IONICI, SQUILIBRI

IONICI, SQUILIBRI

Con riferimento al fondamentale concetto, in fisiologia, di omeostasi (v. App. IV, ii, p. 667), va ricordato che il mantenimento della vita richiede da parte dell'organismo umano il mantenimento di un'esatta composizione elettrolitica degli spazi sia intra- che extracellulari. Squilibri nella composizione elettrolitica comportano variazioni delle principali concentrazioni ioniche nell'organismo, comuni in numerose condizioni patologiche.

Omeostasi del sodio. - Metabolismo del sodio e dell'acqua sono strettamente connessi. Il sodio è estruso attivamente dalla cellula mediante la pompa sodio-potassio e rientra passivamente mediante diffusione. Il mantenimento del gradiente del sodio tra spazio intra- ed extracellulare è essenziale per la regolazione del volume cellulare.

Il sodio, insieme con il cloruro e il bicarbonato, mantiene circa il 90% della osmolalità dello spazio extracellulare. Variazioni di volume del liquido circolante determinano una risposta dei recettori di pressione dell'apparato iuxtaglomerulare a cui fa seguito una risposta di numerosi altri fattori tra cui l'aldosterone. Il rene mantiene l'omeostasi del sodio e quindi del metabolismo dell'acqua dell'organismo nonostante larghe variazioni di assunzione: in condizioni di ridotta assunzione l'escrezione del sodio viene ridotta al minimo. Una modificazione di concentrazione del sodio, e quindi di tonicità, solo dell'1-2%, stimola la produzione di ormone antidiuretico il quale modifica l'escrezione dell'acqua e così normalizza la tonicità. Il mantenimento della tonicità è tuttavia preceduto dal mantenimento del volume extracellulare. Nonostante una condizione di iponatriemia, una diminuzione del volume circolante del 10% stimola una ritenzione di liquidi.

Iponatriemie (〈140 mEq/L): sono il disturbo elettrolitico più comune nei degenti degli ospedali e sono rilevabili mediante la misurazione dell'osmolalità del siero. La condizione d'iponatriemia può essere associata a quella di: a) isotonicità (280 mosM), b) ipertonicità (>280 mosM) e c) ipotonicità (〈280 mosM). L'iponatriemia isotonica è dovuta all'aumento del contenuto sierico in proteine o lipidi (iperproteinemie o iperlipidemie) o glucosio; l'iponatriemia ipertonica è in genere associata alle condizioni d'iperglicemia; l'iponatriemia ipotonica può essere a sua volta distinta in tre gruppi a seconda che si accompagni a ipovolemia, a isovolemia o a ipervolemia, cioè a diminuzione, costanza o aumento del volume plasmatico. Le forme ipovolemiche sono in genere dovute a perdite di liquidi per via intestinale o renale (diuretici). Le forme isovolemiche sono spesso associate a ipersecrezione di ADH e seguono la somministrazione di numerosi farmaci, dagli ipoglicemici agli antitumorali, ai sedativi, agli psicofarmaci. Le forme ipervolemiche, che si accompagnano a edemi diffusi, sono dovute a insufficienza cardiaca, cirrosi, nefrosi, malnutrizione.

Ipernatriemie (>150 mEq/L): sono sempre associate a ipertonicità e sono in generale legate a uno squilibrio tra perdita e assunzione di acqua, quest'ultima per cattivo funzionamento del meccanismo della sete. La condizione d'ipernatriemia può essere associata a quella di ipovolemia, isovolemia e ipervolemia. Le ipernatriemie, ipovolemica e isovolemica, sono dovute a perdite di liquidi per cause renali ed extrarenali, tra cui le più comuni sono quelle legate al diabete insipido, ai diuretici e alle alterazioni della corticale del surrene. L'ipernatriemia ipervolemica è principalmente dovuta a eccesso di somministrazione o di sali di sodio o di cortisonici.

Omeostasi del potassio. - Il potassio ha due funzioni principali: partecipa al metabolismo cellulare (sintesi di proteine e di glicogeno) e determina il potenziale di riposo attraverso la membrana plasmatica. Il potassio è il principale catione intracellulare: 150÷160 mEq/L dentro e 3÷5 mEq/L fuori delle cellule con un rapporto 30:1 che ha importanti implicazioni fisiologiche. L'omeostasi del potassio è alterata da numerose cause: acidosi e alcalosi respiratoria e metabolica, somministrazione di agonisti e bloccanti alfa e beta, deficit o eccesso d'insulina, necrosi cellulari, prevalenza di anabolismo o di catabolismo, attività fisica, alterazioni della pompa sodio/potassio.

Ipokaliemie (〈2,5-3,5 mEq/L): si dividono in due gruppi, a seconda che il contenuto globale di K+ dell'organismo sia inalterato o sia diminuito. Appartengono al primo gruppo le alterazioni di distribuzione del K+, dovute ad alcalosi metabolica, eccesso d'insulina, trattamento con beta agonisti, ecc. Appartengono invece al secondo gruppo le perdite di K+ dall'organismo per cause di varia origine: gastrointestinale (vomito, diarrea), cutanea (da eccessiva sudorazione), urinaria (associata o no ad alterazioni della pressione arteriosa), corticosurrenale, ecc. La condizione d'ipokaliemia è accompagnata da un quadro clinico in cui sono interessati i sistemi cardiovascolare (alterazioni del ritmo cardiaco e della pressione), muscolare (astenia, crampi, paralisi), metabolico (alterazioni del ricambio glicidico, lipidico ed elettrolitico), renale ed epatico.

Iperkaliemie (>5,5 mEq/L): anche queste si dividono come le ipokaliemie in due gruppi, a seconda che il contenuto di K+ dell'organismo sia inalterato o aumentato. Appartengono al primo gruppo le alterazioni di distribuzione dovute ad acidosi, deficienza d'insulina, necrosi tissutale, e somministrazione di farmaci vari tra cui la digitale e i betabloccanti. Appartengono al secondo gruppo le condizioni o di eccessiva ingestione o di diminuita escrezione (legate principalmente a difetti dell'asse angiotensina-aldosterone). Nel quadro clinico predominano i segni a carico dei sistemi muscolare (astenia, paralisi) e cardiovascolare (alterazioni del ritmo e pericoli di fibrillazione e di arresto cardiaco).

Omeostasi del calcio. - Il mantenimento dell'omeostasi del calcio negli spazi sia intra- che extracellulari è fondamentale per la vita. Il Ca²⁺ è importante per l'attività delle membrane, l'attività neuromuscolare, la secrezione sia esocrina che endocrina, la coagulazione del sangue, ecc. Inoltre il Ca²⁺ rappresenta il principale veicolo per la trasmissione dei messaggi all'interno della cellula. La concentrazione del Ca²⁺ è soggetta a una fine regolazione. Quella extracellulare è garantita dall'ormone paratiroideo, dalla vitamina D, dalla calcitonina, i quali regolano l'assorbimento intestinale, la deposizione ossea e l'escrezione renale. Quella intracellulare è garantita da un complesso sistema di canali, di scambiatori e di pompe presenti su ognuna delle varie membrane in cui è sepimentata la cellula. Il 99,5% del Ca²⁺ è contenuto nelle ossa e lo 0,5% nel plasma, di cui circa metà legato alle proteine e metà libero. Le alterazioni del pH modificano il prodotto di solubilità del calcio fosfato e alterano il legame della Ca²⁺ alle proteine e quindi la calcemia che dipende dal calcio libero.

Ipercalcemie: le cause più comuni d'ipercalcemia sono l'iperparatiroidismo (85% adenomi benigni) e il cancro. Circa il 10% degli ammalati di cancro (specie i tumori polmonari, il mieloma e le leucemie) sviluppano un'ipercalcemia spesso come conseguenza di aumentata attività osteoclastica e quindi di riassorbimento osseo. Il quadro è dominato dall'ottundimento mentale, dai disturbi renali e cardiaci. Questi ultimi possono portare ad aritmie ventricolari maligne. Le ipercalcemie croniche determinano calcificazioni metastatiche.

Ipocalcemie: le cause d'ipocalcemia sono varie: ipoparatiroidismo, ipoalbuminemia, disturbi dell'assorbimento intestinale, deficienze di vitamina D (per ipoassorbimento intestinale, malattie epatiche, malattie renali), uso di farmaci (furosemide, barbiturici, ecc.). Il quadro è dominato dai sintomi neuromuscolari (quadro tetanico con crampi e spasmi) e cardiovascolari (diminuita contrattilità miocardica con insufficienza cardiaca).

Omeostasi del magnesio. - Il Mg²⁺ è importante sia perché è il cofattore di centinaia di enzimi, sia perché è il naturale antagonista del Ca²⁺. Inoltre è il complemento indispensabile per le membrane di cui assicura la stabilità. Il 99% del Mg²⁺ è intracellulare. L'omeostasi dipende principalmente dalla filtrazione e dal riassorbimento renale.

Ipermagnesiemie: si verificano quando l'ingestione supera l'eliminazione, come conseguenza o di eccessiva somministrazione (iatrogena) o di difetto di eliminazione (insufficienza renale). Il quadro è dominato dai sintomi neuromuscolari (blocco della trasmissione) e cardiovascolari (diminuzione del ritmo, della conduzione e della pressione).

Ipomagnesiemie: si verificano quando l'eliminazione supera l'ingestione per disturbi o del tratto gastrointestinale (malassorbimento, vomito, diarrea, ecc.) o renale (varie malattie tubulari, farmaci come aminoglicosidici, ciclosporina, digitalici, diuretici, o alterazioni endocrine). Il quadro clinico è dominato dai sintomi neuromuscolari (di tipo tetanico), psichiatrici (delirio, confusione) e cardiaco (tachicardia, fibrillazione).

Omeostasi del fosforo. - Composti contenenti fosforo entrano in tutte le più importanti reazioni metaboliche (tra cui quelle energetiche) e strutture biologiche (fosfolipidi di membrana, nucleotidi, ecc.). È il maggiore anione intracellulare ove si trova in forma di estere. È presente anche in piccole quantità nel plasma in forma inorganica. Le riserve dell'organismo dipendono largamente dalla funzionalità renale: filtrazione e riassorbimento, regolati a loro volta da vitamina D e ormone paratiroideo che controllano il riassorbimento tubulare di fosforo.

Iperfosfatemie: si verificano in genere nell'insufficienza renale acuta e cronica, nell'ipoparatiroidismo (per aumento del riassorbimento tubulare) o per cause iatrogene.

Ipofosfatemie: a parte quelle dovute a shift intracellulari, si verificano in genere per diminuzione di assunzione o per insufficiente riassorbimento da parte del rene. Frequenti nell'alcoolismo acuto e anche in conseguenza della diuresi durante il recupero dopo ustioni di terzo grado. I quadri delle iper- e ipofosfatemie sono dominati rispettivamente dalle ipo- e ipercalcemie a causa del prodotto di solubilità del calcio fosfato.

Bibl.: A.C. Guyton, Textbook of medical physiology, Filadelfia 1981; Harrison's principles of internal medicine, a cura di E. Braunwald e altri, 2 voll., New York 1987; J. Di Piro e altri, Pharmacotherapy. A pathophisiological approach, ivi 1989; L. Stryer, Biochemistry, ivi 1989.