ELECTROLITOS

ELECTROLITOS Un electrolito o electrólito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten de iones en solución, los electrólitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos. Comúnmente, los electrolitos existen como soluciones de ácidos, bases o sales. Más aún, algunos gases pueden comportarse como electrolitos bajo condiciones de alta temperatura o baja presión. Las soluciones de ele ctrolitos pueden resultar de la disolución de algunos polímeros biológicos (por ejemplo, ADN, polipéptidos) o sintéticos (por ejemplo, poliestirensulfonato, en cuyo caso se denominan polielectrolito) y contienen múltiples centros cargados. Las soluciones de electrolitos se forman normalmente normalmente cuando una sal se coloca en un solvente tal como el agua, y los componentes individuales se disocian debido a las interacciones entre las moléculas del solvente y el soluto, en un proceso denominado solvatación. En términos simples, el electrolito es un material que se disuelve completa o parcialmente en agua para producir una solución que conduce una corriente eléctrica. Las sales fundidas también pueden ser electrólitos. Por ejemplo, cuando el cloruro de sodio se funde, el líquido conduce la electricidad. Si un electrólito en solución posee una alta proporción del soluto se disocia para formar iones libres, se dice que el electrólito es fuerte; si la mayoría del soluto no se disocia, el electrólito es débil. Las propiedades de los electrólitos pueden ser explotadas usando la electrólisis para extraer los elementos químicos constituyentes. Importancia fisiológica.- En fisiología, los iones primarios de los electrólitos son sodio

(Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), cloruro (Cl), hidrógeno fosfato (HPO42) y bicarbonato (HCO3). Todas las formas de vida superiores requieren un sutil y complejo balance de electrólitos entre el medio intracelular y el extracelular. En particular, el mantenimiento de un gradiente osmótico preciso de electrólitos es importante. Tales gradientes afectan y regulan la hidratación del cuerpo, pH de la sangre y son críticos para las funciones de los nervios y los músculos. Existen varios mecanismos en las especies vivientes para mantener las concentraciones de los diferentes electrólitos bajo un control riguroso.

Tanto el tejido muscular y las neuronas son considerados tejidos eléctricos del cuerpo. Los músculos y las neuronas son activados por la actividad de electrólitos entre el fluido extracelular o fluido intersticial y el fluido intracelular. Los electrólitos pueden entrar o salir a través de la membrana celular por medio de estructuras proteicas especializadas, incorporadas en la membrana, denominadas canales iónicos. Por ejemplo, las contracciones musculares dependen de la presencia de calcio (Ca2+), sodio (Na+), y potasio (K+). Sin suficientes niveles de estos electrólitos clave, puede suceder debilidad muscular o severas contracciones musculares. El balance de electrólitos se mantiene por vía oral o, en emergencias, por administración vía intravenosa (IV) de sustancias conteniendo electrólitos, y se regula mediante hormona, generalmente con los riñones eliminando los niveles excesivos. En humanos, la homeostasis de electrólitos está regulada por hormonas como la hormona antidiurética, aldosterona y la paratohormona. Los desequilibrios electrolíticos serios, como la deshidratación y la sobrehidratación pueden conducir a complicaciones cardíacas y neurológicas y, a menos que sean resueltas rápidamente, pueden resultar en una emergencia médica. Medición.-

La medición de los electrólitos es un procedimiento diagnóstico realizado

comúnmente, ejecutado vía examen de sangre con electrodos selectivos o urinálisis por tecnólogos médicos. La interpretación de estos valores es algo carente de significado sin la historia clínica y frecuentemente es imposible sin una medición paralela de la función renal. Los electrólitos medidos más frecuentemente son el sodio y el potasio. Los niveles de cloruro se miden rara vez, excepto para la interpretación de gas sanguíneo arterial dado que están vinculados inherentemente a los niveles de sodio. Un test importante llevado a cabo con la orina es el examen de gravedad específica para determinar la existencia de desbalance electrolítico. Los electrolitos se clasifican según las conductividades de sus soluciones acuosas en: electrolitos fuertes, electrolitos débiles y no electrolitos.

Electrolitos fuertes.- son aquellos que se disocian en gran proporción, existen casi exclusivamente en forma de iones en solución acuosa y son buenos conductores de la corriente eléctrica. En este grupo se encuentran los ácidos y bases fuertes así como sus sales. Por ejemplo HC1, H2S04, NaOH, NaCl, etc.

Electrolitos débiles.- Son aquellos que se ionizan en menor proporción, existen como una mezcla en equilibrio de iones y moléculas y conducen menos que los anteriores la corriente eléctrica. En este grupo se encuentran los ácidos y bases débiles, así como sus sales. Por ejemplo, CH3-COOH, NaHCO3, CH3-COONa, NaH2P04, lactato de sodio, etc.

No electrolitos.- Son aquellos que no se ionizan, solamente se disuelven como moléculas y, por ende, dan soluciones que no conducen la corriente eléctrica. En este grupo se encuentran sustancias como glucosa, sacarosa y solventes orgánicos no polares. De acuerdo a esta clasificación el agua es un mal conductor de la electricidad, cuando está destilada o desionizada. El agua de uso normal es un electrolito débil. FUNCIONES ORGANICAS

En disolución, los iones migran hacia los electrodos de acuerdo con sus cargas, los iones positivos migran al cátodo (polo negativo) y reciben el nombre de cationes, y los iones negativos, migran al ánodo (polo positivo) y reciben el nombre de aniones. La fuente de corriente (batería o pila), provoca el transporte de electrones por el filamento desde el ánodo hacia el cátodo. Los cationes más abundantes en los líquidos biológicos son: Na+, K+, Ca++ y

Mg++

y los aniones más abundantes son: Cl", HCO" HPO~ SO~ proteinatos y

ácidos orgánicos (lactato, piruvato, etc). La composición iónica del líquido intracelular difiere notablemente de la del líquido extracelular. El medio interno es rico en K+ y Mg++, y fosfato como anión principal, en tanto que el líquido extracelular contiene principalmente Na+ y Ca++, y Cl" como anión principal. Se piensa que esta diferencia se debe a que el mar primitivo donde se originó la vida era rico en K+ y Mg++, por lo que las reacciones enzimáticas y otros procesos biológicos evolucionaron a partir de ese medio. Posteriormente, cuando el mar cambió gradualmente a una composición rica en Na+ y Ca++, las células se enfrentaron con una fuerte presión de selección y conservaron la concentración intracelular original a expensas de desarrollar membranas y "bombas" para mantener su microambiente interno. Sodio

(Na+). Es el principal catión extracelular; se encuentra asociado al cloruro y

al bicarbonato. Tiene como función regular el equilibrio ácido base, mantener la presión osmótica de los líquidos y preservar la excitabilidad y permeabilidad celular.

Potasio (K+). Es el principal catión intracelular; tiene gran influencia sobre la actividad muscular, especialmente sobre el miocardio. Al igual que el sodio, participa en la regulación del equilibrio acido base y la presión osmótica intracelular.

F osfato

y amonio (HPÓ. y NH ). Tienen importancia en el equilibrio ácido base, así 

como en los mecanismos compensadores que se v erán más adelante.

LUGARES DONDE SE ENCUENTRAN LOS ELECTROLITOS Los electrolitos se los puede encontrar en diversas fuentes, entre las cuales podemos citar las siguientes. Sodio.-

La principal fuente de sodio es el cloruro de sodio, sal común

utilizada en los alimentos, aparte del que contienen los alimentos. La ingestión promedio es de 69 a 208 mEq de sodio por día, que se cubren con 5 a 15 g de cloruro de sodio. Aunque su aporte óptimo se desconoce, al parecer 5 g de sal por día son suficientes. Cuando hay necesidad

de

compensar

alguna

pérdida,

se

recurre

casi

invariablemente a la administración intravenosa.

Potasio.- El potasio está presente en la mayoría de los alimentos. Su distribución es tan amplia que es poco probable que en condiciones normales pueda producirse una deficiencia. Sus requerimientos diarios en un adulto oscilan entre 1.87 a 5.62 g. La ingestión de potasio promedio es de unos 4 g (100 meq) diarios y se absorben casi totalmente en el tubo digestivo.

Cloruro.- El cloruro está presente en la sal de mesa, carne, leche y huevo. Los cloruros existen en su mayoría en forma de cloruro de sodio, de tal manera que su aporte es satisfactorio mientras el aporte de sodio sea adecuado. Los requerimientos diarios del adulto son de 1.7 a 5.1 g.

Calcio.- El calcio está presente en la leche y derivados, como el queso; yema de huevo, aguas duras y vegetales. Los requerimientos diarios son de alrededor de 800 mg en adultos y se incrementan durante el crecimiento (0.8-1.2 g) embarazo y lactación (1.2 g). En promedio la dieta consumida al día por un adulto contiene de 400 a 800 mg de calcio, de los cuales se absorben de 30 a 40%. Esta

absorción depende de una proteína intestinal fijadora de calcio, cuya síntesis está regulada por un metabolito de la vitamina D, el 1,25 dihidroxicolecalciferol, sintetizado en el riñon, en respuesta a las bajas concentraciones de Ca++ en el plasma. Así, la absorción de calcio se adapta a las necesidades corporales. La absorción de calcio disminuye con la edad. Magnesio.-

Se encuentra fundamentalmente en cereales,

nueces, carne, mariscos y leche. La leche humana contiene cerca de 4 mg de Mg++ por 100 ml y la de vaca alrededor de 12 mg por 100 ml. Se consideran requerimientos de 200 a 300 mg diarios. La ración diaria recomendada es de 300 a 400 mg al día. El magnesio se absorbe poco en el intestino pero, una vez absorbido se utiliza para la formación de tejido (24 mEq por kg de tejido). Fósforo.-

Se encuentra en casi todos los alimentos. La

distribución de calcio y fósforo en los alimentos es muy semejante; de aquí que una ingestión adecuada de calcio asegura un aporte también adecuado de fósforo. Se recomienda una ingesta de 1 a 1.5 g diarios. La relación Ca: P en la dieta afecta tanto la absorción como excreción de estos elementos. La relación óptima es de 1:1 cuando el aporte de vitamina D es adecuado. BEBIDAS DEPORTIVAS

Otra fuente donde comúnmente se encuentran los electrólitos es en las bebidas deportivas. En terapia de rehidratación oral, las bebidas con electrólitos c ontienen sales de sodio y potasio restablecen el agua del cuerpo y los niveles de electrólitos después de la deshidratación causada por el ejercicio, diaforesis, diarrea, vómito, intoxicación o hambre. No es necesario reemplazar las pérdidas de sodio, potasio y otros electrólitos durante el ejercicio, dado que no suele suceder una disminución significativa de las reservas corporales de estos minerales durante el entrenamiento normal. Sin embargo, en condiciones de ejercitación extrema por 5 o más horas (por ejemplo: ironman o

ultramaratón), se recomienda el consumo de una bebida deportiva compleja con electrólitos.

VALORES NORMALES DE LOS ELECTROLITOS Los electrolitos en el cuerpo humano se mantienen ciertos niveles óptimos para mantener las homeostasis en el organismo. Los valores normales se los describe en el siguiente cuadro.

Ele r li

V

Na

m

/ t

K

.

. m

/ t

Ca

.

. m

/ t

Mg

.

. m

/ t

m

Cl Fosfatos Bi arbonato

.

. m m

/ t / t

/ t

PATOLOGIAS EN LAS Q UE SE ENCUENTRAN ALTERADOS LOS ELECTROLITOS Alteración del Sodio (Na+).- El sodio es el factor determinante de la Osmolaridad. Tiene la

función de regular la distribución de agua.

Hiponatremia.- es el déficit de Sodio. Causas: y

Vómitos, diarreas.

y

Diaforesis.

y

Diuréticos + dieta pobre en sal.

y

Hipoaldosteronismo.

Manifestaciones

clínicas:

y

Alteraciones gastrointestinales.

y

Alteración del sistema nervioso central: Cefalea.

y

Temblores musculares.

Hipernatremia: es el exceso de Sodio. Posee una concentración sérica mayor a 145 mEq Lt.  

Causas: y

Pérdida de agua en personas inconcientes.

y

Fiebres o quemaduras intensas.

y

Diabetes insípida

Manifestaciones

clínicas:

y

Síntomas neurológicos por deshidratación celular.

y

Sed.

y

Hipertermia.

y

Hiperreflexia Hipotonía ¡ 

Alteración

del

potasio (K+).- El potasio es el principal electrolito intracelular. Cumple la

función de Regular la actividad del músculo estriado.

Hipokalemia.- se conoce como hipokalemia al déficit de potasio. Causas: y

Alcalosis.

y

Diarrea líquida (iliostomía reciente).

y

Hiperaldosteronismo.

y

Uso indiscriminado de diuréticos.

Manifestaciones

clínicas:

y

Fatiga, anorexia.

y

Debilidad muscular, calambres.

y

Motilidad intestinal disminuida.

y

Parestesias.

Hiperkalemia.- Se refiere a un exceso de Potasio. Causas: y

Insuficiencia renal.

y

Hipoaldosteronismo.

y

Uso de diuréticos ahorradores de K+.

y

Acidosis metabólica.

Manifestaciones y

Alteración

clínicas:

Debilidad muscular hasta parálisis. del

Calcio (Ca+).- Solo el 1% del calcio circula a nivel plasmático, un 50% está

ionizado. El calcio tiene como función ayudar en la coagulación de la sangre y en el funcionamiento neuromuscular.

Hipocalcemia.- se refiere a un déficit de calcio. Causas: y

Hipoparatiroidismo.

y

Pancreatitis.

y

Insuficiencia renal.

Manifestaciones

clínicas:

y

Signos de hiperexcitabilidad neuronal.

y

Tetania de cara y extremidades.

y

Temblores en el recién nacido

Hipercalcemia.- se refiere a un exceso de los niveles de calcio. Causas: y

Hiperparatiroidismo.

y

Inmovilización prolongada.

Manifestaciones

clínicas:

y

Debilidad muscular.

y

Falta de

y

Estreñimiento.

y

Dolor abdominal y óseo.

coordinación.

y

Confusión mental.

y

Paro cardiaco (18 mg dl) ¢ 

Alteración

del

fósforo (P+).- El fósforo es un componente principal de la hidroxiapatita

cálcica, es parte de los segundos mensajeros AMPc y GMPc, es parte del trifosfato de adenosina y de importantes fosfoproteínas y fosfolípidos.

Hipofosfatemia.- Se considera hipofosfatemia a valores por debajo de 2,5 mg dl; si dicho £ 

valore se encuentra por debajo de 1 mg dl estamos frente a una hipofosfatemia severa. £ 

Causas: y

Insuficiencia renal oligúrica.

y

Diuresis osmótica.

y

Hiperparatiroidismo.

y

Diarrea crónica secretora.

y

Déficit de vitamina D.

Manifestaciones

clínicas:

y

Signos y síntomas de encefalopatía metabólica.

y

Irritabilidad, malestar, convulsiones, ataxia, coma.

y

Debilidad muscular generalizada con insuficiencia respiratoria.

y

Insuficiencia miocárdica.

y

Disfunción eritrocitaria.

y

Disfunción leucocitaria.

y

Disfunción plaquetaria.

y

Osteomalacia.

y

Aumento transitorio de la bilirrubina.

y

Hipoglucemia.

Hiperfosfatemia.- La hiperfosfatemia es un trastorno menos común que la hipofosfatemia y se define con valores mayores a 4,7 mg dl. ¤ 

Causas: y

Suplementos intravenosos de fósforo.

y

Envenenamiento agudo.

y

Leche suplementada con fósforo en los niños.

y

Intoxicación por vitamina D (aumento de la absorción).

y

Hipoparatiroidismo.

y

Pseudoparatiroidismo.

y

Déficit de magnesio.

y

Síndrome lactoalcalino.

y

Calcinosis tumoral.

y

Hipofosfatasias.

Alteración del magnesio (Mg+).- El magnesio es el segundo catión intracelular y el cuarto

catión corporal más abundante del organismo humano. Es un modulador esencial de la actividad eléctrica intracelular y trasmembrana ya que es cofactor de numerosas enzimas en donde se encuentra en juego el ATP. Un adulto normal posee aproximadamente 20 gramos de Magnesio de depósitos. El valor normal de magnesio es de 1.3  2.2 mEq L. ¥ 

Hipomagnesemia.- se refiere a un déficit de los niveles normales de magnesio. Causas: y

Diuresis osmótica.

y

Diuréticos.

y

Hipertiroidismo.

y

Hipercalcemia.

y

Alcoholismo.

y

Antibióticos nefrotóxicos.

Manifestaciones

clínicas:

y

Hiperexcitabilidad neuromuscular.

y

Convulsiones generalizadas, vértigo, ataxia.

y

Temblor.

y

Fasciculaciones.

y

Debilidad muscular.

Hipermagnesemia.- se denomina hipermagnesemia a valores por encima de los 3 mg dl ¦ 

Causas: y

Abuso de antiácidos y laxantes.

y

Tratamiento en preeclampsia.

y

Diálisis con baños ricos en magnesio.

Manifestaciones

clínicas:

y

Nauseas y vómitos.

y

Hiporreflexia generalizada.

y

Hipotensión.

y

Bloqueos cardiacos completos.

y

Asistolia y muerte.

BIBLIOGRAFÍ A:

1. Daniel Pacheco Leal. Bioquímica estructural y aplicada a la medicina.

Agua y electrolitos. 2.

Internet  Enciclopedia libre Wikipedia. Electrolitos, principios, importancia fisiológica y medición.

3.

Internet  www.intramed.com Alteraciones de los electrolitos y trastornos del metabolismo de los electrolitos.

4.

Horne  Guía clínica de enfermería Alteraciones del balance del sodio, potasio y calcio.