 6 ore per adattarsi alle nuove concentrazioni plasmatiche) per poter stabilizzarsi; i reni hanno un ruolo chiave per il controllo delle concentrazioni plasmatiche, dato che eliminano il 90 - 95% del potassio introdotto con la dieta, mentre la rimanente quota viene eliminata con le feci. Generalmente il tubulo contorto prossimale (TCP) riassorbe circa il 67% del filtrato glomerulare di potassio; l’ansa di Henle il 20% circa ed il tubulo contorto distale (TCD) svolge una duplice funzione di riassorbimento/secrezione in base alle richieste dell’organismo.
In caso di ipokaliemia il TCP/ansa di Henle svolgono una azione costante, non modificabile, mentre il TCD assorbe il 3% di potassio ed il dotto collettore il 9%; si ha pertanto una perdita urinaria totale di potassio dell’1% che risulta clinicamente efficace, anche se va ricordato che la natremia ha ancora un controllo maggiore e “prevale” sul controllo della kaliemia (pertanto in caso di iponatremia il corpo preserva i valori plasmatici di sodio). In caso di iperkaliemia il TCP/ansa di Henle svolgono una azione costante, mentre il TCD elimina il 10-15% del potassio ed il dotto collettore ne elimina fra il 5-30%; si ha pertanto una perdita urinaria totale fra il 15-80% del filtrato totale, in rapporto agli stati normokaliemici dove si perde circa il 15% del filtrato totale. Il meccanismo di assorbimento differenziale si basa su tre punti: l’attività della pompa Na/K, la differenza di potenziale elettrico transmembrana apicale e la permeabilità apicale-basolaterale; le diverse sostanze che hanno una azione renale agiscono a questi livelli. I meccanismi che intervengono per modificare l’azione del rene (soprattutto del TCP e del dotto collettore) sono elencati nella tabella sottostante e sono gli stessi fattori che intervengono nel controllo plasmatico.
Nella figura sottostante vengono mostrati i meccanismi principali per il trasporto del potassio a livello di una cellula del dotto collettore. Nelle cellule principali, il potassio viene attivamente pompato nella cella dal fluido peritubulare dalla membrana basolaterale tramite la sodio-potassio adenosina trifosfatasi (Na/K-ATPasi, chiamata anche pompa sodio-potassio) e viene secreto sulla membrana apicale da canali di potassio/cloro come cotrasportatori. Nella cellule α-intercalate, il potassio viene attivamente assorbito dal lume e può uscire dalla porzione apicale o a livello baso-laterale in condizioni di carenza di potassio.
IPOKALIEMIA:
Si parla di ipokalemia la presenza di potassio plasmatico inferiore a 3.5 mmol/l, anche se i sintomi tipicamente compaiono quando i livelli sono inferiori a 3 mmol/l; bisogna sempre sospettarlo nei pazienti con aritmie, durante la somministrazione di correzioni elettrolitiche o di acidosi/alcalosi, durante una terapia diuretica, in caso di mialgia, fatica, diarrea, convulsioni e/o in caso di terapia con agonisti B2 (salbutamolo).
L’eziologia generalmente é da ricercare in una ridotta ingestione (per malnutrizione, malassorbimento), in una redistribuzione intracellulare per alcalosi, insulina, uso di agonisti-B2, ipotermia oppure in una perdita aumentata sia a livello renale (per uso di diuretici, ipomagnesiemia, farmaci, iper-aldosteronismo) che extrarenale (diarrea, vomito, abuso lassativi, drenaggio con sonda naso-gastrica).
La diagnosi si pone tramite il sospetto clinico ed il riscontro di ipokaliemia al laboratorio; è sempre importante controllare anche gli altri elettroliti, l'equilibrio acido-base e l'ECG per valutare la presenza di alterazioni (onde T appiattite, depressione ST, riduzione dei voltaggi, allargamento QRS) che NON correlano con i livelli di kaliemia. A livello clinico le forme lievi solitamente decorrono asintomatiche, mentre le forme severe (inferiori a 2.5 mmol/l o instaurate rapidamente) generano astenia, confusione mentale e crampi muscolari (per alterazione della differenza di potenziale cellulare a livello muscolare); si può arrivare ad avere una paralisi franca e/o anche un interessamento della muscolatura liscia o della muscolatura cardiaca.
PROGNOSI E TERAPIA:
La prognosi è generalmente buona se si riesce a trattare la causa della ipokaliemia e soprattutto a mantenere i valori sierici di potassio in range. Generalmente si tratta tramite somministrazione PO, in caso di forme severe o sintomatiche si somministra IV, non oltre 10 mmol/h in via periferica (oppure 20 mmol/h in un CVC), tramite monitoraggio ECG. Fra i fluidi da somministrare non si preferisce la glucosata in quanto stimola l'insulina, con conseguente peggioramento della ipokaliemia. Se persiste l'ipokaliemia nonostante trattamento, bisogna sempre monitorare i valori sierici di magnesio in quanto una ipomagnesiemia infatti porta alla perdita renale di K (si veda il capitolo dedicato ai disordini del magnesio, Capitolo 5.1.3).
IPERKALIEMIA:
L’iperkaliemia viene definita come una condizione clinica caratterizzata da un incremento delle concentrazioni sieriche di potassio superiori a 5 mmol/l, anche se i sintomi clinici compaiono per valori superiori a 6 mmol/l; bisogna intervenire prontamente già quando i valori superano i 5 mmol/l. Va sempre sospettato nel paziente oligo-anurico, in caso di acidosi severa, su rabdomiolisi/sindrome da lisi tumorale, intossicazione da digitale, arresto cardiocircolatorio, iporeflessia diffusa. L’ipokaliemia é sempre importante differenziarla dalle forme di pseudo-iperkaliemia, tipicamente dovute ad una emolisi legata ad errori pre-analitici di prelievo, per cui in caso di sospetto di una pseudo-ipokaliemia si deve ripetere il prelievo.
A livello clinico tale condizione può rimanere asintomatica per le forme lievi ed i primi segni/sintomi sono riconducibili alla tossicità cardiaca; possono comparire segni neuro-muscolari aspecifici fino alla paralisi flaccida. Le alterazioni ECG (che anche in questo caso hanno una scarsa correlazione con i valori sierici) sono la presenza di onde T alte ed appuntite, allungamento del PR ed allargamento del QRS; in casi severi si può avere blocchi AV, FV ed asistolia.
TERAPIA:
In caso di arresto cardiocircolatorio si deve somministrare Calcio Gluconato IV 10% 10 ml in bolus, con massimo tre somministrazioni; questa terapia non tratta la iperkaliemia, ma permette di antagonizzare gli effetti elettrici trans-membrana. Si somministra inoltre Insulina e Glucosio con lo scopo di portare ad uno shift intracellulare del K, associato a salbutamolo inalatorio (lo stimolo B2-adrenergico ha un effetto sinergico con l'insulina). Si può inoltre associare una alcalinizzazione tramite bicarbonato con lo scopo di promuovere lo shift intracellulare ed infine (ma non come importanza clinica) l'uso di emodialisi o emodiafiltrazione rappresenta la terapia per poter definitivamente tenere sotto controllo i valori della kaliemia (si veda nello specifico i capitoli dedicati, Capitolo 5.4).
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