Mecanismul hipokaliemiei în deficitul de magneziu

hipokaliemia este printre cele mai frecvent întâlnite anomalii ale fluidelor și electroliților în medicina clinică. Concentrația de potasiu (K+)în ser este un echilibru între aport, excreție și distribuție între spațiile extra – și intracelulare.1 în consecință, hipokaliemia poate fi cauzată de redistribuirea K+ de la ser la celule, scăderea aportului alimentar sau pierderea excesivă de K+ din calea gastrointestinală sau din rinichi. În mod evident, hipokaliemia datorată pierderii excesive renale sau gastro-intestinale sau aportului redus ar fi probabil asociată cu pierderea și deficiența altor ioni. Se estimează că mai mult de 50% din hipokaliemia semnificativă clinic are deficit concomitent de magneziu. Din punct de vedere clinic, deficitul combinat de K+ și magneziu este cel mai frecvent observat la persoanele care primesc terapie diuretică cu buclă sau tiazidă.1 alte cauze includ diaree; alcoolism; tulburări de transport tubular renal intrinsec, cum ar fi sindroamele Bartter și Gitelman; și leziuni tubulare cauzate de medicamente nefrotoxice, inclusiv aminoglicozide, amfotericină B, cisplatină etc. Deficitul concomitent de magneziu a fost apreciat de mult timp pentru a agrava hipokaliemia.2 hipokaliemia asociată cu deficiența de magneziu este adesea refractară la tratamentul cu K+. Administrarea concomitentă de magneziu este esențială pentru corectarea hipokaliemiei. Mecanismul hipokaliemiei în deficitul de magneziu rămâne totuși inexplicabil. Aici, revizuim literatura existentă pe această temă pentru a oferi o mai bună înțelegere a mecanismului. Din cauza limitărilor de spațiu, această recenzie citează articole de revizuire în locul multor publicații originale.

articolele anterioare au sugerat că afectarea Na-K-ATPazei cauzată de deficiența de magneziu contribuie la irosirea K+.3,4 deficitul de magneziu afectează Na-K-ATPaza, ceea ce ar reduce absorbția celulară A K+.3 o scădere a absorbției celulare A K+, dacă apare împreună cu creșterea excreției urinare sau gastrointestinale, ar duce la pierderea K+ și hipokaliemie. Micul K + este excretat în mod normal de tractul gastro-intestinal; prin urmare, hipokaliemia în deficitul de magneziu este probabil asociată cu excreția renală îmbunătățită k+. Pentru a susține această idee, Baehler și colab.5 a arătat că administrarea de magneziu scade excreția urinară K + și crește nivelul seric K+ la un pacient cu boală Bartter cu hipomagneziemie combinată și hipokaliemie. În mod similar, înlocuirea magneziului singur (fără K+) crește nivelul seric K+ la persoanele care au hipokaliemie și hipomagneziemie și primesc tratament cu tiazide.6 administrarea de magneziu a scăzut excreția urinară K+ la acești indivizi (Dr.Charles Pak, comunicare personală, UT Southwestern Medical Center din Dallas, 13 iulie 2007). Mai mult, infuzia de magneziu scade excreția urinară K+ la persoanele normale.7

K+ este filtrat liber la glomerul. Cea mai mare parte a k+ filtrată este reabsorbită de tubul proximal și de bucla Henle. Secreția K + apare în tubul convolut distal târziu și în conducta de colectare corticală, care contribuie în mare parte la excreția urinară k+.1 Kamel și colab.8 a abordat situsul tubular de acțiune al magneziului prin măsurarea gradientului de concentrație k + transtubular (TTKG). Ttkgoferă o reflectare indirectă a secreției K+ în nefronul distal. Autorii au descoperit că infuzia de magneziu (dar nu și infuzia de clorură de amoniu pentru a corecta alcaloza metabolică) a redus excreția urinară K+ și a scăzut TTKG la patru din șase pacienți cu boala Gitelman și hipokaliemie, hipomagneziemie și alcaloză metabolică. Astfel, înlocuirea magneziului previne irosirea renală k+, cel puțin parțial, prin scăderea secreției în nefronul distal. Studiile anterioare de micropunctură au confirmat, de asemenea, că magneziul scade secreția distală de K+.9,10

care este mecanismul celular pentru scăderea secreției K+ de magneziu? În celulele tubulare și corticale colectoare distale târzii, K + este preluat în celule de-a lungul membranei bazolaterale prin Na-K-Atpaze și secretat în lichidul luminal prin apical k+ canale. Două tipuri de canale K+ mediază secreția apicală K+: canalele ROMK și maxi-K. ROMK este un canal k + rectificator interior responsabil pentru secreția k + bazală (non–stimulată de flux).11 rectificarea interioară înseamnă că ionii K + curg în celule prin canalele ionice mai ușor decât în exterior.12 reabsorbția sodiului (Na+) prin canalul epitelial Na+ (ENaC) depolarizează potențialul membranei apicale, care asigură forța motrice pentru secreția K+. Aldosteronul crește reabsorbția de sodiu prin ENaC pentru a stimula secreția de K +(Figura 1). Canalele Maxi-K sunt responsabile pentru secreția k + stimulată de flux (datele nu sunt afișate). Rectificarea interioară a rezultatelor ROMK atunci când intracelular Mg2+ se leagă și blochează porii canalului din interior, limitând astfel fluxul exterior K+ (eflux). Fluxul K + interior (influx) ar deplasa Mg2+ intracelular din POR și ar elibera blocul (Figura 2). Concentrația Mg2 + intracelulară necesară pentru inhibarea ROMK depinde de tensiunea membranei și de concentrația extracelulară a K+.13 la potențialul fiziologic extracelular K+ și apical al membranei în nefronul distal, concentrația intracelulară efectivă a Mg2+ pentru inhibarea ROMK variază de la 0,1 la 10,0 mM, cu concentrația mediană la aproximativ 1,0 mM.13 concentrația intracelulară Mg2 + este estimată la 0,5 până la 1,0 mM.14 astfel, Mg2 + intracelular este un determinant critic al secreției K+ mediate de ROMK în nefronul distal. Modificările concentrației intracelulare de Mg2+ în intervalul fiziologic-fiziopatologic ar afecta semnificativ secreția de K+.

magneziul este cel mai abundent cation bivalent din organism. Aproximativ 60% din magneziu este stocat în os, alte 38% Sunt intracelulare în țesuturile moi și doar aproximativ 2% sunt în lichidul extracelular, inclusiv în plasmă. Citosolul este cel mai mare compartiment intracelular pentru Mg2+. Concentrația celulară Mg2 + este estimată între 10 și 20 mM. în citosol, ionii Mg2+ formează în principal complexe cu ATP și, într-o măsură mai mică, cu alte nucleotide și enzime. Numai aproximativ 5% din Mg2+ (0,5 până la 1,0 mM) din citosol este liber (nelegat).14 gradul de schimb al Mg2+ între țesuturi și plasmă variază foarte mult. S-a demonstrat în rinichi și inimă că 100% din Mg2+ intracelular se poate schimba cu plasma în decurs de 3 până la 4 ore.15 în schimb, doar aproximativ 10% din magneziu în creier și 25% în mușchii scheletici se pot schimba cu plasma, iar echilibrul apare după 16 ore de la ora 16. Concentrația intracelulară a Mg2 + liber în tubii renali în stările de deficit de magneziu nu a fost măsurată. Cu toate acestea, aceste rezultate susțin ideea că Mg2+ intracelular în tubii renali scade ușor în timpul deficitului de magneziu. În concordanță cu schimbul rapid între inimă și plasmă, epuizarea Mg2+ provoacă efecte adverse profunde asupra miocardului.16

Mai multe tulburări genetice ale homeostaziei de magneziu au risipa de magneziu fără risipa concomitentă de K+.17 acestea includ hipomagneziemia familială cu hipercalciurie și nefrocalcinoză, cauzată de mutații ale unei proteine cu joncțiune strânsă Paracellin-1 în membrul ascendent gros al buclei Henle și hipomagneziemia cu hipocalcemie secundară, cauzată de mutații ale canalului de magneziu TRPM6.18,19 în aceste boli genetice ale tulburării transportorului de magneziu17-19 și modele experimentale de deficit de magneziu dietetic izolat, nivelurile serice 4,10 K+ și excreția urinară K+ sunt normale. Cum se împacă aceste constatări cu modelul propus că scăderea Mg2 + intracelulară crește secreția K + mediată de ROMK în tubulii distali? Un motiv pentru lipsa hipokaliemiei semnificative și a pierderii K + în deficitul izolat de magneziu este legat de afectarea Na-K-ATPazei. Scăderea absorbției celulare K + în mușchi și rinichi ar tinde să mențină nivelurile serice K+, dar să scadă secreția renală K+ 4, 10; prin urmare, sunt necesari factori suplimentari pentru promovarea excreției renale k+. Un alt motiv este legat de faptul că canalele ROMK din membrana apicală a tubulilor distali joacă, de asemenea, un rol important în reglarea potențialului membranei.11 o creștere a secreției K + Ar hiperpolariza potențialul membranei (ca urmare a pierderii sarcinilor pozitive intracelulare), care scade forța motrice pentru fluxul K+ exterior și limitează în cele din urmă cantitatea totală de secreție K+; prin urmare, o simplă creștere a activității ROMK de la un Mg2+ intracelular scăzut poate să nu fie suficientă pentru a provoca o pierdere semnificativă a K+. Factorii suplimentari care ar oferi o forță motrice neabătută pentru secreția de K +(adică, împiedică hiperpolarizarea membranei apicale), cum ar fi o creștere a livrării distale de sodiu și a nivelurilor ridicate de aldosteron, sunt importanți pentru exacerbarea irosirii K+ în deficitul de magneziu (Figura 3). Unul sau ambii factori sunt prezenți în terapia cu diuretice, diaree, alcoolism, sindroame Bartter și Gitelman și leziuni tubulare cauzate de medicamente nefrotoxice.

magneziul și K+ sunt cei mai abundenți cationi intracelulari. Datorită distribuției lor intracelulare predominante, deficiența acestor ioni este subrecunoscută. Atât magneziul, cât și K+ sunt esențiale pentru stabilizarea potențialului membranei și scăderea excitabilității celulare.16 deficitul de magneziu nu numai că va exacerba pierderea K+, dar va agrava și efectele adverse ale hipokaliemiei asupra țesuturilor țintă.16 recunoașterea deficienței concomitente de magneziu și tratamentul precoce cu magneziu sunt imperative pentru tratamentul eficient și prevenirea complicațiilor hipokaliemiei.

• 2007 societatea americană de Nefrologie