Il mantenimento del bilancio del K + è essenziale per molte funzioni cellulari. Il 98 % dei mEq di K +, che rappresentano il K corporeo totale di una persona adulta è nel compartimento intracellulare. La differenze di concentrazione tra il Na + ed il K + sui due lati della membrana plasmatica sono mantenute dalla pompa NA-K ATPasica. L’attività della pompa determina una concentrazione di K + intracellulare pari a 140 mEq/l ed una concentrazione di K + extracellulare pari a 4-5 mEq/l. LE ALTERAZIONI DEL BILANCIO DEL POTASSIO ( K + )

La differenza di concentrazione del K + sui due lati della membrana plasmatica è il principale determinante del potenziale di riposo della cellula. Il potenziale di riposo della cellula (circa –86 mV), con l’interno carico negativamente rispetto all’esterno, è generato dal movimento del K + dall’interno all’esterno della cellula. Tale movimento non è seguito da anioni (proteine e fosfati) perché la membrana plasmatica è a loro impermeabile. Tale movimento non è inoltre pareggiato dal movimento in senso inverso del Na + perché la permeabilità della membrana plasmatica al sodio è circa 100 volte inferiore. LE ALTERZIONI DEL BILANCIO DEL POTASSIO (K + )

Dal potenziale di riposo dipende la soglia alla quale si sviluppa il potenziale d’azione che è indispensabile per la funzione nervosa e per quella muscolare. Allorchè alla placca neuro-muscolare si libera acetilcolina, aumenta la permeabilità della membrana plasmatica al sodio e questa modificazione ha tre importanti conseguenze: Il Na + diffonde dentro la cellule lungo il suo gradiente di concentrazione. Il potenziale di membrana si riduce (da –86 mV verso gli 0 mV). Aumenta la fuoriuscita di K + lungo un gradiente di concentrazione non più ostacolata dal gradiente elettrico. LE ALTERZIONI DEL BILANCIO DEL POTASSIO (K + )

Il potenziale soglia è quel grado di riduzione del potenziale di membrana al quale scatta un ulteriore incremento della permeabilità della membrana plasmatica al Na + cosicchè l’interno della cellula diviene carico positivamente rispetto all’esterno. Questo meccanismo è responsabile della trasmissione dell’impulso nervoso tra neuroni adiacenti e della contrazione muscolare. La depolarizzazione è seguita da una fase di ripolarizazzione che è caratterizzata dalla normalizzazione della permeabilità della membrana plasmatica al Na + e da un incremento di quella per il K +. In questa fase il K + esce dalle cellule lungo gradiente di concentrazione ed elettrico rigenerando insieme alla estrusione del Na + per effetto della pompa il potenziale di riposo. LE ALTERZIONI DEL BILANCIO DEL POTASSIO (K + )

La distribuzione del K + tra i due lati della membrana plasmatica dipende, in primo luogo, dall’attività della pompa Na + - K + ATPasica ma anche da: pH del liquido extracellulare insulina catecolamine concentrazione del potassio nel compartimento extracellulare. Il fattore principale nella regolazione della concentrazione extracellulare del K + e l’escrezione urinaria di K +. L’evento principale nella escrezione urinaria di K + è la secrezione di K + da parte delle cellule dell’epitelio del dotto collettore. Tale secrezione rappresenta un movimento passivo che dipende da: i livelli circolanti di aldosterone, la concentrazione del potassio del plasma, il flusso di preurina al tubulo distale, l’elettronegatività del lume tubulare (che è garantita dal riassorbimento del Na + ). LE ALTERZIONI DEL BILANCIO DEL POTASSIO (K + )

Per ipopotassiemia o ipokaliemia si intende una concentrazione serica di potassio < 3.5 mEq/l. E’ quasi sempre indicativa di un deficit di K + perché è necessario perdere circa mEq di K + per far scendere la potassiemia da 4 a 3 mEq/l. Ma un ipopotassiemia può essere legata anche esclusivamente ad un incremento del passaggio di K + dentro le cellule (incremento del PH extracellulare, ipersecrezione di insulina). I meccanismi fisiopatologici attraverso cui si può stabilire un’ipopotassiemia comprendono: una ridotta assunzione (eventualità rara), un incremento dell’ingresso del K + nelle cellule, un incremento delle perdite gastrointestinali, un incremento delle perdite urinarie, altre cause. IPOPOTASSIEMIA

Incremento dell’ingresso di K+ nelle cellule: Stati di alcalosi (o incremento del pH ematico), Aumentata disponibilità di insulina (attenzione nel trattamento della iperglicemia grave), Incremento del tono  -adrenergico (stress, ischemia cardiaca, delirium tremens, somministrazione di farmaci  -adrenergici, trauma cranico, overdose di teofillina), Paralisi periodica (variante ipokaliemica su base genetica o acquisita), Fasi immediatamente successive all’avvio del trattamento di un’anemia megaloblastica Pseudoipokaliemia (leucosi mieloide acuta) IPOPOTASSIEMIA

Ipokaliemia ed alcalosi metabolica riconoscono cause comuni che determinano perdita sia di K+ che di H+: vomito, iperaldosteronismo, diuretici. L’ipokaliemia contribuisce a mantenere l’ alcalosi metabolica perchè: i K + che escono dalle cellule sono rimpiazzati dagli H +, l’acidosi intracellulare che ne consegue aumenta la secrezione di H + nel tubulo renale, per ogni H + secreto a livello del tubulo renale viene risparmiato un HCO3-, IPOPOTASSIEMIA Basi fisiopatologiche dell’associazione tra ipokaliemia ed alcalosi metabolica

Incremento dell’escrezione gastrointestinale di K+ : Vomito, Diarrea (colera, adenoma villoso del colon, abuso di lassativi) Incremento dell’escrezione urinaria di K+ : Diuretici dell’ansa o diuretici tiazidici, Aumentata disponibilità di aldosterone o di altri mineralcorticoidi Altre cause (anione non riassorbibile, nefropatie tubulo-intestiziali od ostruttive). IPOPOTASSIEMIA

Ghiandola surrenale IPOPOTASSIEMIA

Ghiandola surrenale IPOPOTASSIEMIA

Cause di aumentata disponibilità di mineralcorticoidi: Adenoma o iperplasia della corticale surrenale Morbo di Cushing (cortisolo, desossicorticosterone, corticosterone) Iperplasia congenita della corticale surrenale da deficit di enzimi fondamentali per la secrezione di glucocorticoidi Iperreninemia Stenosi dell’arteria renale Tumori secernenti renina Sindrome di Bartter Ingestione cronica di liquirizia IPOPOTASSIEMIA

Cause di aumentata disponibilità di mineralcorticoidi IPOPOTASSIEMIA

Patways di sintesi degli ormoni steroidei

Conseguenze fisiopatologiche di aumentata disponibilità di mineralcorticoidi: Ipopotassiemia Alcalosi metabolica Ipertensione arteriosa (tranne che nella sindrome di Bartter) Non edema (fenomeno dell’escape dall’eccesso di mineralcorticoidi) Ridotta attività reninica plasmatica (tranne che nella sindrome di Bartter, nell’ipertensione nefro-vascolare e nei tumori secernenti renina) IPOPOTASSIEMIA

CARATTERISTICHE FISIOPATOLOGICHE DELLA SINDROME DI BARTTER Ridotto riassorbimento di NACl nell’ansa di Henle Aumento del delivery di preurina al tubulo distale Stimolazione del sistema renina-angiotensina- aldosterone Ipopotassiemia ed alcalosi metabolica Non ipertensione arteriosa Aumentato rilascio a livello renale di PGE2 e PGI2 Riduzione della volemia Ipomagnesemia

Infusione di penicilline per via endovenosa ad alte dosi: Carbenecillina (dose tra 26 e 36 grammi ciascun grammo contenente 4.7 mEq di Na + ). Amfotericina Deficit di magnesio ed ipomagnesemia Poliuria Eccessiva sudorazione IPOPOTASSIEMIA

Sintomi muscolari (evidenti quando la potassiemia < 2.5 mEq/l) Debolezza muscolare Paralisi Crampi muscolari Stipsi (ileo paralitico) Rabdomiolisi Segni EGCrafici (evidenti quando la potassiemia < 2.5 mEq/l) Allungamento della fase di ripolarizzazione ventricolare (depressione del tratto ST con riduzione del voltaggio o inversione dell’onda T) Accentuazione dell’onda U Aumento in ampiezza dell’onda P Aumento della durata del complesso QRS Aritmie cardiache Bradicardia sinusale Extrasistolia sopraventricolare o ventricolare Tachicardia parossistica sopraventricolare o ventricolare Blocco atrio-ventricolare Fibrillazione ventricolare Morte improvvisa Disfunzione renale Ritenzione renale di potassio Poliuria Aumentata produzione renale di ammonio Aumentato riassorbimento tubulare di bicarbonato Ipopotassiemia Sintomatologia clinica

Dati anamnestici Vomito, diarrea Uso di diuretici Consumo di liquirizia Paralisi periodica Escrezione urinaria di potassio Se < mEq/24 ore perdite extrarenali Se > mEq/24 ore perdite renali (uso improprio e non dichiarato di diuretici) L’ipovolemia e la poliuria sconsigliano l’uso di campioni urine spot. Alterazioni dell’equilibrio acido-base Se alcalosi metabolica (uso di diuretici, eccesso di mineralcorticoidi) Se acidosi metabolica (insufficienza renale con una salt-wasting syndrome) Alterazioni dell’escrezione urinaria di Na e Cl Se sodiuria < 20 mEq/24 ore ipovolemia (vomito, diarrea, pregresso uso di diuretici) Se sodiuria > 20 mEq/24 ore (eccesso di mineralcorticoidi o sindrome di Bartter o uso di diuretici non dichiarato e ancora in atto) Valori di pressione arteriosa Se alti (eccesso di mineralcorticoidi, ipertensione nefro-vascolare, tumore secernente renina) Se normali (sindrome di Bartter) Se bassi (ipovolemia da vomito e/o diarrea o da uso di diuretici). Ipopotassiemia Diagnosi

Ipopotassiemia Alterazioni elettrocardiografiche

DIAGNOSI DI ECCESSO DI MINERALCORTICOIDI Ipopotassiemia Escrezione urinaria di K+ Meno di 30 mEq/die Più di 30 mEq/die Perdite gastro-intestinali di K+ Attività reninica plasmatica Bassa Aldosterone plasmatico Alto Alta Iperaldosteronismo primitivo Ipertensione nefro-vascolare Sindrome di Bartter Tumore secernente renina Basso Eccesso di liquirizia Altri mineralcorticoidi endogeni