Uma concentração sérica de potássio inferior a 3,5 mmol/L (ou mEq/L) é conhecida como hipocalemia. Uma diminuição da concentração sérica de potássio é frequentemente acompanhada por uma diminuição da concentração total de potássio no corpo, além de ser causada por uma distribuição anormal de potássio no corpo.
(i) Causas e mecanismos de ocorrência
As três causas básicas da hipocalemia são a ingestão inadequada de potássio, a perda excessiva de potássio e a distribuição anormal de potássio no organismo (entrada excessiva de potássio nas células).
1. ingestão insuficiente de potássio
Carne, fruta e muitos vegetais são ricos em potássio e, portanto, a hipocalemia não ocorre com uma dieta normal. Em certas condições da doença, tais como cancro do esófago e obstrução pilórica gástrica, a incapacidade de comer ou jejum e a falta de atenção à suplementação com potássio durante as infusões intravenosas podem causar uma redução do potássio no sangue.
2. perda excessiva de potássio
O potássio pode perder-se através do tracto digestivo, na urina ou no suor. As causas clínicas mais comuns e importantes da perda de potássio são através do tracto digestivo e dos rins.
(1) Perda de potássio através do tracto digestivo.
Em casos de vómitos graves, diarreia, fístulas intestinais ou descompressão gastrointestinal, a perda de potássio pode ser causada pela perda de grandes quantidades de fluido digestivo. A perda de líquido pode também levar a uma diminuição do volume de sangue e a um aumento da secreção de aldosterona, o que pode também aumentar a excreção renal de potássio (nota: se o fluxo tubular distal for reduzido, a excreção renal de potássio não aumenta necessariamente). Em doentes com vómitos ou diarreia, embora se perca potássio, este pode ainda estar na gama normal durante algum tempo ou o grau de hipocalemia pode não ser grave devido à redução do volume de sangue e da concentração de sangue.
Quando o sangue é “diluído” após a reidratação, os sinais e sintomas de hipocalemia podem tornar-se aparentes, o que também é conhecido como “hipocalemia dilucional”.
(2) Perda transrenal de potássio.
1) Perda excessiva de potássio renal devido ao aumento do fluxo tubular renal distal.
A acetazolamida diurética, que inibe a actividade da anidrase carbónica do túbulo proximal, reduz a produção e excreção de H+ pelo epitélio tubular e a reabsorção de Na+ pelo túbulo proximal, resultando num aumento do fluxo de Na+ para o túbulo distal e aumento da troca de Na+ – K+; inibe o fluxo de Cl- e Na+ do segmento grosso do ramo ascendente do laço medular e o início do túbulo distal. Os diuréticos diuréticos eliminadores de sódio taquicinúria, ácido diurético ou diuréticos clorotiazídicos, que inibem a reabsorção de Cl- e Na+ no início, aumentam tanto a taxa de fluxo distal como a troca Na+ -K+ na unidade renal distal.
2) Insuficiência renal: por exemplo, aumento da excreção de ureia durante a poliúria na insuficiência renal aguda, causando diurese osmótica e aumento do fluxo distal; doenças renais intersticiais como nefrite crónica ou pielonefrite, devido à reabsorção de sódio e água no túbulo proximal e loops medulares, resultando em aumento do fluxo distal e aumento da troca Na+ – K+.
(ii) Aumento da aldosterona: a aldosterona é o principal sal corticosteróide e promove a reabsorção do sódio e a secreção de potássio e hidrogénio, pelo que o aldosteronismo primário ou secundário pode causar perda de potássio. O aumento da secreção de outros corticosteróides com efeitos semelhantes, tais como a síndrome de Cushing, hiperplasia adrenal congénita ou em doentes com uso prolongado de corticosteróides pesados, também pode levar à hipocalemia.
(iii) Perda de potássio devido ao aumento do potencial transmembrano negativo nos túbulos renais.
1) O uso pesado de certos antimicrobianos (gentamicina, carbenicilina, etc.) aumenta os iões negativos que não são prontamente absorvidos no túbulo distal e promove a excreção de potássio.
2) Na acidose tubulointersticial de tipo II, a reabsorção de HCO3- pelo túbulo proximal é prejudicada e os iões negativos (HCO3-) no túbulo distal são aumentados, promovendo a excreção secretora de K+.
A inactivação do Na+ -K+ -ATPase nas células epiteliais dos ramos ascendentes dos loops medulares provoca uma reabsorção de potássio deficiente e perda de potássio. Pensa-se também que a hipomagnesaemia promove a excreção de potássio por secreção de aldosterona. Se a hipocalemia e a hipocalcemia estiverem presentes em conjunto, a deficiência de magnésio é frequentemente indicada.
(5) Outros: Na acidose tubular de tipo I, a secreção tubular distal H+ é prejudicada, resultando em aumento da troca Na+ – K+ e aumento da excreção renal de potássio.
(3) Perda transdérmica de potássio: trabalho físico forte num ambiente quente, resultando em suor profuso, pode levar a hipocalemia se os electrólitos não forem reabastecidos adequadamente.
3. transferência intracelular de potássio
(1) Alcalose: Na alcalose, como mecanismo compensatório da perturbação do equilíbrio ácido-base, o H+ é transferido de intracelular para extracelular, e o K+ entra nas células, causando uma diminuição do potássio sanguíneo; neste momento, a troca tubular renal Na+-H+ é enfraquecida e o Na+-K+ é aumentado, pelo que a excreção renal de potássio também aumenta.
(2) Utilização de insulina: Na diabetes mellitus, a utilização celular da glicose é prejudicada, a síntese do glicogénio é reduzida e a isogénese do glicogénio é aumentada, a decomposição das macromoléculas intracelulares faz com que o potássio seja transferido para o líquido extracelular, e a perda de potássio aumenta através da diurese diabética, deixando o corpo num estado de redução do potássio total. Ao mesmo tempo, a insulina tem o efeito de aumentar a actividade da enzima Na+-K+-ATP, que promove a entrada de potássio nas células. Se o potássio não for substituído, pode ocorrer hipocalemia.
(3) Paralisia periódica hipocalémica: pensa-se que a transferência de potássio para as células é o mecanismo para esta condição. Factores que promovem a entrada de potássio nas células (por exemplo, após exercício, dieta rica em açúcar, libertação de adrenalina por condições stressantes) podem desencadear paralisias periódicas.
(4) Envenenamento por bário: por exemplo, cloreto de bário, carbonato de bário, hidróxido de bário, etc. envenenamento. No envenenamento por bário, a actividade enzimática Na+-K+-ATP é aumentada e o potássio entra continuamente na célula, o que, juntamente com o bloqueio dos canais de potássio na membrana celular que conduzem do intracelular para o extracelular, reduz o soro de potássio.
(ii) Os efeitos da hipocalemia sobre o organismo
As alterações funcionais e metabólicas causadas pela hipocalemia e a sua gravidade estão relacionadas com a velocidade, magnitude e duração da redução do potássio sanguíneo. Quanto mais rapidamente o potássio sanguíneo diminui, menor é a concentração de potássio no sangue e maior é o impacto no corpo. As manifestações clínicas mais pronunciadas são geralmente observadas quando o soro de potássio cai abaixo de 3,0 mmol/L ou 2,5 mmol/L. Na perda crónica de potássio, os sintomas clínicos são menos pronunciados, apesar da baixa concentração de potássio no sangue. No entanto, este efeito varia consideravelmente de um indivíduo para outro.
Os sintomas clínicos de hipocalemia são principalmente neuromusculares e cardíacos. Os principais sintomas neuromusculares são fraqueza muscular, paralisia muscular, distensão abdominal e obstrução intestinal paralisante. Os sintomas cardíacos são principalmente arritmias e uma tendência para induzir a toxicidade digitalis com as correspondentes anomalias de ECG. Além disso, a hipocalemia também pode causar perturbações no equilíbrio ácido-base, danos renais e metabolismo celular prejudicado.
1. efeitos nos nervos e músculos
A hipocalemia tem um efeito significativo sobre a excitabilidade e condutividade dos tecidos nervoso e muscular. Na hipocalemia aguda, a concentração de potássio do fluido extracelular ([K+]e) diminui, enquanto a concentração de potássio do fluido intracelular ([K+]i) permanece inalterada, resultando num aumento da razão [K+]i/[K+]e. Isto causa uma diminuição da excitabilidade das células neuromusculares, e em casos graves a excitabilidade desaparece mesmo, o que também é chamado bloco de hiperpolarização.
Ao mesmo tempo, a inclinação da curva de despolarização de fase 0 torna-se maior e o potencial frontal diminui porque a distância Em-Et diminui e a alteração potencial antes do potencial de acção é menor que o normal, pelo que a condutância neuromuscular também é reduzida.
A manifestação mais marcante da hipocalemia é a fraqueza do relaxamento do músculo esquelético, que pode mesmo levar a uma paralisia flácida. Em geral, quando o soro de potássio cai abaixo de 3,0 mmol/L, os sintomas de fraqueza dos membros podem ser observados, afectando frequentemente primeiro os membros inferiores e mais tarde os membros superiores e os músculos do tronco. Abaixo de 2,5 mmol/L, pode ocorrer paralisia flácida, e em casos graves a morte pode resultar de paralisia dos músculos respiratórios.
A fraqueza muscular lisa manifesta-se por motilidade gastrointestinal reduzida, sons intestinais reduzidos ou ausentes, distensão abdominal (flatulência) e mesmo obstrução intestinal paralítica.
O envolvimento neurológico manifesta-se por dores e dores musculares ou sensações anormais, tónus muscular reduzido, e reflexos tendinosos enfraquecidos ou ausentes. Alguns pacientes podem desenvolver sinais e sintomas do sistema nervoso central como depressão mental, falta de resposta, desorientação, sonolência ou mesmo coma.
Na hipocalemia crónica, a razão [K+]i/[K+]e muda menos porque a concentração de potássio do fluido extracelular diminui lentamente e o potássio extracelular é reabastecido pela fuga de potássio intracelular, pelo que os sinais clínicos de redução da excitabilidade muscular são menos pronunciados. A hipocalemia crónica causa uma deficiência significativa de potássio intracelular, resultando em deficiência do metabolismo celular e inchaço das células musculares.
Durante o exercício, o aumento da libertação de potássio dos músculos esqueléticos envolvidos no exercício aumenta a concentração local de potássio nos vasos sanguíneos, o que estimula a vasodilatação local e aumenta o fluxo sanguíneo como uma resposta fisiológica normal. Em doentes com hipocalemia, a libertação de potássio do exercício do músculo esquelético é reduzida e a vasodilatação local e o aumento do fluxo sanguíneo são inadequados, causando assim alterações patológicas tais como contractura muscular e necrose isquémica e rabdomiólise.
É importante notar que para além de [K+]e, as alterações no fluido extracelular [Ca2+] e [H+] também têm um impacto significativo na excitabilidade neuromuscular. Um aumento do fluido extracelular [Ca2+] inibe o fluxo interno da fase 0 Na+, ou seja, afecta o processo de despolarização, aumentando assim o Et (diminuindo o seu valor negativo).
O resultado é semelhante ao da hipocalemia, uma vez que a distância Em – Et aumenta, causando uma diminuição da excitabilidade muscular. A diminuição do sangue [Ca2+] deprime o valor Et (aumenta o valor negativo), e um pequeno estímulo pode despolarizar a membrana do miócito para atingir Et e gerar um potencial de acção, resultando num aumento da excitabilidade muscular e sintomas clínicos tais como contracções das mãos e pés.
2. efeitos sobre o coração
O principal efeito da hipocalemia no coração é causar arritmias e, em casos graves, fibrilação ventricular, levando à insuficiência cardíaca. Isto está relacionado com as alterações anormais na electrofisiologia do miocárdio causadas por uma redução significativa do potássio sanguíneo.
Os efeitos das alterações na concentração de potássio no sangue sobre a electrofisiologia do miocárdio.
① Potencial de membrana: de acordo com a equação de Nernst, o potencial de repouso da membrana deve ser: Em = -59,5 log([K+]i/[K+]e), para que o potássio sanguíneo anormal possa causar alterações em Em.
② Permeabilidade da membrana cardiomiocitária ao K+: A membrana é maximamente permeável ao potássio quando a membrana cardiomiocitária está com um potencial de repouso normal.
Se [K+]e diminuir, embora a diferença entre as concentrações intracelulares e extracelulares de iões de potássio aumente, ou seja, o gradiente de concentração aumenta, o que facilita a saída de potássio e pode levar a um aumento do valor absoluto de Em e da distância entre Em e Et. Contudo, à medida que a permeabilidade da membrana ao potássio diminui mais significativamente, a saída de potássio abranda na fase 3 de repolarização devido à diminuição da permeabilidade ao potássio. Isto significa que o intervalo Em-Et diminui e a excitabilidade miocárdica aumenta.
(iii) Efeito de [K+]e sobre Ca2+ fluxo interno: pensa-se que [K+]e e Ca2+ competem na sua passagem através da membrana celular, e pensa-se também que uma diminuição de [K+]e em hipocalemia acelera a repolarização da fase 2 Ca2+ fluxo interno e encurta ou elimina o planalto da fase 2 em condições normais. O fluxo interno acelerado de Ca2+ resulta num rápido aumento da concentração intracelular de cálcio ([Ca2+]i ), o que aumenta a contratilidade miocárdica através do acoplamento excitação-sístole. Na hipercalemia, [K+]e é aumentado, o que abranda o fluxo interno repolarizado da fase 2 Ca2+, pelo que o planalto da fase 2 pode ser prolongado. O [Ca2+]i não tende a subir tão rapidamente, resultando na redução da contratilidade miocárdica.
Pensa-se agora que a repolarização rápida e transitória fase 1 é causada principalmente pela saída de K+ em vez de Cl- fluxo interno. O platô da fase de repolarização 2 é causado por um fluxo interno de Ca2+ e um fluxo externo de K+ com cargas de troca comparáveis dentro e fora da membrana, seguido por uma queda de tensão mais rápida na fase de repolarização 3 devido à inactivação dos canais de Ca2+, formando principalmente um fluxo externo de iões de potássio. Como mencionado anteriormente, o nível de [K+]e durante as fases de repolarização 2 e 3 também desempenha um papel na permeabilidade da membrana celular a K+.
Na hipocalemia, a saída de potássio é abrandada e o fluxo interno de Ca2+ é acelerado, pelo que o planalto da fase 2 encurta ou desaparece, enquanto a fase 3 é prolongada em condições de fluxo de potássio lento; na hipercalemia, a permeabilidade da membrana a K+ é aumentada e a saída de K+ é acelerada, o que também pode encurtar o planalto, mas um aumento de [K+]e inibe o fluxo interno de Ca2+ e abranda a taxa de fluxo de Ca2+, pelo que o planalto não é significativamente encurtado, mas a fase 3 é significativamente encurtada.
(1) As alterações na electrofisiologia do miocárdio durante a hipocalemia são caracterizadas por
(1) Autoregulação: A autoregulação depende da velocidade de despolarização automática das células autoreguladoras na fase 4. A diminuição de [K+]e na hipocalemia reduz a permeabilidade da membrana celular miocárdica ao potássio e reduz o fluxo de K+ e aumenta o fluxo interno de Na+ ou Ca2+ durante a despolarização automática das células auto-reguladoras da fase 4, resultando numa despolarização mais rápida e num aumento da auto-regulação.
(ii) Excitabilidade: De acordo com a equação de Nernst, na hipocalemia aguda, a razão [K+]i/[K+]e aumenta e o valor absoluto de Em deve aumentar. No entanto, à medida que [K+]e diminui, a permeabilidade da membrana celular miocárdica ao potássio diminui e o fluxo intracelular de potássio diminui, resultando numa diminuição do valor absoluto de Em e numa diminuição da distância Em-Et, aumentando assim a excitabilidade das células miocárdicas.
(3) Condutividade: A diminuição do valor absoluto do Em e da distância do Em-Et nos miócitos cardíacos resulta numa despolarização mais lenta e menos amplificada da fase 0, uma diferença de potencial mais estreita entre o local de excitação e a periferia, e uma propagação mais lenta da excitação, levando a uma diminuição da condutividade.
Contractilidade: A contractilidade dos cardiomiócitos está relacionada com a taxa de fluxo interno de Ca2+ durante a fase 2 do potencial de acção. Na hipocalemia, [K+]e diminui e o seu efeito inibidor na fase de repolarização 2 Ca2+ fluxo interno é reduzido, e a fase de repolarização 2 Ca2+ fluxo interno é acelerado, resultando num aumento mais rápido em [Ca2+]i e num processo mais forte de acoplamento excitação-contracção no miocárdio, resultando num aumento da contractilidade. Na hipocalemia grave ou crónica, contudo, a contratilidade miocárdica é reduzida devido à deficiência intracelular de potássio, que afecta o metabolismo celular e causa danos estruturais no miocárdio.
(2) Alterações do Electrocardiograma ( ECG ).
(1) A diminuição da condução pode causar o prolongamento do intervalo ECG P-R e o alargamento da onda do complexo QRS, reflectindo respectivamente o bloco de condução atrioventricular e intraventricular.
(2) O fluxo interno acelerado da fase 2 Ca2+ promove o fluxo interno transitório K+, resultando numa repolarização acelerada na fase 2, que se reflecte pela depressão do segmento S-T no ECG.
(3) O fluxo de potássio da fase 3 abranda e prolonga a fase de repolarização 3, resultando numa fase prolongada de hiperactividade miocárdica, provocando alterações do ECG tais como ondas T baixas, alargadas e invertidas, ondas U pronunciadas e um intervalo Q-T prolongado.
Entre as mudanças de ECG acima referidas, a depressão do segmento S-T e a presença de uma onda U distinta após a onda T são as mudanças mais características da hipocalemia.
(3) Manifestações de arritmia em hipocalemia.
Na hipocalemia, a excitabilidade miocárdica é aumentada, o período supernormal é prolongado e a auto-regulação dos pontos de estimulação ectópicos é aumentada, enquanto a condução é retardada pela redução da condutividade e o período de indução efectiva é encurtado, o que pode facilmente levar à dobra da excitação. Por conseguinte, a hipocalemia é propensa a batimentos prematuros, bloqueio atrioventricular, fibrilação ventricular e outras arritmias cardíacas.
3. efeitos no equilíbrio ácido-base
A hipocalemia pode causar alcalose através dos seguintes mecanismos.
① Além da hipocalemia causada por distribuição anormal de potássio, a hipocalemia causa acidose intracelular e alcalose extracelular devido à troca intra e extracelular de K+-H+;
② Quando o potássio sanguíneo é reduzido, as células epiteliais intracelulares dos túbulos renais [K+ ] diminuem, a secreção de K+ diminui e a troca de H+ – Na+ é aumentada. Ao mesmo tempo, a secreção de amónia pelos túbulos renais aumenta e é excretada com H+ sob a forma de NH4+ na urina; a deficiência de potássio também reduz a reabsorção de cloro pelos túbulos distais, causando deficiência de cloro no corpo. Na alcalose causada por hipocalemia, a urina é ácida devido a um aumento de H+, que é diferente da urina alcalina na alcalose geral, sendo por isso chamada “urina ácida paradoxal”.
4. efeitos nos vasos sanguíneos
Uma diminuição do potássio sanguíneo pode levar a uma diástole directa das pequenas artérias, e pode também levar a uma diminuição da resistência vascular periférica devido a um aumento da EPP vasodilatadora. Os pacientes com hipocalemia são, portanto, propensos a sintomas tais como tonturas e hipotensão.
5. efeitos sobre os rins
A hipocalemia crónica pode causar uma diminuição do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular, bem como alterações estruturais e funcionais nos túbulos, tais como a redução da capacidade de resposta à TDAH e a reabsorção deficiente de NaCl na secção espessa ascendente do laço medular, resultando numa concentração renal deficiente, poliúria, noctúria e mesmo enurese nefrogénica. Existe também a possibilidade da chamada “nefropatia de esgotamento do potássio”, com danos histológicos óbvios nos túbulos renais e fibrose intersticial.
6. outros aspectos do corpo
Na hipocalemia, para além de um aumento da glicemia devido a uma diminuição da secreção de insulina, a síntese de proteínas nas células tecidulares é reduzida. Dependendo do grau de redução do potássio sanguíneo, podem existir diferentes sintomas do sistema nervoso central, tais como insónias mentais, apatia, falta de resposta, sonolência ou coma. Isto está relacionado com factores tais como a reduzida excitabilidade das células nervosas, metabolismo da glicose deficiente e disfunção da bomba de sódio da membrana celular.
(c) Os princípios de prevenção e tratamento da hipocalemia
1.Orally primeiro e depois por via intravenosa
2.See urina para suplementação de potássio
3. controlar a quantidade e a taxa, a injecção intravenosa é estritamente proibida.