Electrolitos

Introducción

Líquidos corporales y electrolitos

• Masa corporal total: 45%–60% agua
  • Líquido intracelular
  • Líquido extracelular:
    • Compartimento intersticial (mayor parte del líquido extracelular)
    • Compartimento intravascular
• Electrolitos:
  • Minerales con carga eléctrica
  • Los electrolitos se disocian en cationes (cargados positivamente) y aniones (cargados negativamente) cuando se disuelven en agua.

Equilibrio electrolítico

Los compartimentos de líquido intracelular y extracelular tienen una distribución de electrolitos diferente y desigual para mantener la función fisiológica.

Líquido intracelular:

• K⁺: principal catión intracelular
• Mg²⁺
• Los fosfatos (HPO₄² ^–/H₂PO₄^–) equilibran eléctricamente los cationes intracelulares junto con las proteínas cargadas negativamente.

Líquido extracelular:

• Na⁺:
  • Principal catión extracelular
  • Importante en la determinación de la osmolaridad sérica (solutos/L)
  • Controla el volumen del líquido extracelular y la distribución de agua en el cuerpo
• Calcio (Ca²⁺)
• Cloruro y HCO₃^–:
  • El cloruro es el anión más abundante en el líquido extracelular.
  • Los aniones equilibran los cationes extracelulares.

Sodio

Descripción general

• Rango normal: 135–145 mEq/L
• El 95% del Na⁺ ingerido es absorbido por el intestino.
• Excreción:
  • 90%–95% excretado por los riñones
  • Resto a través de heces y sudor.
• Funciones:
  • Establece la presión osmótica
  • Gradiente transcelular de Na⁺:
    • Regulado por canales de la membrana celular dependientes de ATP: Na⁺-K⁺ ATPasa
    • Esencial para mantener el potencial de membrana en reposo.
  • La entrada transitoria de Na⁺ genera un potencial de acción que conduce a:
    • Conducción nerviosa
    • Contracción muscular
    • Conducción cardiaca
    • Activación de vías de señalización intracelular

Regulación

• Homeostasis del Na ⁺:
  • Regulada a través de los riñones (principalmente en los túbulos proximales)
  • Ocurre al detectar cambios en el volumen circulante efectivo:
    • ↑ Na⁺ causa ↑ volumen circulante efectivo
    • ↓ Na⁺ causa ↓ volumen circulante efectivo
• SRAA:
  • El aparato yuxtaglomerular y los barorreceptores del seno carotídeo/arco aórtico desencadenan la liberación de renina de los riñones cuando el volumen circulante efectivo ↓
  • Si el Na⁺ es bajo: ↓ volumen circulante efectivo → renina → angiotensina (causando vasoconstricción) → se secreta aldosterona:
    • Reabsorción de Na⁺ desde los túbulos renales
    • Promueve la secreción de K⁺ en la orina
• Péptidos natriuréticos:
  • Incluye péptido natriurético auricular y el péptido natriurético tipo B (BNP, por sus siglas en inglés)
  • Si el Na⁺ es alto: ↑ volumen circulante efectivo → los barorreceptores cardíacos detectan un ↑ en volumen circulante efectivo → se secreta péptido natriurético
    • Estimula la excreción urinaria de Na⁺ (natriuresis)
    • También promueve la excreción de agua
    • Inhibe la producción de angiotensina II

Trastornos relacionados

• Hipernatremia: Na⁺ > 145 meq/L
• Hiponatremia: Na⁺ < 135 meq/L

Potasio

Descripción general

• Rango normal: 3,5–5,2 mEq/L
• Excreción: el 90% se excreta en la orina, el 10% en las heces
• Funciones:
  • ٌPotencial de membrana celular en reposo y propagación de potenciales de acción
  • Secreción y acción hormonal
  • Tono vascular
  • Control de la presión arterial sistémica
  • Motilidad gastrointestinal
  • Metabolismo de la glucosa y la insulina
  • Capacidad de concentración de los riñones y regulación del pH

Regulación

• Los riñones son responsables del 90%–95% de la regulación general del K⁺.
  • ↑ Nivel de K ⁺ en líquido extracelular desencadena mecanismos para la excreción renal de K⁺
  • Aldosterona:
    • Estimula la Na⁺-K⁺ ATPasa
    • Aumenta la excreción de K⁺ en los túbulos distales y los túbulos colectores
• El desplazamiento transcelular (mediado por la insulina y el sistema nervioso simpático) previene el aumento excesivo de los niveles de K⁺ en el líquido extracelular.
  • Activación del receptor β2:
    • Estimula la captación de K⁺ hacia las células (principalmente en las células musculares y hepáticas)
    • Los antagonistas β2 bloquean la captación de K⁺ y provocan hiperpotasemia.
    • La activación del receptor α1 provoca un desplazamiento de K⁺ fuera de las células.
  • Insulina:
    • Estimula la Na⁺-K⁺ ATPasa
    • Aumenta la captación de K⁺ en las células
    • Responsable de la captación dietética de K+ en las células después de una comida
• Otros factores:
  • Estado ácido-base:
    • La acidosis hace que el K⁺ salga de las células.
    • La alcalosis hace que el K⁺ se desplace hacia el interior de las células.
  • Ejercicio: mueve K⁺ fuera de las células musculares

Trastornos relacionados

• Hiperpotasemia: K ⁺ > 5,2 mEq/L
• Hipopotasemia: K ⁺ < 3,5 mEq/L

Cloruro

Descripción general

• Rango normal: 96–106 mEq/L

• Rápida y casi totalmente absorbido por el tracto gastrointestinal
• Excreción: a través del tracto gastrointestinal, tracto urinario y piel
• Funciones:
  • Sigue al Na⁺ a través de las membranas celulares para mantener la carga neutral
  • Mantenimiento de la homeostasis celular
  • Transmisión de potenciales de acción en las neuronas
  • Mantenimiento de la osmolaridad del líquido extracelular (junto con el Na⁺), regulando así:
    • Volumen de sangre
    • Presión arterial
  • Equilibrio ácido-base
  • Síntesis de ácido clorhídrico gástrico
  • Control del transporte de líquidos epiteliales

Regulación

Homeostasis del cloruro:

• Principalmente por los riñones (a través de la reabsorción en los túbulos)
• Afectados por trastornos ácido-base:
  • ↑ Cloruro: asociado con acidosis
  • ↓ Cloruro: asociado con alcalosis
• Afectado por cambios en los niveles de Na⁺. La reabsorción está mediada por cotransportadores de cationes en combinación con Na⁺.

Trastornos relacionados

• Hipercloremia (cloruro > 106 mEq/L):
  • Por la pérdida de agua pura (líquido libre de electrolitos), como la deshidratación hipotónica
  • Administración de líquidos que contienen NaCl o alimentación hipertónica
  • Acidosis:
    • Acidosis tubular renal
    • Diarrea del intestino delgado
    • Fístula pancreática
  • Medicamentos (acetazolamida)
• Hipocloremia (< 96 mEq/L):
  • Ingesta inadecuada de NaCl
  • Pérdida de cloruro:
    • Vómitos: pérdida de ácido clorhídrico en el estómago, lo que lleva a una alcalosis metabólica hipoclorémica hipopotasémica
    • Lavado gástrico
    • Quemaduras
    • Uso excesivo de diuréticos o diuresis osmótica
    • En combinación con hiponatremia

Calcio

Descripción general

• Rango normal: 8,5–10,5 mg/dL
• Ca²⁺: forma metabólicamente activa (rango normal 4,65–5,25 mg/dL)
• Mineral más abundante en el cuerpo humano con 99% encontrado en el esqueleto
• Funciones:
  • Actividad enzimática
  • Funciones celulares relacionadas con la división celular, exocitosis, comunicación
  • Contracción muscular
  • Contractilidad cardiaca
  • Conducción nerviosa
  • Coagulación de la sangre
  • Mineralización ósea

Regulación

• Los huesos, el intestino y los riñones participan en su homeostasis.
• Elementos clave de la regulación de Ca²⁺:
  • Hormona paratiroidea (PTH) de las glándulas paratiroides:
    • ↑ Producción de vitamina D en los riñones
    • ↑ Reabsorción de Ca²⁺ en los túbulos distales y ↑ absorción de Ca²⁺ en los intestinos
    • ↑ Resorción ósea (liberación de Ca²⁺ y HPO₄²^–/H₂PO₄^– de los huesos)
  • Vitamina D:
    • Activa los osteoclastos para liberar Ca²⁺ y fósforo
    • ↑ absorción intestinal de Ca²⁺ y HPO₄²^–/H₂PO₄^–
  • pH:
    • ↑ pH (alcalosis) → ↑ unión a albúmina = ↓ Ca²⁺ ionizado
    • ↓ pH (acidosis) → ↓ unión a albúmina = ↑ Ca²⁺ ionizado
  • Albúmina:
    • Cada 1 g/dL ↓ en albúmina → ↓ del Ca²⁺ en 0,8 mg/dL
    • Ca²⁺ corregido (mg/dL) = Ca²⁺ total medido (mg/dL) + [0,8 x (4,0 – concentración de albúmina (g/dL))]
  • Otros factores:
    • Calcitonina de la glándula tiroides (se opone a la PTH →↓ Ca²⁺)
    • Hiperfosfatemia (↑ unión HPO₄²^–/H₂PO₄^–, ↓ Ca²⁺)
    • Hipomagnesemia (↓ liberación de PTH → ↓ Ca²⁺)

Trastornos relacionados

• Hipercalcemia: Ca²⁺ > 10,5 mg/dL
• Hipocalcemia: Ca²⁺ < 8,5 mg/dL

Magnesio

Descripción general

• Rango normal: 1,5–2,2 mg/dL

• 4to catión más abundante en el cuerpo
• Distribución de Mg²⁺ en el cuerpo:
  • Esqueleto: 55%
  • Tejidos blandos: 45%
  • Líquido extracelular: 1% (alrededor del 55% libre, con el resto formando complejos con aniones o proteínas)
• Funciones:
  • Cofactor de reacciones enzimáticas involucradas en la síntesis de ATP y/o ADN y ARN
  • Replicación celular y procesos bioquímicos (i.e., glucólisis)
  • Vinculado con la homeostasis de Ca²⁺ y K⁺
  • Excitabilidad neuromuscular:
    • Contracción y relajación del músculo liso.
    • Estabilización del músculo cardíaco
  • Coagulación

Regulación

• El mantenimiento de los niveles de Mg²⁺ en el suero varía y depende de:
  • Ingesta
  • Absorción gastrointestinal
  • Reabsorción y excreción renal
• Los riñones conservarán Mg²⁺ cuando los niveles sean bajos y excretarán el exceso cuando la ingesta sea alta.
• Elementos clave:
  • Mayor absorción de Mg²⁺ en presencia de:
    • PTH
    • Vitamina D
    • Na⁺ en la dieta
    • Hormona tiroidea
  • Disminución de la absorción de Mg²⁺ en presencia de:
    • Ca²⁺
    • Aldosterona (promueve la excreción de Mg²⁺ junto con K⁺ y la retención de Na⁺)

Trastornos relacionados

• Hipermagnesemia (Mg²⁺ > 2,2 mg/dL):
  • Uso excesivo de laxantes o antiácidos que contienen Mg²⁺
  • Insuficiencia renal
  • Características:
    • Debilidad muscular generalizada, náuseas
    • Hipotensión
    • Alteraciones del ritmo cardíaco (especialmente si Mg²⁺ > 6 mg/dL): PR prolongado, QRS ancho, ondas T en pico
  • El tratamiento incluye gluconato de calcio, diuresis y diálisis.
• Hipomagnesemia (Mg²⁺ < 1,5 mg/dL):
  • Alcoholismo (el cambio electrolítico más común es ↓ Mg²⁺)
  • Diarrea y enfermedad gastrointestinal
  • Uso de diuréticos
  • Terapia con inhibidores de la bomba de protones
  • Causa común de hipopotasemia refractaria

Fosfato

Descripción general

• Rango normal: 2,5–4,5 mg/dL (mayor en niños)
• 2 formas en el suero (dependiendo del estado ácido-base):
  • Fosfato de dihidrógeno (H₂PO₄^–)
  • Fosfato de monohidrógeno (HPO₄²^–)
• El 85% del fosfato corporal total se encuentra en los huesos y dientes en forma de hidroxiapatita.
• Solo el 1% en el líquido extracelular
• Funciones:
  • Requerido para la función celular y la mineralización esquelética.
  • Componente de muchos intermediarios metabólicos (ATP) y nucleótidos
  • Metabolismo energético aeróbico y anaeróbico
  • Entrega de O₂ a los tejidos

Regulación

• Mantenido por la ingesta dietética, la movilización desde el hueso y la excreción renal.
• Elementos clave:
  • Vitamina D:
    • Aumenta la reabsorción de HPO₄²^–/H₂PO₄^– y su liberación de los huesos
    • Reabsorción tubular renal: en los túbulos proximales a través del cotransportador de fosfato dependiente de Na⁺ (Na/Pi)
  • PTH: aumenta la excreción renal de HPO₄²^–/H₂PO₄^–
  • Factor de crecimiento de fibroblastos -23:
    • Producido por los osteocitos.
    • Inhibe la producción renal de vitamina D →↓reabsorción de HPO₄²^–/H₂PO₄^–
    • Inhibe la absorción gastrointestinal de HPO₄²^–/H₂PO₄^–

Trastornos relacionados

• Hiperfosfatemia (HPO₄²^–/H₂PO₄^– > 4,5 mg/dL):
  • Insuficiencia renal
  • Hipoparatiroidismo
  • Síndrome de lisis tumoral
  • Rabdomiólisis
  • Toxicidad por vitamina D
• Hipofosfatemia (HPO₄²^–/H₂PO₄^– < 2,5 mg/dL):
  • Disminución de la ingesta (malabsorción, alcoholismo)
  • Hiperparatiroidismo
  • Síndrome de realimentación (los pacientes que están desnutridos experimentan una liberación repentina de insulina con la nutrición parenteral, cambiando HPO₄²^–/H₂PO₄^– intracelularmente)

Bicarbonato

Descripción general

• Rango normal: 22–28 mEq/L
• Funciones:
  • Indicador indirecto del nivel total de CO₂ en suero
  • Componente vital de la regulación del pH
  • Sistema amortiguador de HCO₃^–: el equilibrio entre el ácido carbónico (H₂CO₃), HCO₃^– y CO₂, que mantiene el pH de la sangre:

CO₂ + H₂O ⇆ H₂CO₃ ⇆ H⁺ + HCO₃^–

Regulación

Para mantener la homeostasis, se activan los siguientes mecanismos para mantener el pH en el rango fisiológico (7,35–7,45):

• Compensación respiratoria:
  • Los cambios en la ventilación compensan los cambios en los niveles de HCO₃^– en sangre.
  • Los pulmones responden a la acidosis metabólica con ↑ ventilación
  • Los pulmones responden a la alcalosis metabólica con ↓ ventilación
• Compensación renal:
  • Los riñones regulan la secreción de H⁺ en la orina y, al mismo tiempo, reabsorben HCO₃^– (normalmente se absorbe el 100%).
  • Los riñones responden a la acidosis respiratoria aumentando los niveles séricos de HCO₃^– a través del ↑ secreción de H⁺
  • Los riñones responden a la alcalosis respiratoria al disminuir el HCO₃^– sérico a través de ↓ la secreción de H ⁺ y la excreción urinaria de HCO₃^–

Trastornos relacionados

• Trastornos metabólicos: causados principalmente por niveles anormales de HCO₃^–
  • Acidosis metabólica
  • Alcalosis metabólica
• Trastornos respiratorios: causados principalmente por niveles anormales de CO₂
  • Acidosis respiratoria
  • Alcalosis respiratoria

Relevancia Clínica

Trastornos relacionados con los niveles de sodio

• Hiponatremia: una afección definida como Na ⁺< 135 mmol/L. La hiponatremia severa se define como Na⁺< 120 mEq/L. La hiponatremia ocurre en caso de diarrea severa (con pérdidas tanto de Na⁺ como de agua) y síndrome de secreción inadecuada de hormona antidiurética (SIADH, por sus siglas en inglés) (aumento del agua corporal total). Los síntomas pueden estar ausentes, ser leves o graves (confusión, convulsiones, coma). La hiponatremia grave aguda y el compromiso neurológico o hemodinámico requieren un suplemento urgente de Na⁺ sérico, que se logra mejor con NaCl hipertónico (3%). Si no se trata, las complicaciones incluyen edema cerebral agudo y síndrome de desmielinización osmótica. En todos los demás casos, se prefiere la corrección gradual de los niveles de Na⁺.
• Hipernatremia: una afección definida por Na⁺ sérico > 145 mEq/L. La gran mayoría de los casos son crónicos y hay un aumento lento de la tonicidad plasmática. Los niveles elevados de Na⁺ se observan en la diarrea (hipovolémica) y la diabetes insípida (euvolémica). Se observan principalmente características neurológicas (letargo, estado mental alterado, irritabilidad y convulsiones). La hipernatremia también puede causar calambres musculares y disminución de los reflejos tendinosos profundos. El tratamiento inicial para la hipernatremia hipovolémica grave es solución salina isotónica al 0,9%. Una vez que se ha restablecido el déficit de volumen, se cambia a los pacientes a solución salina medio normal (0,45%).

Trastornos relacionados con los niveles de potasio

• Hiperpotasemia: una afección definida por K⁺ sérico > 5,2 mEq/L. La hiperpotasemia grave se observa en la insuficiencia renal aguda y puede ser catastrófica, ya que provoca parálisis respiratoria, parálisis muscular generalizada y paro cardíaco. Los medicamentos como los IECA son una causa frecuente de hiperpotasemia.
• Hipopotasemia: una afección definida por K⁺ plasmático < 3,5 mEq/L. Las características de la hipopotasemia incluyen debilidad muscular y fatiga general. La hiperpolarización afecta la excitabilidad y retrasa la repolarización de los músculos cardíacos. Los hallazgos del ECG incluyen onda T baja y presencia de onda U. El uso de diuréticos, la tirotoxicosis y otras afecciones (síndrome de Liddle, síndrome de Bartter) conducen a niveles bajos de K⁺.

Trastornos relacionados con los niveles de cloruro

• Fibrosis quística: enfermedad hereditaria autosómica recesiva de las glándulas exocrinas que afecta principalmente a los pulmones y al sistema digestivo. La fibrosis quística se debe a un espectro de defectos en el gen regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). Una mutación en este gen conduce a una incapacidad para transportar correctamente el cloruro. Dadas las funciones de interconexión del cloruro con el Na⁺, existe un deterioro posterior en la absorción de Na⁺ y agua. Un rasgo característico es la concentración de cloruro anormalmente alto (> 60 mEq/L) en el sudor. El moco hiperviscoso se encuentra en las otras glándulas.

Trastornos relacionados con los niveles de calcio

• Hipocalcemia: Los niveles de calcio están regulados por la PTH secretada por la glándula paratiroides. Se produce hipercalcemia o hipocalcemia si el cuerpo no logra mantener los niveles de Ca²⁺ dentro del rango normal. La presentación de los pacientes con hipocalcemia puede variar desde asintomáticos hasta inestabilidad hemodinámica potencialmente mortal. Las condiciones relacionadas con el Ca²⁺ bajo incluyen hipoparatiroidismo, ERC y pancreatitis aguda.
• Hipercalcemia: puede ser leve, moderada o severa. Las causas principales incluyen hiperparatiroidismo, tirotoxicosis y cáncer. Las características clínicas incluyen estreñimiento, debilidad, confusión y coma.
• Osteoporosis: una enfermedad ósea metabólica progresiva crónica caracterizada por una disminución de la densidad ósea y el deterioro de la fuerza e integridad ósea. La osteoporosis es común en mujeres posmenopáusicas y hombres mayores y también está asociada con muchas afecciones crónicas.

Trastornos relacionados con los niveles de magnesio

• Alcoholismo: un patrón crónico (> 12 meses) y problemático de consumo de alcohol que provoca un malestar significativo. La hipomagnesemia es el cambio electrolítico más común en el alcoholismo (disminución de la ingesta, aumento de las pérdidas renales y diarrea).

Trastornos relacionados con los niveles de fosfato

• Hiperparatiroidismo: una afección que resulta de niveles elevados de PTH. La causa más común es un adenoma paratiroideo, y otras causas incluyen hiperplasia o carcinomas. Las características de presentación del hiperparatiroidismo incluyen síntomas inespecíficos (fatiga, estreñimiento), dolor abdominal, cálculos renales, dolor óseo y síntomas neuropsiquiátricos.
• Hipoparatiroidismo: disminución de la secreción o actividad de la PTH. La causa más común de hipoparatiroidismo es la extirpación iatrogénica de las glándulas paratiroides durante las cirugías de tiroides. Otras causas incluyen afecciones autoinmunes, ausencia congénita de las glándulas paratiroides o disminución de la capacidad para detectar las concentraciones de Ca²⁺. Las características incluyen hormigueo y entumecimiento peribucal, calambres musculares, tetania, espasmos carpopedales y convulsiones.

Trastornos relacionados con los niveles de bicarbonato

• Acidosis tubular renal tipo II: afección caracterizada por un mecanismo de acidificación tubular proximal alterado en los riñones causado por la reabsorción reducida de HCO₃^– en los túbulos proximales. La acidosis tubular renal tipo II se observa en el mieloma múltiple, donde las cadenas ligeras excretadas producen disfunción tubular proximal.