Sodio y potasio en la patogénesis de la hipertensión arterial
Sodio y
potasio en la patogénesis de la hipertensión arterial
Parte I
Parte II
La hipertensión arterial (HTA) afecta al 25% de la población mundial y la prevalencia será del 60% para el 2025, cuando 1,56 billones de habitantes la padezcan.
La HTA esencial representa el 95% de los casos.
La hipertensión arterial primaria resulta del interjuego entre desajustes internos (principalmente en el riñón) y del ambiente.
Sodio es el principal catión extracelular, y se consideró un factor ambiental pívot. Por el contrario el potasio, el principal catión intracelular tradicionalmente se considero un factor menor en la patogénesis de la HTA.
Sin embargo, existe abundante evidencia que el déficit de potasio tiene un rol crítico en la HTA y sus secuelas cardiovasculares.
Sodio dietario en Hipertensión arterial
La HTA primaria y los incrementos relacionados con la edad en la presión arterial (PA) están virtualmente ausente en poblaciones en el cual el consumo de de cloruro de sodio es menos 50 mmol/día, si se observa en poblaciones en aquellas poblaciones con un consumo de mas de 100 mmol/día.
El estudio International Study of Salt and Blood Pressure (INTERSALT), que incluyo 10,079 sujetos de 32 países, mostró una mediana excreción de sodio urinario de 170 mmol/día (aproximadamente 9.9 g de cloruro de sodio/día (BMJ 1988;297:319-28).
Aunque la ingesta individual de sodio a través del mundo, excede esa cifra de 100 mmol/día, la mayoría permenece normotensa. Parece, entonces, que la ingesta de sodio que excede los 50 a 100 mmol/día es necesaria, pero no suficiente para el desarrollo de HTA.
En un análisis a través de distintas poblaciones, los investigadores del estudio INTERSALT estimaron que la PA se incrementaba en un periodo de 30 años (de los 25 a 55 años, la PA sistólica-PAS- media fue 5 mmHg mayor y la PA diastólica –PAD- 3 mmHg mayor) cuando la ingesta de sodio se incremento en 50 mmol/día. En un análisis de una población sola, la correlación positiva entre ingesta de sodio y PA fue también detectada luego de ajustar por una serie de variables confundidoras.
Los humanos tienen un 98,4% de identidad genética con los chimpancés y un estudio de intervención en estos animales mostró que al sumar hasta 15 gr de sodio en la dieta por día aumento la PAS aumento la PAS por 33 mmHg y la PAD por 10 mmHg, los cuales fueron revertidos luego de la suspensión del suplemento de cloruro de sodio.
En el estudio DASH-sodio: the Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH) sodium study, una reducción en la ingesta de sodio causo un progresivo descenso en la PA.
Un meta-análisis de ensayos clínicos randomizados que duraron al menos 4 semanas concluyeron que reducir la ingesta de sodio en 50 mmol por día redujo la PAS un promedio de 4 mmHg y la PAD un promedio de 2,5 mmHg en sujetos hipertensos y redujo 2 mmHg/1 mmHg en PAS/PAD en normotensos.
Contenido de potasio de las dietas ricas en sodio:
En comparación con las dietas basadas en alimentos naturales, las dietas basadas en alimentos procesados son altas en sodio y bajas en potasio.
Por ej, 2 fetas de jamon (57 gr) contienen 32 mmol de sodio y 4 de potasio, y una taza de una taza de sopa de pollo en coserva posee 48 mmol de sodio y 1,4 de potasio.
Inversamente una dieta que contiene abundantes frutas y vegetales son pobres en sodio y ricas en potasio.
Ej una naranja (131 gr) no contiene sodio y posee 6 mmol de potasio, y una tasa de legumbres hervidas con tiene 0,3 mmol de sodio y 9,8 mmol de potasio.
La poblaciones aisladas que comen alimentos naturales tiene una ingesta individual de potasio que excede los 150 mmol/dia y una ingesta de sodio de solo 20 a 40 mmol/día (una relación potasio/sodio >3 y generalmente cercana a 10).
Por el contrario, la personas en países industrializados comen muchos alimentos procesados y de esta manera ingiere 30 a 70 mmol de potasio/día y tanto como 100 a 400 mmol de sodio por dias (relación habitual potasio/sodio es <0,4).
Las diferencias en la prevalencia de HTA entre esas poblaciones generalmente se han atribuido a diferencias en el consumo de sodio dietario, pero también podría ser reflejo de diferencias en la ingesta de potasio.
El movimiento de las poblaciones aisladas a áreas mas urbanas se asoció consistentemente con aumento relacionados con la edad en la PA y un aumento de la prevalencia de HTA a medida que la relación potasio/sodio disminuyó en la nueva localización.
Efectos vasculares de la depleción de potasio:
Antiguos informes de las propiedades vasodilatadoras o reductoras de la PA de la deficiencia de o del suplemento de potasio, postergaron el reconocimiento de los efectos de la depleción de potasio que es toxica para los vasos sanguíneos.
La restricción de potasio causa un déficit en el potasio intracelular que dispara a las células a ganar sodio para mantener su tonicidad y volumen.
Los primeros estudios experimentales creaban un déficit de sodio, potasio y cloro por lo cual se producía una contracción del compartimiento intra y extracelular , lo cual desencadenaba una reducción de la PA. Pero estudios posteriores, realizados en ratas, mostraron que el efecto presor de la depleción de potasio requiere abundancia de consumo de cloruro sodio (por ej 4,5 g de cloruro de sodio por cada 100 gr de ingesta de alimentos.
Estudios poblacionales mostraron una relación inversa entre la ingesta de potasio y PA, prevalencia de HTA , o el riesgo de stroke.
Los investigadores del estudio INTERSALT estimaron que una reducción de la excreción de potasio de 50 mmol/día se asociaba con un aumento de la PAS de 3,4 mmHg y de 1,9 mmHg en la PAD. La relación potasio/sodio en la orina en el estudio INTERSALT tenia una relación inversa
significativa con la PA.
Este cociente tiene una relación con la PA estadística más fuerte que el sodio o el potasio en forma aislada.
En estudios clínicos, una baja dieta en potasio (10 a 16 mmol/dia) asociado con la ingesta usual de sodio de los participantes (120 a 200 mmol/dia) causó retención de sodio y una elevación de PA; en promedio, PAS aumento 6 mmHg y PAD 4 mmHg en normotensos, y PAS 7 mmHg y PAD 6 mmHg en hipertensos.
Efectos cardiovasculares de la suplementación de potasio.
Estudios mostraron que un aumento de la ingesta de potasio en ratas hipertensas que recibían dietas altas en sodio reducía la PA, reducía la incidencia de stroke y la muerte relacionada con esta patología, y además previno la hipertrofia cardiaca ., el daño vascular mesentérico y la injuria renal.
En el estudio de Tobian L y cols los efectos fueron independientes de los efectos reductores de la PA.
La dieta rica en frutas y arroz de Kempner, que fue introducía en los 1940s, era rica en potasio y extremadamente baja en sodio, y se utilizo ampliamente para el tratamiento de la HTA y la insuficiencia cardiaca congestiva.
Subsecuentemente, muchos estudios evaluaron el efecto del potasio sobre la PA y la mayoría obtuvo efectos beneficiosos.
Un meta-análisis de 33 ensayos clínicos randomizados evaluó el efecto de un aumento e la ingesta de potasio sobre la PA y concluyeron que la suplementación de potasio (> 60 mmol por día ) redujo la PAS (por un promedio de 4,4 mmHg) y la PAD (un promedio de 2,5 mmHg) en hipertensos y redujo la PAS un promedio de 1,8 /1 mmHg en normotensos.
La suplementación de potasio puede reducir la necesidad de medicación antihipertensiva.
Un estudio mostró que con un aumento de la ingesta de potasio dietario en hipertensos , el 81% de los sujetos necesitaron menos de la mitad de la medicaciones basales y el 38% no requirio medicación para controlar la HTA, en comparación con el 29% y 9%, respectivamente, en el grupo control a 1 año de seguimiento.
En el estudio DASH, una dieta rica en frutas y vegetales, comparado con la dieta típica norteamericana, redujo la PAS en los 133 pacientes hipertensos la PAS por 7.2 mmHg y PAD por 2.8 mmHg, a un nivel constante de ingesta de sodio.
La dieta rica en vegetales y frutas tiene el doble de potasio que la dieta norteamericana típica.
Con una dieta que era baja de potasio (30 mmol/dia), 79% de los negros normotensos y el 36% de ,los blancos normotensos tenían sensibililidad a la sal. Suplementacion con 90 mmol de bicarbonato de potasio/dia resultó en sensibilidad sodio en solo 20% de los negros.
Un aumento de la ingesta de potasio puede abolir la sensibilidad a la sal en normotensos e hipertensos.
Falta de adaptación del riñón a la dieta moderna:
Los riñones humanos están puestos para conservar sodio y eliminar potasio (los humanos pre- históricos que consumían dietas ricas en potasio y bajas en sodio).
La excreción de potasio se realiza en el 90% en el riñón y en el resto por las heces, pero con la dieta actual resulta inapropiado.
El resultado final de la falla del riñón para adaptarse a la dieta actual es un exceso de sodio y un déficit de potasio en los hipertensos.
La aldosterona contribuye a la retención de sodio por el riñón.
Existe evidencia del Framingham Offspring Study que el exceso relativo de aldosterona predispone en los normotensos a HTA (exceso relativo de aldosterona es la concentración de Aldosterona en los valores mas altos dentro del rango fisiológico).
En animales y en humanos, una dieta pobre en potasio, por si misma, hace que el riñón retenga sodio por diversos mecanismos
Una dieta pobre en potasio, lleva a déficit de potasio corporal como resultado de una conservación inadecuada de potasio por el riñón y el tracto alimentario, y con esta dieta, la pérdida de potasio fecal puede ser mayor que la del riñón.
Además un aumento de la ingesta de sodio aumenta la kaliuresis, especialmente cuando la reabsorción de sodio por el túbulo colector cortical renal esta aumentado (cuando la reabsorcion de sodio y secreción de potasio están funcionalmente unidas) como en los HT esenciales.
El potasio del músculo esquelético esta disminuido en hipertensos no tratados, pero el potasio
sérico, generalmente es normal, y es un índice poco real del contenido de potasio corporal.
La PAS y PAD correlacionan negativamente con el potasio muscular en normotensos e hipertensos.
Preguntas:
1)Con respecto al sodio y potasio en la presión arterial: señale la respuesta correcta:
a)La HTA primaria y los incrementos relacionados con la edad en la presión arterial (PA) están virtualmente ausente en poblaciones en el cual el consumo de de cloruro de sodio es menos 150 mmol/día, si se observa en poblaciones en aquellas poblaciones con un consumo de mas de 200 mmol/día.
b)En el estudio INTERSALT se observó una mediana excreción de sodio urinario de 270 mmol/día.
c) La ingesta de sodio que excede los 50 a 100 mmol/día es necesaria, pero no suficiente para el desarrollo de HTA.
d)El Sodio se considera un factor ambiental pívot, y el potasio, se considera un factor menor en la patogénesis de la HTA.
Respuesta correcta : c
2)Señale la respuesta incorrecta:
a)En comparación con las dietas basadas en alimentos naturales, las dietas basadas en alimentos procesados son altas en sodio y bajas en potasio.
b)Las poblaciones aisladas que comen alimentos naturales tiene una ingesta individual de potasio que a penas supera los 50 mmol/día y una ingesta de sodio de solo 20 a 40 mmol/día.
c)Las personas en países industrializados comen muchos alimentos procesados y de esta manera ingieren 30 a 70 mmol de potasio/día y tanto como 100 a 400 mmol de sodio por día (relación habitual potasio/sodio es <0,4).
d)Las diferencias en la prevalencia de HTA entre esas poblaciones generalmente se han atribuido a diferencias en el consumo de sodio dietario, pero también podría ser reflejo de diferencias en la ingesta de potasio.
Respuesta correcta: b es la incorrecta.
3)Señale la respuesta incorrecta:
a) La restricción de potasio causa un déficit en el potasio intracelular que dispara a las células a ganar sodio para mantener su tonicidad y volumen.
b) Estudios poblacionales no pudieron mostrar una relación inversa entre la ingesta de potasio y PA, prevalencia de HTA , o el riesgo de stroke.
c) El efecto presor de la depleción de potasio requiere abundancia de consumo de cloruro sodio
d) El cociente sodio/potasio tiene una relación con la PA estadística más fuerte que el sodio o el potasio en forma aislada.
Respuesta correcta: b es la incorrecta.
4) Señale la respuesta correcta:
a) Estudios mostraron que un aumento de la ingesta de potasio en ratas hipertensas que recibían dietas altas en sodio reducía la PA, reducía la incidencia de stroke y la muerte relacionada con esta patología.
b) La suplementación de potasio no pudo reducir la necesidad de medicación antihipertensiva.
c) Un aumento de la ingesta de potasio no puede abolir la sensibilidad a la sal en normotensos e hipertensos.
d) Una dieta pobre en potasio, por si misma, hace que el riñón pierda sodio por diversos mecanismos.
Respuesta correcta : a
(ver imágenes del articulo original de www.nejm.org)
Mecanismos de alteración de homeostasis de sodio y potasio.
La reabsorción del sodio filtrado por lo túbulos renales esta aumentado en la HTA primaria debido a estimulación de diversos transportadores de sodio localizados en la membrana luminal, así como la bomba de sodio, la cual se encuentra en la membrana basolateral.
Un transportador luminal pívot es el intercambiador Na-H tipo 3, el cual reside en el túbulo en el TCP y en el asa gruesa de Henle donde el grueso del sodio filtrado se reabsorbe. La actividad de este intercambiador esta incrementada en los riñones de ratas hipertensas, y esta aumentado en la depleción de potasio debido a inducción de acidosis intracelular, por estimulo del Sistema nervioso simpático y del sistema renina angiotensina.
La suplementación dietaria de potasio tiene efectos opuestos.
El cotransportador Na- Cloro en el túbulo distal, el canal; epitelial de sodio en el túbulo colector y la bomba de sodio están activados por el exceso de aldosterona en la HTA primaria promoviendo retención de sodio y eliminación de potasio.
Una dieta elevada en sodio incrementa la eliminación de potasio debido a una oferta aumentada de sodio distal.
Un factor digital-like, el cual es semejante a la ouabaina es liberado por las glándulas suprarrenales y el cerebro ante la ingesta excesiva de sodio (hay un aumento en el 40% de los hipertensos esenciales) y activa la bomba de sodio.
Los efectos a largo plazo de la depleción de potasio es estimular la actividad y expresión de la bomba de sodio promoviendo la retención de sodio.
El efecto de la estimulación a largo plazo de la bomba de sodio, lo cual media la retención de sodio) contrasta con efecto inhibitorio de la depleción de potasio
Se han propuesto mecanismos adicionales de retención de sodio en HTA esencial: reducción congénita en el número de nefrones, reducción del flujo medular renal, e injuria renal sutil debido a isquemia o inflamación intersticial.
La herencia actuaría a través de diversos genes envueltos en la regulación del tono vascular y la reabsorción de sodio por los riñones.
Ejemplos: polimorfismos que activan los genes que codifican a la proteína G acoplados a las receptor kinasas (las cuales regulan los receptores dopaminérgicos envueltos en la reabsorción de sodio en los túbulos renales proximales) y de alfa aducidas (proteína citoesqueléticas que modulan la actividad de la bomba de sodio renal). Aunque la expresión de genes candidatos pueden ser afectados fuertemente por factores ambientales y de conducta que difieren de población a población.
En ratas la coadministracion de mineralocorticoides con sodio tiene efectos similares a la dieta rica en sodio y pobre en potasio (retención de sodio, hipertensión arterial, depleción de potasio.
Retención de sodio, depleción de potasio e hipertensión arterial
La retención de sodio, por medio de la liberación del factor digital-like, y el déficit de potasio o hipokalemia inhiben la bomba de sodio de las células musculares lisas vasculares arteriales y arteriolares, y de esta manera aumentan la concentración intracelular de sodio y reducción de la del potasio (fig3).
El aumento del sodio intracelular estimula el intercambiador sodio-calcio tipo 1 en la membrana, dirigiendo el calcio dentro de las células. Un déficit de potasio corporal o hipokalemia inhibe los canales de potasio en la membrana celular, despolarizando la membrana (potencial que cambia acerca de 0).
La inhibición de la bomba de sodio, también disminuye el potencial de membrana. La despolarización de la misma produce un aumento adicional del calcio intracelular por activación de los canales de calcio voltaje dependiente, los canales de calcio del retículo endoplásmico y del intercambiador sodio-calcio y el aumento del calcio promueve la contracción.
La homeostasis del sodio y el potasio juega un papel importante rol en la vasodilatación endotelio dependiente, la cual es defectuosa en los hipertensos primarios. La retención de sodio reduce la síntesis de oxido nítrico (un vasodilatador arteriolar elaborado por las células endoteliales) e incrementa el nivel plasmático de dimetil L arginina , una inhibidor endógeno de la producción de ON. La restricción de sodio tiene efectos opuestos.
Una dieta rica en potasio y un aumento del potasio sérico, aun dentro del rango fisiológico, causa vasodilatación endotelio dependiente, debido a la hiperpolarización de la membrana de la célula endotelial por estimulación de la bomba de sodio y apertura de los canales de potasio.
La hiperpolarización endotelial, se transmite a la célula lo cual reduce el calcio intracellular y se promueve vasodilatación.
La depleción experimental de potasio inhibe la vasodilatación dependiente del endotelio.
Estudios experimentales sugieren que en adición a sus efectos sobre el tono vascular, una dieta rica en potasio redujo el riesgo cardiovascular por inhibir la trombosis arterial, aterosclerosis, y hipertrofia medial de la pared arterial.
Los efectos a largo plazo de los diuréticos tiazidicos no se deben a hipovolemia, sino a una reducción de la resistencia vascular sistémica.
La natriuresis gatilla la perdida de sodio intracelular.
Activación de loa canales de potasio contribuyen a la vasodilatación.
Efectos sobre el cerebro:
Cambios en las concentraciones de sodio y potasio en el fluido cerebroespinal actúan sobre probablemente en el tercer ventrículo, tiene efectos adversos sobre la PA.
La administración de solución salina hipertónica intraventricular aumenta la concentración de sodio cerebroespinal: aumenta la PA.
LA administración de cloruro de potasio tiene efectos opuestos.
El aumento del cloruro de sodio dietario en animales y humanos permite incrementos pequeños, pero significativos de la concentración de sodio sérico, hay datos que sugieren que aumenta la concentración de sodio en el fluido cerebroespinal contribuye a la elevación de la PA.
Los efectos saludables de pequeñas dosis de espironolactona o eplerenona en HTA e Insuficiencia Cardiaca pueden depender principalmente de los efectos centrales de las drogas en prevenir o minimizar una reducción en el potasio extracelular en el cerebro, de esta manera moderando la descarga simpática.
Los cambios del sodio y potasio central, probablemente producen cambios en la actividad de la bomba de sodio neuronal y del sistema renina angiotensina cerebral y esos cambios alteran el flujo simpático.
La sensibilidad del baroreceptor esta deprimida por la depleción de potasio y se restaura con la suplementación de potasio.
Efectos sobre el metabolismo.
La depleción de potasio inhibe la secreción de insulina y esta asociado con intolerancia a la glucosa, mientras que la infusión de potasio y la hiperkalemia aumenta la tasas de secreción de insulina por el cambio de potencial de la célula beta.
La hipokalemia inducida por los diuréticos tiazidicos deteriora la intolerancia a la glucosa
en los diabéticos tipo 2 y aumenta el riesgo de esta enfermedad, y la corrección de la hipokalemia mejora la tolerancia a la glucosa.
En comparación con los diuréticos, los ARA II (antagonistas de la angiotensina II) y los IECA que promueven retención de potasio, están asociados con un menor riesgo de diabetes tipo 2 de nuevo comienzo.
El tratamiento de la hipokalemia inducida por los diuréticos tiazidicos con potasio aumenta los efectos antihipertensivos de los diuréticos.
Implicancias para la prevención y tratamiento.
Una dieta modificada que se acerca a la relación potasio/sodio de nuestros ancestros es una estrategia critica para la prevención y tratamiento de la HTA.
El National High Blood Pressure Education Program recomienda :
· menores de 50 años-------65 mmol/día (aproximadamente 3.8 g de cloruro de sodio/día)
· 51 a 70 años------- 55 mmol/día (aproximadamente 3.2 g de cloruro de sodio/día )
· desde los 71 años -----50 mmol/día (aproximadamente 2.9 g/día).
Ingerir al menos 120 mmol de potasio/día (aproximadamente 4.7 g/día)
La adopción de las recomendaciones podría incrementar la relación potasio/sodio por 10, de 0.2 a aproximadamente 2, el cual es más cercano a nuestro ancestro.
La formas de potasio que no poseen cloro, como los vegetales y frutas ofrecen mayores ingresos de potasio en intercambio con el sodio y mayor efecto antihipertensivo.
Solo aproximadamente el 12% de cloruro de sodio dietario se origina en los alimentos naturales y aproximadamente el 80% resulta de alimentos procesados.
Es esencial concertar con la industria alimentaria a limitar la desviación catiónica actual y el público debe estar educado en este respecto.
Preguntas:
5) Señale la respuesta correcta:
a) La reabsorción del sodio filtrado por lo túbulos renales esta aumentado en la HTA primaria debido a estimulación de diversos transportadores de sodio localizados en la membrana luminal, así como la bomba de sodio, la cual se encuentra en la membrana basolateral.
b) La reabsorción del potasio filtrado por lo túbulos renales esta aumentado en la HTA primaria debido a estimulación de diversos transportadores localizados en la membrana luminal, así como la bomba de sodio/potasio, la cual se encuentra en la membrana basolateral.
c) La reabsorción del sodio y potasio filtrados por lo túbulos renales esta aumentado en la HTA primaria debido a estimulación de diversos transportadores de sodio/potasio localizados en la membrana luminal, así como la bomba de sodio, la cual se encuentra en la membrana basolateral.
d) La reabsorción del sodio filtrado por lo túbulos renales no esta aumentado en la HTA primaria ni tampoco la de potasio.
Respuesta correcta: a
6)Señale la respuesta correcta:
a)Un factor digital-like, es liberado por las glándulas suprarrenales y el cerebro ante la ingesta excesiva de potasio.
b) En ratas la coadministracion de mineralocorticoides con sodio tiene efectos similares a la dieta rica en sodio y pobre en potasio (retención de sodio, hipertensión arterial, depleción de potasio).
c) Los efectos a largo plazo de los diuréticos tiazidicos se deben a hipovolemia, y no a una reducción de la resistencia vascular sistémica.
d) La formas de potasio que poseen cloro, a diferencia de los vegetales y frutas ofrecen mayores ingresos de potasio en intercambio con el sodio y mayor efecto antihipertensivo.
Respuesta correcta: b
Adrogue HJy Maidas NE
(N Engl J Med 2007;356:1966-78).