Introduzione
Gli elettroliti sono essenziali per il funzionamento di base della vita, come mantenere la neutralità elettrica nelle cellule, generare e condurre potenziali d’azione nei nervi e nei muscoli. Sodio, potassio e cloruro sono gli elettroliti più importanti insieme a magnesio, calcio, fosfato e bicarbonati. Gli elettroliti provengono dal nostro cibo e dai fluidi.
Questi elettroliti possono avere uno squilibrio, portando a livelli alti o bassi. Livelli alti o bassi di elettroliti disturbano le normali funzioni corporee e possono portare anche a complicazioni pericolose per la vita. Questo articolo esamina la fisiologia di base degli elettroliti e le loro anomalie, e le conseguenze dello squilibrio elettrolitico.
Sodio
Il sodio, che è un anione osmoticamente attivo, è uno degli elettroliti più importanti nel liquido extracellulare. È responsabile del mantenimento del volume del fluido extracellulare e anche della regolazione del potenziale di membrana delle cellule. Il sodio viene scambiato insieme al potassio attraverso le membrane cellulari come parte del trasporto attivo.
La regolazione del sodio avviene nei reni. Il tubulo prossimale è dove avviene la maggior parte del riassorbimento del sodio. Nel tubulo convoluto distale, il sodio subisce il riassorbimento. Il trasporto del sodio avviene tramite i simpatizzanti del sodio-cloruro, cioè tramite l’azione dell’ormone aldosterone.
Tra i disturbi elettrolitici, l’iponatremia è il più frequente. La diagnosi avviene quando il livello di sodio sierico è inferiore a 135 mmol/L. L’iponatriemia ha manifestazioni neurologiche. I pazienti possono presentare mal di testa, confusione, nausea, deliri. L’ipernatremia si presenta quando il livello di sodio nel siero è superiore a 145 mmol/L. I sintomi dell’ipernatremia includono tachipnea, difficoltà a dormire e sensazione di irrequietezza. Le correzioni rapide del sodio possono avere conseguenze gravi come l’edema cerebrale e la sindrome da demielinizzazione osmotica.
Potassio
Il potassio è principalmente uno ione intracellulare. La pompa adenosina trifosfatasi sodio-potassio ha la responsabilità principale di regolare l’omeostasi tra sodio e potassio, che pompa fuori il sodio in cambio del potassio, che si sposta nelle cellule. Nei reni, la filtrazione del potassio avviene nel glomerulo. Il riassorbimento del potassio avviene nel tubulo convoluto prossimale e nell’ansa ascendente spessa di Henle. La secrezione di potassio avviene nel tubulo convoluto distale. L’aldosterone aumenta la secrezione di potassio. I canali del potassio e i cotrasportatori potassio-cloruro sulla membrana apicale secernono anche potassio.
I disturbi del potassio sono legati alle aritmie cardiache. L’ipokaliemia si verifica quando i livelli di potassio sierico sotto 3,6 mmol/L – debolezza, affaticamento e contrazioni muscolari presenti in ipokaliemia. L’iperkaliemia si verifica quando i livelli di potassio sierico sopra 5,5 mmol/L, che può provocare aritmie. Crampi muscolari, debolezza muscolare, rabdomiolisi, mioglobinuria sono segni e sintomi presenti nell’iperkaliemia.
Calcio
Il calcio ha un ruolo fisiologico significativo nel corpo. È coinvolto nella mineralizzazione dello scheletro, nella contrazione dei muscoli, nella trasmissione dell’impulso nervoso, nella coagulazione del sangue e nella secrezione degli ormoni. La dieta è la fonte predominante di calcio. È presente soprattutto nel fluido extracellulare. L’assorbimento del calcio nell’intestino è principalmente sotto il controllo della forma ormonalmente attiva della vitamina D, che è la 1,25-diidrossi vitamina D3. L’ormone paratiroideo regola anche la secrezione di calcio nel tubulo distale dei reni. La calcitonina agisce sulle cellule ossee per aumentare i livelli di calcio nel sangue.
La diagnosi di ipocalcemia richiede il controllo del livello di albumina nel siero per correggere il calcio totale, e la diagnosi avviene quando i livelli di calcio totale nel siero corretti sono inferiori a 8,8 mg/dl, come nella carenza di vitamina D o nell’ipoparatiroidismo. Il controllo dei livelli sierici di calcio è un test raccomandato nei pazienti sottoposti a tiroidectomia. Si parla di ipercalcemia quando i livelli sierici corretti di calcio totale superano i 10,7 mg/dl, come nell’iperparatiroidismo primario. L’ipercalcemia umorale si presenta nella malignità, principalmente a causa della secrezione di PTHrP.
Bicarbonato
Lo stato acido-base del sangue determina i livelli di bicarbonato. I reni regolano prevalentemente la concentrazione di bicarbonato e sono responsabili del mantenimento dell’equilibrio acido-base. I reni riassorbono il bicarbonato filtrato e generano anche nuovo bicarbonato attraverso l’escrezione netta di acido, che avviene attraverso l’escrezione di acido titolabile e ammoniaca. La diarrea di solito provoca una perdita di bicarbonato, causando così uno squilibrio nella regolazione acido-base.
Magnesio
Il magnesio è un catione intracellulare. Il magnesio è principalmente coinvolto nel metabolismo dell’ATP, nella contrazione e nel rilassamento dei muscoli, nel corretto funzionamento neurologico e nel rilascio dei neurotrasmettitori. Quando il muscolo si contrae, la ricaptazione del calcio da parte dell’ATPasi attivata dal calcio del reticolo sarcoplasmatico avviene grazie al magnesio. L’ipomagnesiemia si verifica quando i livelli di magnesio nel siero sono inferiori a 1,46 mg/dl. Può presentarsi con disordine da uso di alcol e perdite gastrointestinali e renali-aritmie ventricolari, che includono torsades de pointes visto in ipomagnesiemia.
Cloruro
Il cloruro è un anione che si trova prevalentemente nel liquido extracellulare. I reni regolano prevalentemente i livelli di cloruro nel siero. La maggior parte del cloruro, che viene filtrato dal glomerulo, viene riassorbito dai tubuli prossimali e distali (principalmente dal tubulo prossimale) tramite trasporto attivo e passivo.
L’ipercloremia può verificarsi a causa della perdita gastrointestinale di bicarbonato. L’ipocloremia si presenta con perdite gastrointestinali come il vomito o un eccesso di acqua come l’insufficienza cardiaca congestizia.
Fosforo
Il fosforo è un catione del fluido extracellulare. L’85% del fosforo totale del corpo si trova nelle ossa e nei denti sotto forma di idrossiapatite; i tessuti molli contengono il restante 15%. Il fosfato gioca un ruolo cruciale nei percorsi metabolici. È un componente di molti intermedi metabolici e, soprattutto, dell’adenosina trifosfato (ATP) e dei nucleotidi. Il fosfato è regolato contemporaneamente al calcio dalla vitamina D3, dal PTH e dalla calcitonina. I reni sono la via principale di escrezione del fosforo.
Lo squilibrio del fosforo può risultare a causa di tre processi: assunzione con la dieta, disturbi gastrointestinali ed escrezione da parte dei reni.