Dr. César Aravena
Dr. Jalil
Septiembre, 2001
  
INTRODUCCIÓN

La hipokalemia es frecuentemente encontrada en medicina clínica y se estima su prevalencia en aproximadamente un 20 % de los pacientes admitidos a un servicio de medicina interna general.( 1 )
El potasio corporal total es de 3500 mmoles, 98 % del total es intracelular y se encuentra fundamentalmente en el músculo esquelético y en menor grado en el hígado y el restante 2 % (alrededor de 70 mmoles) se encuentra en el líquido extracelular. Dos sistemas ayudan a la mantención de la homeostasis del potasio, el primero regula la excreción y el segundo regula el intercambio entre el compartimiento intracelular y el extracelular (2)


DEFINICIÓN

Se define como hipokalemia a una concentración plasmática de potasio menor de 3.6 mEq/L. Es importante distinguir este concepto del de déficit de potasio, que es el estado resultante de un balance negativo de potasio persistente que se produce cuando la excreción de potasio excede a la ingesta. Debido a los mecanismos homeostáticos internos un paciente puede tener un severo déficit de potasio sin manifestaciones de hipokalemia, como ocurre por ejemplo en la cetoacidosis diabética en que la perdidas de potasio urinario están muy aumentadas, pero sin embargo como resultado del déficit de insulina  hay una salida del potasio intracelular al compartimiento intravascular. Esto puede estar dado por dos mecanismos, el primero es que al bajar la insulina hay menor entrada de potasio al liquido intracelular y el segundo sería que al aumentar la glicemia en el plasma se transforma en un osmol efectivo, por lo que sale agua del liquido intracelular y esto arrastra potasio.


MECANISMOS FISIOLÓGICOS DE LA REGULACIÓN DEL POTASIO

Balance interno del potasio

La concentración de potasio del liquido extracelular es de alrededor de 4   mEq/L, mientras que la intracelular es de 150  mEq/L. Debido a esta desigual distribución del potasio entre ambos compartimientos,  cambios relativamente pequeños producirán grandes cambios en la concentración plasmática de potasio. Además de este gradiente químico existe una diferencia de potencial eléctrico entre el intra y el extracelular, generando un gradiente eléctrico  que favorece la permanencia del potasio en el intracelular. A diferencia de la excreción renal  de potasio, que ocurre dentro de varias horas el intercambio entre potasio intra y extracelular es extremadamente rápido y ocurre dentro de minutos regulado por la bomba NaK-ATPasa en la membrana celular (4).

Existen dos factores fisiológicos mayores que estimulan la transferencia de potasio del extracelular al intracelular:

1.La insulina:  promueve la entrada de potasio al músculo esquelético y a los hepatocitos; y lo haría aparentemente incrementando la actividad de la NaK-ATPasa, este efecto  se nota con mayor facilidad después de la administración de insulina a pacientes con cetoacidosis diabética o síndrome hiperosmolar no cetoacidótico (6).

Por el mismo mecanismo en un paciente no diabético, al cual se le administra una carga importante de carbohidratos, puede producírsele una hipokalemia. Este mecanismo es de especial importancia, para entender la hipokalemia severa que se produce en aquellos pacientes que tenían previamente una hipokalemia leve y  a los cuales se les corrige con cloruro de potasio en una solución de dextrosa.


2.Las catecolaminas: la estimulación de los receptores beta 2 promueve el movimiento de potasio al intracelular por dos mecanismos. la estimulación de la NaK-ATPasa y promoviendo la liberación pancreática de insulina (7).

Algunos estudios han mostrado que en la caída de la concentración del potasio puede ser de hasta 0.5 a 0.6 mEq/L lo cual puede ser un problema particularmente importante en aquellos pacientes que tienen una hipokalemia preexistente inducida por diuréticos  en cuyo caso el efecto de la epinefrina producido por estrés podría reducir la concentración plasmática de potasio  bajo 2.8 mEq/L (8)

Además, en los trastornos del pH extracelular en la alcalosis respiratoria o metabólica hay salida de hidrogeniones al extracelular y para mantener  la electro neutralidad se requiere entrada de potasio al intracelular. En general este efecto es relativamente pequeño y la kalemia cae menos de 0.4 mEq/L. por cada 0.1 unidades de elevación del pH (5). Aunque el efecto directo de la alcalemia es relativamente pequeño la hipokalemia es un hallazgo muy común en pacientes con alcalosis metabólica, y esto se debería mas bien al desorden subyacente (diuréticos, vómitos, hiperaldosteronismo), que causa pérdida de hidrogeniones y potasio

Balance externo del potasio

El potasio ingerido en la dieta excede grandemente los requerimientos del organismo (40 a 120mEq por día), y normalmente los riñones excretan el 90 a 95% del potasio de la dieta y el restante es excretado por el intestino. El riñón es capaz de bajar la excreción de potasio a un mínimo de 5 a 25 mEq por día en la presencia de déficit de potasio corporal total (3).

Excreción renal

El potasio plasmático es filtrado libremente a través del capilar glomerular hacia al túbulo proximal. Posteriormente es reabsorbido completamente por túbulo proximal y el asa Henle. En el túbulo distal y colector el potasio es secretado al lumen tubular.

Existen cinco factores fisiológicos mayores que estimulan la secreción distal de potasio en la célula principal del túbulo colector:

1.Aldosterona: incrementa directamente la actividad de la NaK-ATPasa en las células del túbulo colector estimulando la secreción de potasio al lumen tubular; abre canales para sodio en la membrana luminal y abre canales de potasio en la membrana luminal
2.Alta carga distal de sodio
3.Flujo urinario elevado
4.Alta concentración de potasio en la célula tubular.
5.Alcalosis metabólica

Excreción intestinal

El intestino delgado y el colon excretan potasio estimulados por la aldosterona. En individuos normales la excreción intestinal de potasio juega un rol menor en la homeostasis, pero es significativo en aquellos con pérdidas intestinales acentuadas.


MANIFESTACIONES CLINICAS

Cardiovasculares

La hipokalemia aumenta el riesgo de arritmias ventriculares en pacientes con enfermedad coronaria o en pacientes que toman digoxina. Puede producir alteraciones electrocardiográficas incluyendo aplanamiento de la onda T y de la onda U.

Músculo esqueléticas

La hipokalemia severa se asocia con grados variables de debilidad muscular, llegando en casos extremos a la parálisis.

Gastrointestinal

Puede provocar íleo por la disminución de la motilidad del músculo liso del intestino

Nefrológicas

La hipokalemia severa puede interferir con el mecanismo de concentración urinaria en el nefrón distal, provocando una diabetes insípida nefrogénica y baja la velocidad de filtración glomerular por vasoconstricción

EXAMENES DE LABORATORIO PARA EL DIAGNOSTICO DIFERENCIAL DE LA HIPOKALEMIA:

Fracción excretada de potasio : FEK  = Uk x PCR   
                                                                     UCR x PK
 
La FEk es el porcentaje de potasio filtrado hacia el túbulo proximal que aparece en la orina y representa el clearance de potasio corregido por la tasa de filtración glomerular. Para un individuo con función renal normal y una ingesta de potasio promedio la FEk es aproximadamente 10 %. Cuando la hipokalemia es debida a causas extrarrenales el riñón conserva potasio y la FEk es baja. Si no se dispone de clearance de creatinina en pacientes hipokalémicos con potasio urinario mayor de 20 mEq/L sugiere una etiología renal.

Hay varios factores que limitan la utilidad de FEk:

-FEk aumenta cuando aumenta la ingesta de potasio por la dieta  y disminuye cuando la ingesta de potasio disminuye
-En pacientes con IRC hay un incremento adaptativo  en la FEk

Esto hace difícil la interpretación de los valores normales ya que estos pueden variar sustancialmente en un individuo, pero ayudan en una aproximación diagnóstica

Clínicamente es útil la distinción entre hipokalemia con y sin hipertensión. Cuando la hipokalemia se asocia con hipertensión la medición de renina y aldosterona plasmática pueden ser útiles en el diagnostico diferencial, y los mecanismos por los cuales producirían hipokalemia serian:

1. la aldosterona estimula la reabsorción de sodio y de potasio en el túbulo colector

2. Los glucocorticoides en altas concentraciones se unen a los receptores de mineralocorticoides e imitan su acción fisiológica.

TRATAMIENTO

La mayoría de las veces la hipokalemia es el resultado de perdidas gastrointestinales o urinarias de potasio, por lo que administrarse potasio exógeno para recuperar estas perdidas, con la excepción de las pérdidas provocadas por diuréticos en que podría considerarse el cambio a un diurético ahorrador de potasio.

La estimación del déficit de potasio debido a pérdidas puede ser solo aproximado, ya que no hay una estricta correlación entre el nivel de potasio plasmático y el déficit de potasio.

En general una perdida de 200 a 400meq produce una baja de 4meq/l a 3meq/l en el nivel plasmático. Una pérdida adicional similar lo puede bajar a 2meq/l, pero una perdida continua mayor de potasio no producirá mayores cambios debido al desplazamiento entre los compartimientos intra y extracelular.

La sal adecuada a administrar en general es el cloruro de potasio, que presenta dos grandes ventajas con respecto a otras sales como el bicarbonato de potasio. La primera es porque el bicarbonato tiende a entrar rápidamente a las células y para mantener la electroneutralidad el potasio se desplaza también al intracelular, en este sentido el cloruro tiende a permanecer en el intravascular y por lo tanto por el mismo principio de la electroneutralidad elevara más rápida y sostenidamente los niveles de potasio plasmático. La segunda razón es que la mayoría de los pacientes con hipokalemia presentan también alcalosis metabólica, en estos pacientes el anión que acompaña al potasio puede actuar como anión no reabsorbible y de esta manera para mantener la electroneutralidad obligar a la excreción de hidrogeniones y potasio.

Administración oral: En general se prefiere la administración como formas cristalinas como sustituto de la sal porque tienen una mejor tolerancia. Las preparaciones de liberación retardada pueden provocar en raros casos lesiones ulcerativas o estenóticas de la mucosa debido a acumulación local de altas concentraciones de potasio.

También se pueden usar diuréticos ahorradores de potasio como el amiloride la espironolactona o el triamterene sobre todo en pacientes que presentan un hiperaldosteronismo primario o secundario.

Administración intravenosa: Se reserva para aquellos pacientes que tienen una hipokalemia severa. Si se administra por vía periférica se recomienda una concentración de 20 a 40meq por litro ya que concentraciones mayores pueden producir dolor local y esclerosis. Se prefiere usar una solución salina mas que una de dextrosa ya que la reposición de potasio en esta ultima podría llevar a un agravamiento de la hipokalemia particularmente en aquellas preparaciones con solo 20meq/l.

La dosis maxima de infusión intravenosa debe ser de 10 a 20meq/h, aunque en el caso de pacientes con arritmias severas o parálisis diafragmática se puede administrar hasta 40-100meq/h hasta el cese de los síntomas y luego se debe volver a una infusión más lenta aunque la hipokalemia persista.


HIPOKALEMIA CON PRESION ARTERIAL NORMAL:
A continuación se hará un breve resumen de los cinco tipos de hipokalemia con presión arterial normal, que corresponden a aquellas de causa renal.


ACIDOSIS TUBULAR RENAL DISTAL (TIPO I)
Es un síndrome de acidosis metabólica hiperclorémica e hipokalemia caracterizado por una incapacidad para acidificar apropiadamente la orina y excretar cantidades normales de acidez titulable y amonio a pesar de la acidemia metabólica sistémica.

Fisiopatología

En el nefrón distal específicamente en el túbulo colector cortical y medular la secreción de hidrogeniones baja el pH luminal a 4.5–5.5, aproximadamente 2 o 3 unidades de pH bajo el nivel de la sangre. Mediante la acidificación del fluido luminal el buffer filtrado es titulado. En condiciones normales el bicarbonato generado como resultado de la secreción de hidrogeniones es igual al bicarbonato consumido por la titulación del ácido producidos por la dieta y el metabolismo.

La secreción de hidrogeniones en el nefrón distal puede ser afectada por una anormalidad en la protón ATPasa translocante de la membrana luminal o el intercambiador bicarbonato cloro en la membrana basolateral. Además, un incremento en la permeabilidad de los hidrogeniones a la membrana luminal podría permitir un flujo inverso del hidrogenión y evitar la reducción en el pH luminal. Como ocurre en la administración de anfotericina.

Presentación clínica

Se presenta con síntomas relacionados a la acidemia como son el retardo del crecimiento y desnutrición; hipokalemia, poliuria, nicturia, polidipsia, enuresis, debilidad muscular, hipocitraturia, nefrocalcinosis y nefrolitiasis son comunes.

El diagnóstico se hace con un pH urinario mayor de 5.5 y una acidez titulable baja, en pacientes con acidosis metabólica hipercloremica.

Tratamiento: la terapia clásica es más simple que la de la forma proximal. En adultos sólo se necesita 1 a 3mEq/Kg/dia de álcalis para mejorar la función de acidificación del riñón y reemplazar el bicarbonato endógeno utilizado para titular los ácidos derivados de la dieta y el metabolismo

ACIDOSIS TUBULAR RENAL (TIPO II)

La RTA tipo II es un síndrome de acidosis metabólica hiperclorémica con hipokalemia.

Fisiopatología

Normalmente el 80 al 90 % del bicarbonato filtrado es reabsorbido en el túbulo contorneado proximal. La absorción de sodio acoplado con la secreción de hidrógeno al lumen tubular es favorecida por la gradiente de concentración de sodio lumen-célula. La baja concentración de sodio intracelular es mantenida por la NaKATPasa basolateral. En el lumen el ácido carbónico formado por la combinación del hidrogenión secretado y el bicarbonato filtrado, es disociado por la isoenzima luminal de la anhidrasa carbónica para liberar CO2. El CO2 difunde desde el lumen al intracelular uniéndose con ion hidroxilo formando bicarbonato, favorecido por la isoenzima intracelular de la anhidrasa carbónica. El hidrogenión recicla  mientras que el bicarbonato formado sale al intravascular por un mecanismo acoplado con sodio (12)

Hay cuatro mecanismos por los cuales se produce un problema en el proceso de acidificación proximal, que lleva a un trastorno de la reabsorción proximal de bicarbonato: 1.una anormalidad Na H antiportador, 2. una anormalidad en el cotransportador Na bicarbonato o alteraciones en la anhidrasa carbónica 3 ó 4

Mas comúnmente hay una anormalidad en el mecanismo por el cual se mantiene la concentración de sodio intracelular baja. Lo que lleva a una disminución de la reabsorción de todos los solutos que dependen de la concentración intracelular baja de sodio ( glucosa, aminoácidos, fosfato y ácido úrico).

Las perdidas de potasio que ocurren en la RTA proximal se deben a un aumento en la entrega de bicarbonato de sodio al nefrón distal

Presentación clinica

Los principales síntomas asociados con la RTA tipo 2 son aquellos atribuidos a la acidemia per se : retardo del crecimiento , desnutrición, hipokalemia, poliuria , nicturia, polidipsia, enuresis, debilidad muscular, osteomalacia. Estos pacientes no presentan nefrocalcinosis ni nefrolitiasis.

Las causas de RTA tipo II en niños corresponden habitualmente a problemas genéticos y en adultos trastornos adquiridos, así como mieloma, exposición a metales pesados, administración de inhibidores de la anhidrasa carbónica.

Tratamiento

Consiste en el tratamiento de la causa, uso de bicarbonato en altas dosis, a menudo mayor de 15 mEq/K/dia, suplementación de potasio y suplementación de vitamina D y fosfato sin son necesarios


SINDROME DE BARTTER

En 1962 Bartter y colaboradores describieron a dos pacientes con alcalosis metabólica hiperkalémica y con un hiperaldosteronismo hiperreninémico y presión arterial normal (9). De ahí en adelante se han descrito una serie de desórdenes estrechamente relacionados de carácter familiar y que cursan con alcalosis metabólica hipoclorémica, hipokalemia, hipercalciuria y frecuentemente nefrocalcinosis a pesar de niveles de calcio normales y ocasionalmente falla renal, y que clínicamente se conocen como síndrome de Bartter.

La reciente caracterización biomolecular a permitido ordenar la confusión relacionada a este síndrome genéticamente heterogéneo, que puede ser causado por la mutación de tres genes diferentes que codifican transportadores para el segmento grueso ascendente del asa de Henle (NKCC2,ROMK y CLCNKB).

Etiopatogenia

El síndrome de Bartter es un desorden heterogéneo autosómico recesivo con al menos tres diferentes defectos en las proteínas transportadoras localizadas en el segmento grueso ascendente del asa de Henle.
El síndrome de Bartter tipo I que es un defecto en el cotransportador bumetanida-sensitivo Na-K-2Cl ( NKCC2).
El síndrome de Bartter tipo II producido por un defecto en el ROMK.
El síndrome de Bartter tipo III producido por un defecto en el canal renal de cloruro CLCNKB.

La fisiopatología producida por el defecto en cualquiera de estos transportadores se piensa que inicia la siguiente secuencia, que en la mayoría de los casos  es similar a la que se produce por ingestión crónica de diuréticos de asa o tiazídicos (10). La pérdida inicial de sal produce depleción moderada de volumen, lo que lleva a una activación del eje renina-angiotensina-aldosterona. La combinación de hiperaldosteronismo e incremento del flujo distal aumenta la secreción de potasio e hidrógeno en el túbulo colector conduciendo a hipokalemia y alcalosis metabólica.

Presentación clínica

En la mayoría de los casos el síndrome Bartter se presenta a final del embarazo o en los neonatos siendo hallazgos comunes el polihidroamnios y el parto prematuro, la poliuria y la polidipsia están siempre presentes. Existe retardo en el crecimiento, deshidratación bajos niveles de presión sanguínea, debilidad muscular, convulsiones, tetania, parestesias y dolor articular por condrocalcinosis. Nefrocalcinosis y falla renal también pueden ocurrir. Algunas investigaciones clínicas muestran mala respuesta a la acción vasoconstrictora de la angiotensina 2 y la norepinefrina ,pérdida renal de sal y metabolismo de la prostaglandina alterado con una excreción urinaria de prostaglandina E elevada de ahí recibe el nombre de síndrome de hiperprostaglandina E. No siempre las alteraciones genotípicas se correlacionan bien  con las alteraciones fenotípicas (1).

Tratamiento

Se requiere suplementación con potasio, espironolactona y AINE, y los inhibidores de enzima convertidora han dado resultado administrados juntamente con suplemento de potasio.


SINDROME DE GITELMAN

Es un síndrome de curso mas benigno comparado con el síndrome de Bartter , usualmente diagnosticado en los adultos. Fue descrito por primera vez en 1966 por Gitelman y colaboradores. La mayoría de los casos son descubiertos casualmente y a diferencia del síndrome de Bartter son sujetos hipocalciúricos e hipomagnesémicos.

Etiopatogenia

Es un síndrome genéticamente homogéneo, autosómico recesivo aunque se han descrito algunas formas autosómicas dominantes (11), resultante de la mutación del gen SLC12A3 que codifica para el cotransportador Na-Cl tiazida sensitivo en el túbulo distal.

Presentación clínica

Clínicamente se caracteriza por alcalosis metabólica hipokalémica, hipocalciuria, hipomagnesemia sin signos de depleción de volumen; la poliuria y la polidipsia no están presentes en este síndrome. También se ha descrito artritis debido a condrocalcinosis. Los niveles de prostaglandina E2 urinaria son normales. Es muy importante recalcar que la severidad de los síntomas no se relaciona con el patrón genotípico y que tampoco hay una correlación con los hallazgos de laboratorio en estos pacientes.(12)
El diagnóstico diferencial debe realizarse con abuso de diuréticos o laxantes y pacientes con síndrome emético crónico

Tratamiento

El tratamiento habitual consiste en suplementación de potasio más espironolactona. Los AINE no son útiles.
 

HIPOMAGNESEMIA

La hipomagnesemia es una entidad clínica común que ocurre en alrededor del 12% de los pacientes hospitalizados y hasta en un 65% de los pacientes hospitalizados en UCI.(15)

Etiopatogenia

No hay un mecanismo hormonal conocido que regule el magnesio plasmático o su excreción renal por lo que en general la hipomagnesemia se debe a pérdidas gastrointestinales o urinarias de magnesio.

Las perdidas gastrointestinales se deben a enfermedades crónicas del intestino delgado como síndrome de mala absorción, diarrea aguda o crónica o cirugías de bypass del intestino delgado. Con mucha menos frecuencia se puede ver en un defecto hereditario de la absorción del magnesio conocido como hipomagnesemia intestinal primaria.

Las pérdidas urinarias pueden ser secundarias a un defecto en la reabsorción de sodio en aquellos segmentos en que el magnesio se transporta pasivamente o debido a un defecto primario en la reabsorción tubular de magnesio.

Los diuréticos tiazídicos y de asa pueden inhibir la reabsorción neta de magnesio, pero como provocan contracción de volumen intravascular solo producen hipomagnesemia moderada, ya que aumentara la reabsorción proximal de sodio y agua y por ende la reabsorción pasiva de magnesio.

Otras causas de hipomagnesemia incluyen el consumo de alcohol, la hipercalcemia las nefrotoxinas o disfunciones del asa de Henle o del túbulo distal.

La hipokalemia en estos pacientes tiene una frecuencia del 40 a 60%, y muchas veces se debe a alteraciones que causan la pérdida de ambos, como la terapia con diuréticos o la diarrea. Sin embargo, existe evidencia de que la perdida renal de potasio en pacientes hipomagnesémicos se debería a un aumento en la excreción en el asa de Henle.

El mecanismo por el cual esto ocurre se ha visto relacionado a un aumento en la apertura de los canales de potasio, secundario a una disminución de la actividad del ATP citosólico por la disminución del magnesio intracelular o bien, por un efecto directo de la baja de magnesio citosólico en la apertura de los canales.
 
Presentación clínica

A menudo se asocia con múltiples anormalidades bioquímicas así como   hipokalemia, hipocalcemia y alcalosis metabólica y por ende es difícil describir manifestaciones físicas especificas de hipomagnesemia.
 
Tratamiento

En casos extremos como por ejemplo en paciente con tetania, o en aquellos que hay arritmias ventriculares hipokalémicas – hipomagnesémicas, se deberían administrar 5meq de magnesio en 8 a 24 hrs., y la dosis debe repetirse para mantener una concentración plasmática sobre 0,8meq/L.
en el paciente asintomático debe preferirse la administración oral con preparaciones de liberación retardada ya que elevaciones bruscas de la concentración plasmática de magnesio producen aumento en la fracción excretada de magnesio y por lo tanto entonces solo aumentarán las pérdidas urinarias.


BIBLIOGRAFÍA

1. Brenner and Rector’s The Kidney,6th Ed., Copyright 2000.W.B. Saunders Company. Approach to the diagnosis and treatment of hypokalemic and hyperkalemic states.

2. Michael Allon Primer on Kidney diseases,3rd edition, 2001. Disorders of potassium metabolism.

3. Squires,RD, Huth, EJ. Experimental potassium depletion in normal human subjects. Relation of ionic intakes to the renal conservation of potassium.J Clin Invest 1959; 38: 1134.

4. Rose, BD. Clinical Physiology of Acid-Base and Electrolyte Disorders, 4th ed, McGraw-Hill, New York, 1994, pp. 776-799.
5. Adrogué. HJ, Madias, NE. Changes in plasma potassium concentration during acute acid-base disturbances. Am J Med 1981; 71: 456.

6. Clausen, T, Flatman, JA. Effect of insulin and epinephrine on Na+-K+-ATPasa and glucose transport in soleus muscle. Am J Physiol 1987; 252: E492.

7. Brown, MJ, Brown, DC, Murphy, MB. Hypokalemia from beta2-receptor stimulation by circulating epinephrine. N Engl J Med 1983; 309:1414.

8. Struthers, AD. Whitesmith, R, Reid, JL. Prior thiazide treatment increases adrenaline-induced hipokalemia. Lancet 1983; 1:1358.

9. Brenner and Rector’s The Kidney,6th Ed., Copyright 2000.W.B. Saunders Company. Bartter Syndrome and Related Disorders.

10. Jamison, RL, Ross, JC, Kempson, RL, et al. Surreptitious diuretic ingestion and pseudo-Bartter’s syndrome. Am J Med 1982; 73: 142.

11. Bettinelli, A, Bianchetti, MG, Borella, P , et al. Genetic heterogeneity in tubular hypomagnesemia- hipokalemia with hipocalciuria ( Gitelman’s syndrome) Kidney Int 1995; 47: 547.

12. Cogan MG: Disorders of proximal nephron function. Am J Med 72: 275-288, 1982.