Importancia biomédica del mantenimiento del equilibrio electrolítico

El equilibrio electrolítico se refiere a la distribución adecuada de los iones entre los compartimentos intra y extracelular. Esta distribución no es aleatoria: se mantiene gracias a mecanismos fisiológicos complejos que permiten la homeostasis del medio interno. Entre los principales electrolitos se encuentran el sodio (Na⁺), potasio (K⁺), calcio (Ca²⁺), cloruro (Cl⁻), magnesio (Mg²⁺), fosfatos y bicarbonato (HCO₃⁻).

Este equilibrio es esencial para funciones fisiológicas críticas, como:

• La transmisión del impulso nervioso, donde se requiere un potencial eléctrico para que las neuronas funcionen.
• La contracción del músculo esquelético, cardíaco y liso, que depende del flujo adecuado de Na⁺, K⁺ y Ca²⁺.
• El equilibrio ácido-base, que involucra al bicarbonato y otros electrolitos para mantener el pH sanguíneo dentro de rangos fisiológicos.
• El volumen celular y la presión osmótica, necesarios para evitar la lisis o deshidratación celular.

Cuando existe un desequilibrio electrolítico, pueden ocurrir enfermedades como:

• Hiponatremia (Na⁺ bajo): confusión, edema cerebral, coma.
• Hipopotasemia (K⁺ bajo): debilidad muscular, arritmias, paro cardíaco.
• Hipercalcemia (Ca²⁺ alto): náuseas, confusión, riesgo de cálculos renales.

La bomba de sodio y potasio (Na⁺/K⁺-ATPasa) y su papel en este equilibrio

La Na⁺/K⁺-ATPasa es una enzima transportadora presente en todas las células del cuerpo, especialmente en neuronas, miocitos y células epiteliales renales. Utiliza energía derivada de la hidrólisis del ATP para transportar activamente tres iones de sodio (Na⁺) fuera de la célula y dos iones de potasio (K⁺) hacia el interior, contra sus gradientes de concentración.

Este mecanismo es clave para:

• Mantener el potencial de membrana negativo en reposo, necesario para la excitabilidad de neuronas y miocitos.
• Controlar el volumen celular, evitando que la célula se hinche por exceso de sodio intracelular.
• Facilitar el transporte de otras sustancias, como la glucosa o aminoácidos, mediante sistemas de cotransporte dependientes del gradiente de sodio.
• Estabilizar la función renal, ya que en los túbulos renales regula la reabsorción de sodio, potasio y agua.

En términos biomédicos, la disfunción de esta bomba puede desencadenar múltiples enfermedades, como insuficiencia cardíaca, donde hay sobrecarga de sodio y agua; enfermedades neurológicas como epilepsia; y envenenamiento por ouabaína o digital (fármacos que inhiben esta bomba).

Referencia 

Langman, J. (2013). Bioquímica médica (4.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.   Guyton, A. C., & Hall, J. E. (2016). Tratado de fisiología médica (13.ª ed.). Elsevier.