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Il Potassio | A Cosa Serve? Fabbisogno E Equilibrio Omeostatico


Il Potassio


Il potassio può essere considerato il catione più importante nelle cellule dei mammiferi, localizzato per il 95-97% nel muscolo scheletrico e per il 5% circa nel sangue (concentrazioni di 3,0-5,5 mEq/L).

La costanza nel rapporto ionico (Na++K+) / Ca++ è alla base dell’equilibrio osmotico di un organismo e dunque fondamentale per lo svolgimento di tutte le attività fisiologiche dello stesso.

È inoltre lo ione maggiormente presente nei liquidi intracellulari, distribuito per il 98% (ICK-potassio intracellulare) mentre il restante 2% è contenuto nei liquidi extracellulari (ECK-potassio extracellulare) (equilibrio mantenuto dalla pompa sodio-potassio).

Questa compartimentazione ricopre un ruolo fondamentale per la polarizzazione della cellula, influenzando processi come impulsi nervosi e contrazione delle cellule muscolari (muscolo cardiaco incluso) pertanto anche minime alterazioni della concentrazione serica di questo elemento posso avere ripercussioni molto rilevanti.

All’interno della cellula è altresì importante per la crescita cellulare e la sintesi di proteine; la maggior parte dello stesso viene pertanto contenuto all’interno delle cellule muscolari, il potassio totale viene ritenuto proporzionale alla massa magra corporea, in particolare a quella muscolare (FFM).

Perdita di potassio dall’ambiente intracellulare a quello extracellulare porta ad una alterazione della polarizzazione del potenziale di membrana, ne consegue una minor eccitabilità dei tessuti e un’alterata funzionalità dei sistemi neuromuscolari, cardiaci e gastrointestinali (gonfiore, acidità…).

potassio

Molto importante è anche sottolineare come il potassio sia essenziale per la conversione dello zucchero nel sangue in glicogeno, ovvero, la forma nella quale il glucosio viene accumulato nel muscolo e nel fegato.

Riduzione dell’uptake cellulare di glucosio a scopo glicogeno-genico (“storage”) determina un innalzamento dei livelli di glucosio ematico con conseguente aumento di uptake da parte degli adipociti e stimolo della lipogenesi (accumulo di grasso, in particolare addominale viscerale).


Fabbisogno


Il minimo intake di potassio giornaliero richiesto dal nostro organismo si aggira attorno ai 1600-2000 mg, di quello ingerito soltanto circa il 10% viene perso nel tratto intestinale, la maggior parte del potassio eliminato passa infatti per i reni (90%), i veri responsabili della regolazione omeostatica a “lungo-termine”.

La regolazione a “breve-termine” si identifica invece nello “shift” intra ed extracellulare, regolato principalmente da insulina dalle catecolamine rilasciate in seguito ad un pasto ed in grado di trasportare lo stesso nel lume cellulare.

L’escrezione di potassio da parte dei reni è altamente regolata, il tubulo distale è il sito principale per la regolazione di escrezione di potassio accoppiata al riassorbimento di sodio sotto la regolazione dell’aldosterone (un altro ormone secreto dalla surrene definito mineralcorticoide).

Il potassio stesso è in grado di autoregolare la sua omeostasi stimolando o inibendo la secrezione di aldosterone, ad esempio quando è necessario un aumentato up-take di sodio aumentando l’escrezione di potassio.

potassio

Ma cerchiamo di spiegare un po’ meglio il controllo ormonale del bilancio di potassio.

Il già citato aldosterone è il principale regolatore delle riserve di potassio attraverso il suo effetto sull’escrezione renale dello stesso, aumentando la sintesi di ATPasi Sodio/Potassio nella membrana basolaterale nel tubulo distale, promuovendo scambi di sodio (uptake e riassorbimento) con escrezione di potassio.

L’insulina stimola invece l’entrata del potassio all’interno della cellula attivando l’antiporto Na+/H+ con seguente influsso di sodio all’interno della cellula, legato all’attivazione del cotrasporto Na/glucosio.

Questo aumento di sodio nel lume cellulare produce l’attivazione di ATPasi sodio/potassio che aumenteranno l’uptake di potassio con escrezione di sodio nel lume extracellulare.

Dunque in seguito all’ingestione di un pasto ricco di zuccheri (e potassio) l’azione dell’insulina farà in modo che in primis entreranno nel lume cellulare, portando con sé sodio e di conseguenza attivando le pompe Na/K con conseguente influsso intracellulare di potassio e uscita di sodio.

È bene precisare che l’insulina viene secreta non solo in seguito ad un pasto ricco di zuccheri o proteine (aminoacidi) o in seguito ad attività fisica (principali modulatori), ma anche in risposta ad aumenti dei livelli di potassemia!

Infine le catecolamine (stimolazione dei recettori β-adrenergici) aumentano l’uptake di potassio stimolando direttamente le ATPasi Na+/K+.

Indirettamente le catecolamine stimolano inoltre la glicogenolisi con liberazione di glucosio nel flusso ematico e conseguente rilascio di insulina, e, abbiamo già descritto l’azione dell’insulina sul potassio.

Stimolando invece i recettori α-adrenergici il potassio viene shiftato al di fuori delle cellule parallelamente all’inibizione del rilascio di insulina. Entrambi catecolamine e insulina vengono stimolati dall’ingestione di cibi ricchi di glucosio e potassio.

Anche condizioni di acidosi o alcalosi determinano variazioni nella distribuzione intra ed extra cellulare di potassio e conseguentemente perdite o ritenzione dello stesso.

Cambi nell’osmolarità del plasma sono in grado di ridistribuire l’acqua nei compartimenti intra ed extra cellulari questo può portare ad aumento dello shift verso l’esterno della cellula di potassio, in maniera simile condizioni di acidosi (diminuzione della concentrazione di bicarbonato e aumento di H+) determinano un aumento del potassio extra cellulare e iperkalemia.

Nel caso opposto (alcalosi) l’eccesso di bicarbonato causa una diminuzione di H+ nell’ambiente esterno con aumento dell’intake di sodio all’interno della cellula (scambiato appunto con ioni H+ verso l’esterno) e successivamente questo sodio dovrà essere riportato all’esterno in cambio di potassio che dunque aumenterà all’interno delle cellule.

Facciamo un esempio, sempre legato all’azione dell’insulina che, oltre ad aumentare l’uptake di glucosio (GLUT 4) e tutti i meccanismi metabolici alla base dell’utilizzo dello stesso, attivare la pompa Na/K, attiverà anche il trasportatore Na/H.

Il pH plasmatico si aggira attorno al 7.37 mentre quello all’interno della cellula 7.20, in genere vi è una tendenza all’interno della cellula (specie quelle metabolicamente più attive) ad avere pH più bassi, per via dei sottoprodotti metabolici.

potassio

L’azione dell’insulina ad esempio amplificando i processi glicolitici e glicogeno sintetici aumenterà senz’altro l’attività metabolica della cellula, che, per mantenere l’omeostasi del pH utilizzerà proprio i trasportatori Na/H, eliminando ioni H+ e portando all’interno sodio.

Tutto questo (accoppiato al cotrasporto Na/glu) contribuirà all’aumento di sodio intracellulare e al successivo uptake di potassio.

Questi meccanismi di regolazione sono molto importanti per far sì che il potassio introdotto, specie in concomitanza con pasti ricchi di zuccheri venga utilizzato efficientemente per regolare l’omeostasi dei compartimenti intra ed extracellulari, contribuendo al funzionamento, e utilizzo di tutti i substrati introdotti, in maniera ottimale da parte del nostro organismo.

Un altro elemento, a cui viene attribuito da diversi report in letteratura, un ulteriore ruolo sull’omeostasi del potassio è il ritmo circadiano, in grado di agire sui meccanismi tubulari responsabili per l’escrezione di potassio.

In particolare l’escrezione sembra aumentare durante la fase di luce attiva e diminuire durante la fase inattiva notturna. Inoltre, durante i periodi di digiuno tra un pasto e l’altro, il potassio viene rilasciato dai depositi intracellulari per mantenere l’equilibrio (soprattutto fegato e muscolo scheletrico).


Equilibrio Omoestatico


Cerchiamo di fare il punto in maniera molto sintetica e semplicistica su come possa influire sull’equilibrio idrico l’omeostasi Na/K intra ed extracellulare.

Un eccesso di potassio nel compartimento extracellulare porterà l’acqua a confluire nella cellula, viceversa, eccesso di sodio richiameranno acqua all’esterno.

Tuttavia, è bene precisare, come il nostro organismo cercherà sempre di mantenere una condizione di equilibrio, per cui, riducendo l’assunzione di sodio, avverrà liberazione di potassio in quantità tale da ripristinare il giusto rapporto (ad esempio nel peak week si è soliti ingerire grandi quantità di sodio nel periodo antecedente la competizione per mantenere alti anche i livelli di potassio, per poi negli ultimi 2-3 giorni attuare una netta riduzione di sodio abbinata eventualmente ad una parallela integrazione di potassio, questo per rendere il più pronunciato possibile lo squilibrio tra i due minerali e produrre un movimento idrico verso il lume intra cellulare).


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Leonardo Cesanelli

Leonardo Cesanelli

Scrittore ed esperto

Leonardo Cesanelli è un Biologo Nutrizionista (N.I. AA_080818) e Dottore in Scienze e Tecnologie Alimentari. Ha conseguito una Laurea magistrale in Nutrizion and Funcitonal Food (Biological Sciences). Tra le sue qualifiche annovera quella di Personal trainer e istruttore certificato CSEN. Attualemente lavora come libero professionista biologo nutrizionista-preparatore atletico.


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