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Eletrólitos

Os eletrólitos são sais minerais que se dissolvem em água e dissociam-se em partículas carregadas chamadas iões, que podem ter carga positiva (catiões) ou negativa (aniões). Os eletrólitos estão distribuídos nos compartimentos extracelular e intracelular em diferentes concentrações. São essenciais para várias funções básicas de sustentação da vida, como manter a neutralidade elétrica nas células, gerar potenciais de ação nos nervos e músculos e manter o pH sanguíneo normal. Os eletrólitos mais importantes são sódio, potássio, cloro, magnésio, cálcio, fosfato e bicarbonato. Para que estes eletrólitos participem em reações bioquímicas e processos celulares, existem mecanismos regulatórios que ajudam a manter a homeostase.

Última atualização: Mar 18, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Introdução

Fluidos corporais e eletrólitos

  • Massa corporal total: 45%–60% água
    • Fluido intracelular (ICF, pela sigla em inglês)
    • Fluido extracelular (ECF, pela sigla em inglês):
      • Compartimento intersticial (maioria do ECF)
      • Compartimento intravascular
  • Eletrólitos:
    • Minerais com carga elétrica
    • Os eletrólitos dissociam-se em catiões (carregados positivamente) e aniões (carregados negativamente) quando dissolvidos em água.

Equilíbrio eletrolítico

Os compartimentos do ICF e ECF têm distribuição eletrolítica diferente e desigual para manter a função fisiológica.

Fluido intracelular:

  • K⁺: principal catião intracelular
  • Mg 2
  • Os fosfatos (HPO₄² /H₂PO4 ) equilibram eletricamente os catiões intracelulares juntamente com as proteínas carregadas negativamente.

Fluido extracelular:

  • Na⁺:
    • Principal catião extracelular
    • Importante na determinação da osmolaridade sérica (solutos/L)
    • Controla o volume do ECF e a distribuição de água no corpo
  • Cálcio (Ca²⁺)
  • Cloro e HCO₃ :
    • O cloro é o anião mais abundante no ECF.
    • Os aniões equilibram os catiões extracelulares.

Sódio

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 135–145 mEq/L
  • 95% do Na + ingerido é absorvido pelo intestino.
  • Excreção:
    • 90%–95% excretado pelos rins
    • Resto através de fezes e suor
  • Funções:
    • Estabelece a pressão osmótica
    • Gradiente transcelular Na +:
      • Regulado por canais de membrana celular ATP dependentes: ATPase Na + -K⁺
      • Essencial na manutenção do potencial de membrana em repouso
    • O influxo transitório de Na + gera potencial de ação que leva a:
      • Condução nervosa
      • Contração muscular
      • Condução cardíaca
      • Ativação de vias de sinalização intracelular

Regulação

  • Homeostase Na +:
    • Regulada pelos rins (maioria nos túbulos proximais)
    • Ocorre ao detetar mudanças no volume circulante efetivo (ECV, pela siga em inglês):
      • ↑ Na + causas ↑ ECV
      • ↓ Na + causas ↓ ECV
  • SRAA:
    • Aparelho justaglomerular e barorrecetores do seio carotídeo/arco aórtico desencadeiam a libertação de renina dos rins quando ↓ ECV
    • Se o Na + estiver baixo: ↓ ECV → renina → angiotensina (causando vasoconstrição) → é secretada aldosterona:
      • Reabsorção Na + dos túbulos renais
      • Promove a secreção de K⁺ na urina
  • Peptídeos natriuréticos:
    • Inclui peptídeo natriurético atrial e BNP
    • Se o Na + estiver alto: ↑ ECV → barorrecetores cardíacos detetam um ↑ no ECV → é secretado peptídeo natriurético
      • Estimula a excreção urinária de Na + (natriurese)
      • Também promove a excreção de água
      • Inibe a produção de angiotensina II

Distúrbios relacionados

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

Potássio

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 3.5–5.2 mEq/L
  • Excreção: 90% é excretado na urina, 10% nas fezes
  • Funções:
    • ٌPotencial de membrana celular em repouso e a propagação de potenciais de ação
    • Secreção e ação hormonal
    • Tónus vascular
    • Controlo sistémico da PA
    • Motilidade GI
    • Metabolismo da glicose e da insulina
    • Capacidade de concentração dos rins e regulação do pH

Regulação

  • Os rins são responsáveis por 90%–95% da regulação geral de K +.
    • O ↑ nível de K + do ECF desencadeia mecanismos para a excreção renal de K+
    • Aldosterona:
      • Estimula ATPase Na+-K⁺
      • Aumenta a excreção de K+ nos túbulos distais e ductos coletores
  • O deslocamento transcelular (mediado pela insulina e pelo sistema nervoso simpático) previne o aumento excessivo dos níveis de K + no ECF.
    • Ativação do recetor β2:
      • Estimula a captação de K + nas células (principalmente nas células musculares e hepáticas)
      • Os antagonistas β2 bloqueiam a captação de K + e causam hipercalemia.
      • A ativação do recetor α1 causa um deslocamento de K + para fora das células.
    • Insulina:
      • Estimula ATPase Na + -K⁺
      • Aumenta a captação de K + nas células
      • Responsável pela absorção dietética de K + nas células após uma refeição
  • Outros fatores:
    • Estado ácido-base:
      • A acidose faz com que o K + se mova para fora das células.
      • A alcalose faz com que o K + se mova para dentro das células.
    • Exercício: move K + para fora das células musculares
Bomba de sódio-potássio

Bomba de sódio-potássio:
A ATPase transmembranar mantém um gradiente de maior concentração de Na + no ECF e maior concentração de K + no ICF. Por cada ATP consumido, a ATPase bombeia 3 Na + para fora da célula e 2 K + para dentro da célula, o que estabiliza o potencial de membrana de repouso celular e o volume celular.
Pi: fosfato inorgânico
ECF: fluido extracelular
ICF: fluido intracelular

Imagem por Lecturio.

Distúrbios relacionados

  • Hipercalemia: K +> 5.2 mEq/L
  • Hipocalemia: K +< 3.5 mEq/L

Cloro

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 96-106 mEq/L
  • Rápido e quase totalmente absorvido pelo trato GI
  • Excreção: pelo trato GI, trato urinário e pele
  • Funções:
    • Segue o Na + através das membranas celulares para manter a neutralidade de carga
    • Manutenção da homeostase celular
    • Transmissão de potenciais de ação em neurónios
    • Manutenção da osmolaridade do ECF (juntamente com Na + ), regulando assim:
      • Volume de sangue
      • PA
    • Equilíbrio ácido-base
    • Síntese de ácido clorídrico gástrico
    • Controlo do transporte de fluido epitelial

Regulação

Homeostase do cloro:

  • Principalmente pelos rins (através da reabsorção nos túbulos)
  • Afetados por distúrbios ácido-base:
    • ↑ Cloro: associado à acidose
    • ↓ Cloro: associado à alcalose
  • Afetado por mudanças nos níveis de Na⁺. A reabsorção é mediada por cotransportadores de catiões em combinação com Na⁺.

Distúrbios relacionados

  • Hipercloremia (cloro > 106 mEq/L):
    • Pela perda de água pura (fluido sem eletrólitos), como desidratação hipotónica
    • Administração de fluidos contendo NaCl ou alimentação hipertónica
    • Acidose:
      • Acidose tubular renal
      • Diarreia do intestino delgado
      • Fístula pancreática
    • Fármacos (acetazolamida)
  • Hipocloremia (< 96 mEq/L):
    • Ingestão inadequada de NaCl
    • Perda de cloro:
      • Vómitos: perda de ácido clorídrico no estômago, que leva a alcalose metabólica hipoclorémica hipocalémica
      • Lavagem gástrica
      • Queimaduras
      • Uso excessivo de diuréticos ou diurese osmótica
      • Em combinação com hiponatremia

Cálcio

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 8.5–10.5 mg/dL
  • Ca²⁺: forma metabolicamente ativa (faixa normal 4.65–5.25 mg/dL)
  • Mineral mais abundante no corpo humano sendo que 99% é encontrado no esqueleto
  • Funções:
    • Atividade enzimática
    • Funções celulares relacionadas com a divisão celular, exocitose, comunicação
    • Contração muscular
    • Contratilidade cardíaca
    • Condução nervosa
    • Coagulação do sangue
    • Mineralização óssea

Regulação

  • Os ossos, os intestinos e os rins estão envolvidos na homeostasia.
  • Elementos-chave da regulação Ca²⁺:
    • Hormona da paratiroide (PTH, pela sigla em inglês) das glândulas paratiroides:
      • ↑ Produção de vitamina D nos rins
      • ↑ Reabsorção Ca²⁺ nos túbulos distais e ↑ absorção Ca²⁺ no intestino
      • ↑ Reabsorção óssea (libertação de Ca²⁺ e HPO₄² /H₂PO₄ dos ossos)
    • Vitamina D:
      • Ativa os osteoclastos para libertar Ca²⁺ e fósforo
      • ↑ Ca²⁺ intestinal e absorção HPO₄² /H₂PO₄
    • pH:
      • ↑ pH (alcalose) → ↑ ligação à albumina = ↓ Ca² ionizado⁺
      • ↓ pH (acidose) → ↓ ligação à albumina = ↑ Ca² ionizado⁺
    • Albumina:
      • A cada ↓ 1 g/dL na albumina → ↓ no Ca²⁺ em 0,8 mg/dL
      • Ca²⁺ corrigido (mg/dL) = Ca²⁺ total medido (mg/dL) + [0 .8 x (4.0 – concentração de albumina (g/dL))]
    • Outros fatores:
      • Calcitonina da glândula tiroide (opõe-se à PTH →↓ Ca²⁺)
      • Hiperfosfatemia (↑ ligação HPO₄² /H₂PO₄ , ↓ Ca²⁺)
      • Hipomagnesemia (↓ libertação de PTH → ↓ Ca²⁺)
Metabolismo do cálcio

Diagrama esquemático de regulação do cálcio (Ca²⁺):
Ca²⁺ plasmático baixo estimula a liberação da hormona da paratiroide (PTH), que aumenta a libertação de Ca²⁺ e fosfato do osso, a absorção de Ca²⁺ no trato GI e a produção de vitamina D nos rins. A vitamina D ativa, por sua vez, aumenta a libertação de Ca²⁺ dos ossos e a absorção de Ca²⁺ no intestino delgado.

1,25 (OH)₂D: 1,25-dihidroxivitamina D

Imagem por Lecturio.

Distúrbios relacionados

  • Hipercalcemia: Ca²⁺ > 10.5 mg/dL
  • Hipocalcemia: Ca²⁺ < 8.5 mg/dL

Magnésio

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 1.5–2.2 mg/dL
  • 4º catião mais abundante no corpo
  • Distribuição de Mg²⁺ no corpo:
    • Esqueleto: 55%
    • Tecido mole: 45%
    • ECF: 1% (cerca de 55% livre, com o restante associado a aniões ou proteínas)
  • Funções:
    • Cofator para reações enzimáticas envolvidas na síntese de ATP e/ou DNA e RNA
    • Replicação celular e processos bioquímicos (ou seja, glicólise)
    • Associado à homeostase do Ca²⁺ e K⁺
    • Excitabilidade neuromuscular:
      • Contração e relaxamento do músculo liso
      • Estabilização do músculo cardíaco
    • Coagulação

Regulação

  • A manutenção dos níveis de Mg²⁺ no sangue varia e depende da:
    • Ingestão
    • Absorção GI
    • Reabsorção e excreção renal
  • Os rins conservam Mg²⁺ quando os níveis estão baixos e excretam o excesso quando a ingestão for alta.
  • Elementos-chave:
    • Aumento da absorção de Mg²⁺ na presença de:
      • PTH
      • Vitamina D
      • Na⁺ na dieta
      • Hormona da tiroide
    • Diminuição da absorção de Mg²⁺ na presença de:
      • Ca²⁺
      • Aldosterona (promove a excreção de Mg²⁺ com K⁺ e retenção de Na⁺)

Distúrbios relacionados

  • Hipermagnesemia (Mg²⁺ > 2.2 mg/dL):
    • Uso excessivo de laxantes ou antiácidos que contém Mg²⁺
    • Insuficiência renal
    • Características:
      • Fraqueza muscular generalizada, náusea
      • Hipotensão
      • Anomalias do ritmo cardíaco (especialmente se Mg²⁺ > 6 mg/dL): PR prolongado, QRS largo, ondas T apiculadas
    • O tratamento inclui gluconato de cálcio, diurese e diálise.
  • Hipomagnesemia (Mg²⁺ < 1,5 mg/dL):
    • Alcoolismo (a alteração eletrolítica mais comum é ↓ Mg²⁺)
    • Diarreia e doenças gastrointestinais
    • Uso de diuréticos
    • Terapia com inibidor da bomba de protões
    • Causa comum de refratário hipocalemia

Fosfato

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 2.5–4.5 mg/dL (maior em crianças)
  • 2 formas no sangue (dependendo do estado ácido-base):
    • Di-hidrogenofosfato (H₂PO₄ )
    • Fosfato de monohidrogénio (HPO₄² )
  • 85% do fosfato corporal total está nos ossos e dentes na forma de hidroxiapatite.
  • Apenas 1% no ECF
  • Funções:
    • Necessário para a função celular e mineralização esquelética
    • Componente de muitos intermediários metabólicos (ATP) e nucleotídeos
    • Metabolismo energético aeróbico e anaeróbico
    • Entrega de O 2 aos tecidos

Regulação

  • Mantido pela ingestão dietética, mobilização do osso e excreção renal
  • Elementos chave:
    • Vitamina D:
      • Aumenta reabsorção e libertação de HPO₄² /H₂PO₄ dos ossos
      • Reabsorção tubular renal: nos túbulos proximais através do cotransportador de fosfato dependente de Na⁺ (Na/Pi)
    • PTH: aumento da excreção de HPO₄² /H₂PO₄ pelos rins
    • Fator de crescimento de fibroblastos (FGF)-23:
      • Produzido por osteócitos
      • Inibe a produção renal de vitamina D →↓ reabsorção HPO₄² /H₂PO₄
      • Inibe absorção GI de HPO₄² /H₂PO₄

Distúrbios relacionados

  • Hiperfosfatemia (HPO₄² /H₂PO₄ > 4.5 mg/dL):
    • Insuficiência renal
    • Hipoparatiroidismo
    • Síndrome de lise tumoral
    • Rabdomiólise
    • Toxicidade pela vitamina D
  • Hipofosfatemia (HPO₄² /H₂PO₄ < 2.5 mg/dL):
    • Ingestão diminuída (má absorção, alcoolismo)
    • Hiperparatiroidismo
    • Síndrome de realimentação (doentes desnutridos experienciam libertação súbita de insulina com a nutrição parenteral, o que altera o HPO₄² /H₂PO₄ intracelularmente)

Bicarbonato

Descrição Geral

  • Intervalo normal: 22–28 mEq/L
  • Funções:
    • Indicador indireto do nível total de CO₂ no sangue
    • Componente vital da regulação do pH
    • Sistema tampão HCO₃ : equilíbrio entre o ácido carbónico (H 2 CO 3 ), HCO₃ e CO 2 , que mantém o pH do sangue:

CO 2 + H 2 O ⇆ H 2 CO 3 ⇆ H + + HCO 3

Regulação

Para manter a homeostase, os seguintes mecanismos são acionados para manter o pH no intervalo fisiológico (7.35-7.45):

  • Compensação respiratória:
    • As alterações na ventilação compensam as alterações nos níveis de HCO₃ no sangue.
    • Os pulmões respondem à acidose metabólica com ↑ ventilação
    • Os pulmões respondem à alcalose metabólica com ↓ ventilação
  • Compensação renal:
    • Os rins regulam a secreção de H + na urina e, ao mesmo tempo, reabsorvem HCO₃ (normalmente é absorvido 100%).
    • Os rins respondem à acidose respiratória aumentando os níveis séricos de HCO 3 através de ↑ secreção de H +
    • Os rins respondem à alcalose respiratória diminuindo o HCO 3 sérico através de ↓ secreção de H + e excreção urinária de HCO 3

Distúrbios relacionados

  • Distúrbios metabólicos: causados principalmente por níveis anormais de HCO 3
    • Acidose metabólica
    • Alcalose metabólica
  • Distúrbios respiratórios: causados principalmente por níveis anormais de CO 2
    • Acidose respiratória
    • Alcalose respiratória

Relevância Clínica

Distúrbios relacionados com os níveis de sódio

  • Hiponatremia: condição definida como Na +< 135 mmol/L. A hiponatremia grave é definida como Na +< 120 mEq/L. A hiponatremia ocorre no caso de diarreia grave (com perdas de Na + e água) e SIADH (aumento da água corporal total). Os sintomas podem estar ausentes, leves ou graves (confusão, convulsões, coma). A hiponatremia aguda grave e o comprometimento neurológico ou hemodinâmico requerem uma suplementação urgente de Na + sérico, melhor realizado com NaCl hipertónico (3%). Se não tratada, as complicações incluem edema cerebral agudo e síndrome de desmielinização osmótica. Em todos os outros casos, é preferida a correção gradual dos níveis de Na +.
  • Hipernatremia: condição definida como Na + sérico> 145 mEq/L. A grande maioria dos casos é crónica, havendo um aumento lento da tonicidade plasmática. Níveis aumentados de Na + são observados na diarreia (hipovolémica) e na diabetes insipidus (euvolémica). São principalmente observadas características neurológicas (letargia, alteração do estado de consciência, irritabilidade e convulsões). A hipernatremia também pode causar cãibras musculares e diminuição dos reflexos tendinosos profundos. O tratamento inicial para hipernatremia hipovolémica grave é solução salina isotónica a 0.9%. Uma vez que o défice de volume tenha sido restaurado, os doentes passam a fazer solução salina hemi-normal (0.45%).

Distúrbios relacionados com os níveis de potássio

  • Hipercalemia: condição definida como K + sérico> 5.2 mEq/L. A hipercalemia grave é observada na insuficiência renal aguda e pode ser catastrófica, pois causa paralisia respiratória, paralisia muscular generalizada e paragem cardíaca. Fármacos como os IECA são uma causa comum de hipercalemia.
  • Hipocalemia: condição definida como K + plasmático< 3.5 mEq/L. As características da hipocalemia incluem fraqueza muscular e fadiga geral. A hiperpolarização afeta a excitabilidade e retarda a repolarização dos músculos cardíacos. Os achados do ECG incluem onda T baixa e presença de onda U. O uso de diuréticos, tireotoxicose e outras condições (síndrome de Liddle, síndrome de Bartter) levam a um baixo K +.

Distúrbios relacionados com os níveis de cloro

  • Fibrose quística: doença hereditária autossómica recessiva das glândulas exócrinas que afeta principalmente os pulmões e o sistema digestivo. A fibrose quística deve-se a um espectro de defeitos no gene regulador da condutância transmembranar da fibrose quística (CFTR, pela sigla em inglês). Uma mutação neste gene leva a uma incapacidade de transportar adequadamente o cloro. Dadas as funções de interligação do cloro com o Na +, há um comprometimento subsequente na absorção de Na + e água. Uma característica típica é a concentração de cloro no suor anormalmente alta (> 60 mEq/L). O muco hiperviscoso é encontrado em outras glândulas.

Distúrbios relacionados com os níveis de cálcio

  • Hipocalcemia: Os níveis de cálcio são regulados pela PTH secretada pela glândula paratiroide. Ocorre hipercalcemia ou hipocalcemia se o corpo não conseguir manter os níveis de Ca²⁺ dentro do intervalo normal. A apresentação de doentes com hipocalcemia pode variar de assintomática a instabilidade hemodinâmica com risco de vida. As condições relacionadas com baixo Ca²⁺ incluem hipoparatiroidismo, DRC e pancreatite aguda.
  • Hipercalcemia: pode ser leve, moderada ou grave. As principais causas incluem hiperparatiroidismo, tireotoxicose e cancro. As características clínicas incluem obstipação, fraqueza, confusão e coma.
  • Osteoporose: doença óssea metabólica progressiva crónica caracterizada por diminuição da densidade óssea e deterioração da força e integridade óssea. A osteoporose é comum em mulheres na pós-menopausa e homens mais velhos e também está associada a muitas condições crónicas.

Distúrbios relacionados com os níveis de magnésio

  • Alcoolismo: doença crónica (> 12 meses), padrão problemático de consumo de álcool que causa sofrimento significativo. A hipomagnesemia é a alteração eletrolítica mais comum no alcoolismo (diminuição da ingestão, aumento das perdas renais e diarreia).

Distúrbios relacionados com os níveis de fosfato

  • Hiperparatiroidismo: condição resultante de níveis elevados de PTH. A causa mais comum é um adenoma de paratiroide, e outras causas incluem hiperplasia ou carcinomas. As características de apresentação do hiperparatireoidismo incluem sintomas inespecíficos (fadiga, obstipação), dor abdominal, cálculos renais, dor óssea e sintomas neuropsiquiátricos.
  • Hipoparatiroidismo: diminuição da secreção ou atividade da PTH. A causa mais comum de hipoparatiroidismo é a remoção iatrogénica das glândulas paratiroides durante as cirurgias da tiroide. Outras causas incluem condições autoimunes, ausência congénita das glândulas paratiroides ou défice na deteção de Ca²⁺. As características incluem formigueiros e dormência perioral, cãibras musculares, tetania, espasmos carpopedais e convulsões.

Distúrbios relacionados com os níveis de bicarbonato

  • Acidose tubular renal (RTA, pela sigla em inglês) II: condição caracterizada por comprometimento do mecanismo de acidificação tubular proximal nos rins causado pela redução da reabsorção de HCO 3 nos túbulos proximais. A acidose tubular renal II é observada no mieloma múltiplo, onde as cadeias leves excretadas produzem disfunção tubular proximal.

Referências

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