Metabolismo do Potássio e Hipocalemia Preparado pelo Prof. Mauro Barros André - UFF Baseado no livro Fisiopatologia Renal do Prof. Roberto Zatz - USP O potássio é o cátion intracelular mais abundante e sua influência se faz sentir em vários processos metabólicos da célula. A função neuromuscular e os potenciais de membrana dependem de maneira crítica da concentração de potássio intra e extracelular.

Metabolismo do Potássio Introdução Função neuromuscular e potenciais de membrana O potássio é o cátion intracelular mais abundante e sua influência se faz sentir em vários processos metabólicos da célula. A função neuromuscular e os potenciais de membrana dependem de maneira crítica da concentração de potássio intra e extracelular.

Metabolismo do Potássio Valores normais Intracelular = 150 mEq/L Extracelular = 3,5 a 5,0 mEq/L Manutenção do equilíbrio Rim Distribuição transcelular Em vista disso os mecanismo que regulam a concentração de potássio intra e extracelular devem ser bastante precisos. Apesar da concentração extracelular pequena quando comparada com a do intracelular, pequenas variações na concentração extracelular do potássio podem ter repercussões clínicas dramáticas. Cabe ao rim a maior responsabilidade no controle da concentração de potássio extracelular. Mas temos que ressaltar a influência da redistribuição transcelular de potássio na concentração do potássio intra e extra celular. Para melhor compreensão dos mecanismos de regulação do potássio é necessário saber como se distribui o potássio corporal. ´

Metabolismo do Potássio Distribuição 55 mEq / kg 70 Kg = 3.500 mEq O potássio se distribui na proporção de 55 mEq/kg. Portanto num homem de 70 kg há cerca de 3500 mEq/L de potássio, sendo que 90% no intracelular e 10% no extracelular. A maior parte do pótassio intracelular se encontra no músculo o que não implica em acúmulo de patássio mas simplesmente reflete a preponderância da massa muscular em relação a massa corporal. Porém apenas 2% do potássio se encontra no plasma e fluído intersticial(50-70mEq/L). A bomba de sódio-potássio-ATPase é a responsável pela grande diferença entre a concentração de potássio intra e extra celular. O papel do potássio no intracelular análogo ao do sódio no extracelular e são respectivamente os principais determinantes da osmolalidade do seu compartimento. Scribner desenvolveu um conceito para avaliar a depleção e excesso de potássio do organismo

Metabolismo do Potássio Regulação do balanço externo do K Cerca de 700 mEq de K (170L/dia x 4 mEq/L) 5% a 10% Cerca de 700 mEq de K (170L/dia x 4 mEq/L) s/ filtrados diariamente no glomérulo. A maior parte 2/3 dessa carga filtrada é absorvida no TCP. A evidências atualmente disponíveis indicam que a absorção proximal de K é um processo de natureza essencialmente passiva acoplado c/ vários outros, à absorção ativa de Na. È provável que a maior parte desse fluxo absortivo ocorra ao longo dos espaços paracelulares, uma vez que são poucos os canais específicos para o K presentes na menb. Luminal dessas cel. É possível no entanto que parte dessa absorção ocorra por transporte ativo, através da porção da menb. Basolateral adjacente ao espaço paracelular.

K+ K+ Na+ Na+ ABSORÇÃO DE K NO TÚBULO PROXIMAL K+ H+ K+ ATPase GLICOSE, AA, PO4 Na+ Na+ ATPase K+ K+ Na+ ATP K+ K+

K+ K+ - + PORÇÃO ESPESSA DA ALÇA DE HENLE Na+ Na+  [Na+] K+ ATPase Cl- Na+ K+ K+ Cl- Cl- É possível que ocorra alguma absorção de K ao longo da porção ascendente fina da alça de Henle. É, porém, na porção espessa da alça de Henle que ocorre a maior taxa de absorção do K depois do TCP. Neste segmento ocorre o transporte de NA, K e 2CL através da membran luminal, por intermédio de um co-transportador especializado e sensível a ação do diurético furosemida. O K transportado para o interior da célula retorna ao lume através de canis específicos situado na membrana luminal, permitindo a continuidade da absorção de NA e Cl pela mesma membrana. Pela mesma razão a geração de uma pequena diferença de potencial entre o lume e o interstício, positiva no lume em relação ao interstício, governa a absorção de cátions através dos espaços paracelulares amplamente permeável a esses ions. Cl- Na+ K+ Ca++ Mg++ + -

K+ K+ - + PORÇÃO ESPESSA DA ALÇA DE HENLE Na+ Na+  [Na+] K+ ATPase Cl- Na+ K+ K+ Cl- Cl- Cl- Na+ K+ Ca++ Mg++ + -

K+ K+ - + PORÇÃO ESPESSA DA ALÇA DE HENLE Absorção de K na alça ascendente Na+ Na+ K+ ATPase Cl- FUROSEMIDE Na+ K+ K+ Cl- Cl- Na+ K+ Ca++ Mg++ + -

PORÇÃO ESPESSA DA ALÇA DE HENLE Na+ K+ Cl- ATPase FUROSEMIDE Cl- Cl- Cl- Na+ K+ Ca++ Mg++

K+ K+ - + PORÇÃO ESPESSA DA ALÇA DE HENLE Na+ Na+ K+ ATPase Cl- Na+ K+ K+ Cl- Cl- Na+ K+ Ca++ Mg++ + -

- + SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO COLETOR ATPase Na+ K+Cl- As células dos tubulos coletores captam ativamente K, como todas as cels tubulares através da a ação da Na:K:ATPase presente na mnb. Basolateral. O K posteriormente é secretado no lume através de canais específicos situados na membrana luminal. Esse movimento é extremamente favorecido pelo gradiente eletroquímico de K entre o interior da cel. e o lume tubular. Primeiro que a concentração de K no interior da Célula é 30 X maior que o lume. Em segundo lugar, a diferença de potencial eletrico e o lume é relativamente baixa devido a entrada de Na através da menb. Luminal, facilitada pela presença de canais específicos para o Na. - + Na+ K+Cl-

K+ + - + + + ? TÚBULO COLETOR Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- ALDOSTERONA 5 pg/ml ATPase + Na+ K+ + ? ATP ALDOSTERONA 5 pg/ml Cl- Cl- - + Cl- -25 -19 -22 -19 mV

K+ ABSORÇÃO DE SÓDIO NO COLETOR Na+ AMILORIDE Cl Cl [ALDOSTERONA] Espironolactona [ALDOSTERONA] 20 pg/L - - Cl Cl

K+ ABSORÇÃO DE SÓDIO NO COLETOR AMILORIDE Cl Cl ALDOSTERONA 30 pg/L - ATPase Espironolactona Dois grupos de diuréticos agem no ducto coletor: 1) Amiloride que bloqueia o canal luminal de Na diminuindo a [Na] intracelular e consequentemente o gradiente elétrico necessário a secreção de K neste segmento. 2) A espironolactona compete nos sítios de ligação da aldosterona diminuindo a ação da mesma nas células do ducto coletor. São diuréticos c/ baixa potencia em relação aos de alça mas são importantes para situações em que existe hiperaldosteronismo secundário, com na condições de hipovolemia crônica. ALDOSTERONA 30 pg/L - - Cl Cl

+ + K+ + ? + - TÚBULO COLETOR Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- ALDOSTERONA 10 pg/ml ATPase + Na+ Espironolactona K+ + ? ATP ALDOSTERONA 10 pg/ml Cl- Cl- - + Cl- -25 -19 -22 -27 mV

+ + K+ K+ + ? - + TÚBULO COLETOR Na+ Na+ Cl- Cl- Cl-  [Na+] ATPase + + Na+ K+ K+ + ? ATP ALDOSTERONA 20 pg/ml Cl- Cl- Cl- - + -32 -29 -37 - 35 mV

SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO COLETOR ATPase - + Na+ K+Cl-

- + SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO COLETOR INGESTÃO DE K 0 mmol/dia K+ ATPase INGESTÃO DE K 0 mmol/dia K+ ATPase H+ - + Na+ K+Cl-

- + SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO COLETOR INGESTÃO DE K 300 mmol/dia ATPase INGESTÃO DE K 300 mmol/dia - + Na+ K+Cl-

SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO DISTAL Na+ Na+ DISTAL INICIAL Cl- ATPase K+ Na+ Cl- Cl- Cl- DISTAL FINAL Cl-

SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO DISTAL Na+ Cl- Na+ DISTAL INICIAL ATPase K+ TIAZÍDICO Cl- Cl- Na+ Na+ ATPase DISTAL FINAL K+ O túbulo dista apresenta em sua memb. Luminal umco-transportador Na/CL específico para este segmento o quepromove o transporte transcelular neutro de NACL. Este co-transportador é inibido por um grupo de diurético chamados de Tiazídicos(hidroclorotiazida e clortalidona). Como o TCD é responsável por pequena parcela da carga filtrada de Na, esses diuréticos são considerados de mádia potencia. Por elevar a oferta de sódio neste segmento les aumentam a secreção de K. Cl- Cl-

SECREÇÃO DE POTÁSSIO NO TÚBULO DISTAL Na+ K+ Na+ ATPase DISTAL INICIAL Cl- TIAZÍDICO Cl- Cl- DISTAL FINAL

K+ Na+ Cl- Cl- Cl- DISTAL INICIAL TIAZÍDICO AMILORIDE DISTAL FINAL Cl ATPase DISTAL INICIAL Cl- TIAZÍDICO Cl- Cl- AMILORIDE DISTAL FINAL - - Cl Cl

K+ Na+ Cl- Cl- Cl- Na DISTAL INICIAL TIAZÍDICO AMILORIDE DISTAL FINAL ATPase DISTAL INICIAL Cl- TIAZÍDICO Cl- Cl- Na + Na+ AMILORIDE DISTAL FINAL - - Cl Cl

Fatores que influenciam a secreção de K nos túbulos distais e coletor Aporte de Na Fluxo intra-luminal de fluído Aldosterona Presença de anions não absorvíveis na luz tubular Equilíbrio ácido básico A entrada de Na na célula diminui a negatividade intracelular, favorecendo assim a secreção de K. Além disso o aumento na [Na] na luz tubular estimula a atividade de Na:K:ATPase, elevando a [K] na célua, contribuindo assim para aumentar ainda mais a secreção de K. Por estas razões, as situações clínicas que aumenta a oferta de Na na luz tubular(expansão intensa do volume extracelular e diuréticos) acabam levando a depleção de K. A secreção de K nas cels principais é um processo passivo, dependente da [K] e potencial elétrico entre o interior da cel. e luz tubular. Quando o fluxo luminal de fluído aumenta nesses segmentos (diurético), o K secretado é rapidamente lavado o que mantém baixa a sua [] intraluminal, aumentando assim a sua secreção. Aldosterona é um hormonio produzido pela cortex das supra renais, cuja principal função é absorção de Na, constituindo na realidade parte do sistema renina-angitensina-aldosterona. Quando estimulada pela renina a aldosterona se liga a receptors celulares é então transportado ao interior do núcleo estimulando a transcrição de mRNAs de proteínas específicas particulamente o da bomba de NaKATPase que aumenta a captação de K através da menb. basolateral pela célula. Na céliula principal a aldosterona também abre os canais de Na, aumentando a concentração intracelular e o gradiente elétrico que aumenta a secreção de K. Os canais de Sódio são inibidos pelo diurético Amiloride. O principal anion no TC é o Cloro que atravessa o espaço intercelular c/ dificuldade. A presença de sulfatos, bicarbonato(alcalose metabólica) e fosfatos que servem como tampões fixos podem aumentar o gradiente elétrico e favorecer a secreção de K. Por razões até hoje desconhecida o ph do meio interno tem um profundo efeito sobre a distribuição do K entre os compartimentos intra e extra celulares. A acidose dificulta a entrada de K nas cels. em geral levando a Hipercalemia. Na cel. principal a {k} diminui o que reduz a excreção de k contribuindo para hipercalemia.

Metabolismo do Potássio Quantidade de Potássio no organismo Alterações no potássio sérico Distribuição transcelular alterada Ácido-básico Acidose: para cada 0,1 unidade de pH que cai, o K se eleva em 0,6 mEq/L Alcalose: para cada 0,1 unidade de pH que sobe, o K diminui em 0,1 mEq/L Insulina Aldosterona Agentes -adrenérgicos (epinefrina) Aminofilina Beta bloqueadores Alteração das reservas de potássio Depleção 1 mEq/L de redução para um déficit de 200-300 mEq Retenção 1 mEq/L de aumento reflete um excesso de 200 mEq Por mecanismo desconhecido na acidose o K se desloca do intracelular para o sangue e na lacalose ocorre o inverso. A insulina provoca a entrada de K para dentro das celc. Independente de sua ação sobre o metabolismo de glicose. Estes efeito se deve a capacidade da insulina ativar a NaK-ATPase. As catecolaminas estimulam os receptores beta adrenérgicos que aumentam a tividade da Bmba. Este mecanismo envolve um aumento no AMPcíclico devido a clivagem do ATP via Adenil-ciclase, como resultado, ocorre fosforilização ativa da Bomba. A aminofilina inibe a degradação de AMPc e os Betaestimulantes, produzem hiporcalemia. Por mecanismo inverso os betabloques podem causar hipercalemia.

Hipocalemia (K<3,5mEq/L) Depleção de Potássio Desvio transcelular ou Redistribuição Alcalose metabólica Insulina Hiperglicemia Cetoacidose diabética Atividade beta adrenérgica Aminas vasoativas Isquemia coronariana Cafeína Hipertiroidismo Beta Agonista (terbutalina) Ingesta deficiente Perdas Gastrointestinais Diarréia Agudas ou crônicas Laxativos Vômitos Perda de ácidos (hipovolemia, alcalose) Ativação do SRA-Aldosterona Perdas Renais Diuréticos (Furosemida, Tiazídicos, Osmóticos, Espironolactona) Hiperaldoseronismo Tumor ou hiperplasia adrenal Hipovolemia Ânions não reabsorvíveis

Hipocalemia

Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus

Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus

Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus Ver Slide seguinte Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus

Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus Ver slide seguinte Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus

Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus Ver slide anterior Fredrick V. Osorio and Stuart L. Linus

Hipocalemia (K<3,5mEq/L) Manifestações Clínicas

Hipocalemia (K<3,5mEq/L) Manifestações Clínicas

Tomografia do caso clínico no IV - SBN