Eletrólitos

Introdução

Fluidos corporais e eletrólitos

• Massa corporal total: 45%–60% água
  • Fluido intracelular (ICF, pela sigla em inglês)
  • Fluido extracelular (ECF, pela sigla em inglês):
    • Compartimento intersticial (maioria do ECF)
    • Compartimento intravascular
• Eletrólitos:
  • Minerais com carga elétrica
  • Os eletrólitos dissociam-se em catiões (carregados positivamente) e aniões (carregados negativamente) quando dissolvidos em água.

Equilíbrio eletrolítico

Os compartimentos do ICF e ECF têm distribuição eletrolítica diferente e desigual para manter a função fisiológica.

Fluido intracelular:

• K⁺: principal catião intracelular
• Mg ² ⁺
• Os fosfatos (HPO₄² ^– /H₂PO4 ^– ) equilibram eletricamente os catiões intracelulares juntamente com as proteínas carregadas negativamente.

Fluido extracelular:

• Na⁺:
  • Principal catião extracelular
  • Importante na determinação da osmolaridade sérica (solutos/L)
  • Controla o volume do ECF e a distribuição de água no corpo
• Cálcio (Ca²⁺)
• Cloro e HCO₃ ^– :
  • O cloro é o anião mais abundante no ECF.
  • Os aniões equilibram os catiões extracelulares.

Sódio

Descrição Geral

• Intervalo normal: 135–145 mEq/L
• 95% do Na ⁺ ingerido é absorvido pelo intestino.
• Excreção:
  • 90%–95% excretado pelos rins
  • Resto através de fezes e suor
• Funções:
  • Estabelece a pressão osmótica
  • Gradiente transcelular Na ⁺:
    • Regulado por canais de membrana celular ATP dependentes: ATPase Na ⁺ -K⁺
    • Essencial na manutenção do potencial de membrana em repouso
  • O influxo transitório de Na ⁺ gera potencial de ação que leva a:
    • Condução nervosa
    • Contração muscular
    • Condução cardíaca
    • Ativação de vias de sinalização intracelular

Regulação

• Homeostase Na ⁺:
  • Regulada pelos rins (maioria nos túbulos proximais)
  • Ocorre ao detetar mudanças no volume circulante efetivo (ECV, pela siga em inglês):
    • ↑ Na ⁺ causas ↑ ECV
    • ↓ Na ⁺ causas ↓ ECV
• SRAA:
  • Aparelho justaglomerular e barorrecetores do seio carotídeo/arco aórtico desencadeiam a libertação de renina dos rins quando ↓ ECV
  • Se o Na ⁺ estiver baixo: ↓ ECV → renina → angiotensina (causando vasoconstrição) → é secretada aldosterona:
    • Reabsorção Na ⁺ dos túbulos renais
    • Promove a secreção de K⁺ na urina
• Peptídeos natriuréticos:
  • Inclui peptídeo natriurético atrial e BNP
  • Se o Na ⁺ estiver alto: ↑ ECV → barorrecetores cardíacos detetam um ↑ no ECV → é secretado peptídeo natriurético
    • Estimula a excreção urinária de Na ⁺ (natriurese)
    • Também promove a excreção de água
    • Inibe a produção de angiotensina II

Distúrbios relacionados

• Hipernatremia: Na ⁺> 145 meq/L
• Hiponatremia: Na ⁺< 135 meq/L

Potássio

Descrição Geral

• Intervalo normal: 3.5–5.2 mEq/L
• Excreção: 90% é excretado na urina, 10% nas fezes
• Funções:
  • ٌPotencial de membrana celular em repouso e a propagação de potenciais de ação
  • Secreção e ação hormonal
  • Tónus vascular
  • Controlo sistémico da PA
  • Motilidade GI
  • Metabolismo da glicose e da insulina
  • Capacidade de concentração dos rins e regulação do pH

Regulação

• Os rins são responsáveis por 90%–95% da regulação geral de K ⁺.
  • O ↑ nível de K ⁺ do ECF desencadeia mecanismos para a excreção renal de K+
  • Aldosterona:
    • Estimula ATPase Na+-K⁺
    • Aumenta a excreção de K+ nos túbulos distais e ductos coletores
• O deslocamento transcelular (mediado pela insulina e pelo sistema nervoso simpático) previne o aumento excessivo dos níveis de K ⁺ no ECF.
  • Ativação do recetor β2:
    • Estimula a captação de K ⁺ nas células (principalmente nas células musculares e hepáticas)
    • Os antagonistas β2 bloqueiam a captação de K ⁺ e causam hipercalemia.
    • A ativação do recetor α1 causa um deslocamento de K ⁺ para fora das células.
  • Insulina:
    • Estimula ATPase Na ⁺ -K⁺
    • Aumenta a captação de K ⁺ nas células
    • Responsável pela absorção dietética de K ⁺ nas células após uma refeição
• Outros fatores:
  • Estado ácido-base:
    • A acidose faz com que o K ⁺ se mova para fora das células.
    • A alcalose faz com que o K ⁺ se mova para dentro das células.
  • Exercício: move K ⁺ para fora das células musculares

Distúrbios relacionados

• Hipercalemia: K ⁺> 5.2 mEq/L
• Hipocalemia: K ⁺< 3.5 mEq/L

Cloro

Descrição Geral

• Intervalo normal: 96-106 mEq/L

• Rápido e quase totalmente absorvido pelo trato GI
• Excreção: pelo trato GI, trato urinário e pele
• Funções:
  • Segue o Na ⁺ através das membranas celulares para manter a neutralidade de carga
  • Manutenção da homeostase celular
  • Transmissão de potenciais de ação em neurónios
  • Manutenção da osmolaridade do ECF (juntamente com Na ⁺ ), regulando assim:
    • Volume de sangue
    • PA
  • Equilíbrio ácido-base
  • Síntese de ácido clorídrico gástrico
  • Controlo do transporte de fluido epitelial

Regulação

Homeostase do cloro:

• Principalmente pelos rins (através da reabsorção nos túbulos)
• Afetados por distúrbios ácido-base:
  • ↑ Cloro: associado à acidose
  • ↓ Cloro: associado à alcalose
• Afetado por mudanças nos níveis de Na⁺. A reabsorção é mediada por cotransportadores de catiões em combinação com Na⁺.

Distúrbios relacionados

• Hipercloremia (cloro > 106 mEq/L):
  • Pela perda de água pura (fluido sem eletrólitos), como desidratação hipotónica
  • Administração de fluidos contendo NaCl ou alimentação hipertónica
  • Acidose:
    • Acidose tubular renal
    • Diarreia do intestino delgado
    • Fístula pancreática
  • Fármacos (acetazolamida)
• Hipocloremia (< 96 mEq/L):
  • Ingestão inadequada de NaCl
  • Perda de cloro:
    • Vómitos: perda de ácido clorídrico no estômago, que leva a alcalose metabólica hipoclorémica hipocalémica
    • Lavagem gástrica
    • Queimaduras
    • Uso excessivo de diuréticos ou diurese osmótica
    • Em combinação com hiponatremia

Cálcio

Descrição Geral

• Intervalo normal: 8.5–10.5 mg/dL
• Ca²⁺: forma metabolicamente ativa (faixa normal 4.65–5.25 mg/dL)
• Mineral mais abundante no corpo humano sendo que 99% é encontrado no esqueleto
• Funções:
  • Atividade enzimática
  • Funções celulares relacionadas com a divisão celular, exocitose, comunicação
  • Contração muscular
  • Contratilidade cardíaca
  • Condução nervosa
  • Coagulação do sangue
  • Mineralização óssea

Regulação

• Os ossos, os intestinos e os rins estão envolvidos na homeostasia.
• Elementos-chave da regulação Ca²⁺:
  • Hormona da paratiroide (PTH, pela sigla em inglês) das glândulas paratiroides:
    • ↑ Produção de vitamina D nos rins
    • ↑ Reabsorção Ca²⁺ nos túbulos distais e ↑ absorção Ca²⁺ no intestino
    • ↑ Reabsorção óssea (libertação de Ca²⁺ e HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^– dos ossos)
  • Vitamina D:
    • Ativa os osteoclastos para libertar Ca²⁺ e fósforo
    • ↑ Ca²⁺ intestinal e absorção HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^–
  • pH:
    • ↑ pH (alcalose) → ↑ ligação à albumina = ↓ Ca² ionizado⁺
    • ↓ pH (acidose) → ↓ ligação à albumina = ↑ Ca² ionizado⁺
  • Albumina:
    • A cada ↓ 1 g/dL na albumina → ↓ no Ca²⁺ em 0,8 mg/dL
    • Ca²⁺ corrigido (mg/dL) = Ca²⁺ total medido (mg/dL) + [0 .8 x (4.0 – concentração de albumina (g/dL))]
  • Outros fatores:
    • Calcitonina da glândula tiroide (opõe-se à PTH →↓ Ca²⁺)
    • Hiperfosfatemia (↑ ligação HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^– , ↓ Ca²⁺)
    • Hipomagnesemia (↓ libertação de PTH → ↓ Ca²⁺)

Distúrbios relacionados

• Hipercalcemia: Ca²⁺ > 10.5 mg/dL
• Hipocalcemia: Ca²⁺ < 8.5 mg/dL

Magnésio

Descrição Geral

• Intervalo normal: 1.5–2.2 mg/dL

• 4º catião mais abundante no corpo
• Distribuição de Mg²⁺ no corpo:
  • Esqueleto: 55%
  • Tecido mole: 45%
  • ECF: 1% (cerca de 55% livre, com o restante associado a aniões ou proteínas)
• Funções:
  • Cofator para reações enzimáticas envolvidas na síntese de ATP e/ou DNA e RNA
  • Replicação celular e processos bioquímicos (ou seja, glicólise)
  • Associado à homeostase do Ca²⁺ e K⁺
  • Excitabilidade neuromuscular:
    • Contração e relaxamento do músculo liso
    • Estabilização do músculo cardíaco
  • Coagulação

Regulação

• A manutenção dos níveis de Mg²⁺ no sangue varia e depende da:
  • Ingestão
  • Absorção GI
  • Reabsorção e excreção renal
• Os rins conservam Mg²⁺ quando os níveis estão baixos e excretam o excesso quando a ingestão for alta.
• Elementos-chave:
  • Aumento da absorção de Mg²⁺ na presença de:
    • PTH
    • Vitamina D
    • Na⁺ na dieta
    • Hormona da tiroide
  • Diminuição da absorção de Mg²⁺ na presença de:
    • Ca²⁺
    • Aldosterona (promove a excreção de Mg²⁺ com K⁺ e retenção de Na⁺)

Distúrbios relacionados

• Hipermagnesemia (Mg²⁺ > 2.2 mg/dL):
  • Uso excessivo de laxantes ou antiácidos que contém Mg²⁺
  • Insuficiência renal
  • Características:
    • Fraqueza muscular generalizada, náusea
    • Hipotensão
    • Anomalias do ritmo cardíaco (especialmente se Mg²⁺ > 6 mg/dL): PR prolongado, QRS largo, ondas T apiculadas
  • O tratamento inclui gluconato de cálcio, diurese e diálise.
• Hipomagnesemia (Mg²⁺ < 1,5 mg/dL):
  • Alcoolismo (a alteração eletrolítica mais comum é ↓ Mg²⁺)
  • Diarreia e doenças gastrointestinais
  • Uso de diuréticos
  • Terapia com inibidor da bomba de protões
  • Causa comum de refratário hipocalemia

Fosfato

Descrição Geral

• Intervalo normal: 2.5–4.5 mg/dL (maior em crianças)
• 2 formas no sangue (dependendo do estado ácido-base):
  • Di-hidrogenofosfato (H₂PO₄ ^– )
  • Fosfato de monohidrogénio (HPO₄² ^– )
• 85% do fosfato corporal total está nos ossos e dentes na forma de hidroxiapatite.
• Apenas 1% no ECF
• Funções:
  • Necessário para a função celular e mineralização esquelética
  • Componente de muitos intermediários metabólicos (ATP) e nucleotídeos
  • Metabolismo energético aeróbico e anaeróbico
  • Entrega de O ₂ aos tecidos

Regulação

• Mantido pela ingestão dietética, mobilização do osso e excreção renal
• Elementos chave:
  • Vitamina D:
    • Aumenta reabsorção e libertação de HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^– dos ossos
    • Reabsorção tubular renal: nos túbulos proximais através do cotransportador de fosfato dependente de Na⁺ (Na/Pi)
  • PTH: aumento da excreção de HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^– pelos rins
  • Fator de crescimento de fibroblastos (FGF)-23:
    • Produzido por osteócitos
    • Inibe a produção renal de vitamina D →↓ reabsorção HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^–
    • Inibe absorção GI de HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^–

Distúrbios relacionados

• Hiperfosfatemia (HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^–> 4.5 mg/dL):
  • Insuficiência renal
  • Hipoparatiroidismo
  • Síndrome de lise tumoral
  • Rabdomiólise
  • Toxicidade pela vitamina D
• Hipofosfatemia (HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^–< 2.5 mg/dL):
  • Ingestão diminuída (má absorção, alcoolismo)
  • Hiperparatiroidismo
  • Síndrome de realimentação (doentes desnutridos experienciam libertação súbita de insulina com a nutrição parenteral, o que altera o HPO₄² ^– /H₂PO₄ ^– intracelularmente)

Bicarbonato

Descrição Geral

• Intervalo normal: 22–28 mEq/L
• Funções:
  • Indicador indireto do nível total de CO₂ no sangue
  • Componente vital da regulação do pH
  • Sistema tampão HCO₃ ^–: equilíbrio entre o ácido carbónico (H ₂ CO ₃ ), HCO₃ ^– e CO ₂ , que mantém o pH do sangue:

CO ₂ + H ₂ O ⇆ H ₂ CO ₃ ⇆ H ⁺ + HCO ₃^–

Regulação

Para manter a homeostase, os seguintes mecanismos são acionados para manter o pH no intervalo fisiológico (7.35-7.45):

• Compensação respiratória:
  • As alterações na ventilação compensam as alterações nos níveis de HCO₃ ^– no sangue.
  • Os pulmões respondem à acidose metabólica com ↑ ventilação
  • Os pulmões respondem à alcalose metabólica com ↓ ventilação
• Compensação renal:
  • Os rins regulam a secreção de H ⁺ na urina e, ao mesmo tempo, reabsorvem HCO₃ ^– (normalmente é absorvido 100%).
  • Os rins respondem à acidose respiratória aumentando os níveis séricos de HCO ₃^– através de ↑ secreção de H ⁺
  • Os rins respondem à alcalose respiratória diminuindo o HCO ₃ sérico ^– através de ↓ secreção de H ⁺ e excreção urinária de HCO ₃^–

Distúrbios relacionados

• Distúrbios metabólicos: causados principalmente por níveis anormais de HCO ₃^–
  • Acidose metabólica
  • Alcalose metabólica
• Distúrbios respiratórios: causados principalmente por níveis anormais de CO ₂
  • Acidose respiratória
  • Alcalose respiratória

Relevância Clínica

Distúrbios relacionados com os níveis de sódio

• Hiponatremia: condição definida como Na ⁺< 135 mmol/L. A hiponatremia grave é definida como Na ⁺< 120 mEq/L. A hiponatremia ocorre no caso de diarreia grave (com perdas de Na ⁺ e água) e SIADH (aumento da água corporal total). Os sintomas podem estar ausentes, leves ou graves (confusão, convulsões, coma). A hiponatremia aguda grave e o comprometimento neurológico ou hemodinâmico requerem uma suplementação urgente de Na ⁺ sérico, melhor realizado com NaCl hipertónico (3%). Se não tratada, as complicações incluem edema cerebral agudo e síndrome de desmielinização osmótica. Em todos os outros casos, é preferida a correção gradual dos níveis de Na ⁺.
• Hipernatremia: condição definida como Na ⁺ sérico> 145 mEq/L. A grande maioria dos casos é crónica, havendo um aumento lento da tonicidade plasmática. Níveis aumentados de Na ⁺ são observados na diarreia (hipovolémica) e na diabetes insipidus (euvolémica). São principalmente observadas características neurológicas (letargia, alteração do estado de consciência, irritabilidade e convulsões). A hipernatremia também pode causar cãibras musculares e diminuição dos reflexos tendinosos profundos. O tratamento inicial para hipernatremia hipovolémica grave é solução salina isotónica a 0.9%. Uma vez que o défice de volume tenha sido restaurado, os doentes passam a fazer solução salina hemi-normal (0.45%).

Distúrbios relacionados com os níveis de potássio

• Hipercalemia: condição definida como K ⁺ sérico> 5.2 mEq/L. A hipercalemia grave é observada na insuficiência renal aguda e pode ser catastrófica, pois causa paralisia respiratória, paralisia muscular generalizada e paragem cardíaca. Fármacos como os IECA são uma causa comum de hipercalemia.
• Hipocalemia: condição definida como K ⁺ plasmático< 3.5 mEq/L. As características da hipocalemia incluem fraqueza muscular e fadiga geral. A hiperpolarização afeta a excitabilidade e retarda a repolarização dos músculos cardíacos. Os achados do ECG incluem onda T baixa e presença de onda U. O uso de diuréticos, tireotoxicose e outras condições (síndrome de Liddle, síndrome de Bartter) levam a um baixo K ⁺.

Distúrbios relacionados com os níveis de cloro

• Fibrose quística: doença hereditária autossómica recessiva das glândulas exócrinas que afeta principalmente os pulmões e o sistema digestivo. A fibrose quística deve-se a um espectro de defeitos no gene regulador da condutância transmembranar da fibrose quística (CFTR, pela sigla em inglês). Uma mutação neste gene leva a uma incapacidade de transportar adequadamente o cloro. Dadas as funções de interligação do cloro com o Na ⁺, há um comprometimento subsequente na absorção de Na ⁺ e água. Uma característica típica é a concentração de cloro no suor anormalmente alta (> 60 mEq/L). O muco hiperviscoso é encontrado em outras glândulas.

Distúrbios relacionados com os níveis de cálcio

• Hipocalcemia: Os níveis de cálcio são regulados pela PTH secretada pela glândula paratiroide. Ocorre hipercalcemia ou hipocalcemia se o corpo não conseguir manter os níveis de Ca²⁺ dentro do intervalo normal. A apresentação de doentes com hipocalcemia pode variar de assintomática a instabilidade hemodinâmica com risco de vida. As condições relacionadas com baixo Ca²⁺ incluem hipoparatiroidismo, DRC e pancreatite aguda.
• Hipercalcemia: pode ser leve, moderada ou grave. As principais causas incluem hiperparatiroidismo, tireotoxicose e cancro. As características clínicas incluem obstipação, fraqueza, confusão e coma.
• Osteoporose: doença óssea metabólica progressiva crónica caracterizada por diminuição da densidade óssea e deterioração da força e integridade óssea. A osteoporose é comum em mulheres na pós-menopausa e homens mais velhos e também está associada a muitas condições crónicas.

Distúrbios relacionados com os níveis de magnésio

• Alcoolismo: doença crónica (> 12 meses), padrão problemático de consumo de álcool que causa sofrimento significativo. A hipomagnesemia é a alteração eletrolítica mais comum no alcoolismo (diminuição da ingestão, aumento das perdas renais e diarreia).

Distúrbios relacionados com os níveis de fosfato

• Hiperparatiroidismo: condição resultante de níveis elevados de PTH. A causa mais comum é um adenoma de paratiroide, e outras causas incluem hiperplasia ou carcinomas. As características de apresentação do hiperparatireoidismo incluem sintomas inespecíficos (fadiga, obstipação), dor abdominal, cálculos renais, dor óssea e sintomas neuropsiquiátricos.
• Hipoparatiroidismo: diminuição da secreção ou atividade da PTH. A causa mais comum de hipoparatiroidismo é a remoção iatrogénica das glândulas paratiroides durante as cirurgias da tiroide. Outras causas incluem condições autoimunes, ausência congénita das glândulas paratiroides ou défice na deteção de Ca²⁺. As características incluem formigueiros e dormência perioral, cãibras musculares, tetania, espasmos carpopedais e convulsões.

Distúrbios relacionados com os níveis de bicarbonato

• Acidose tubular renal (RTA, pela sigla em inglês) II: condição caracterizada por comprometimento do mecanismo de acidificação tubular proximal nos rins causado pela redução da reabsorção de HCO ₃^– nos túbulos proximais. A acidose tubular renal II é observada no mieloma múltiplo, onde as cadeias leves excretadas produzem disfunção tubular proximal.