VARIACIONES EN EL IÓN POTASIO DURANTE EL AYUNO DEL RAMADÁN

El precepto islámico del Ramadán impone a las personas que lo practican, importantes modificaciones fisiológicas y psicológicas, debido a las restricciones hídricas y dietéticas a las que se ven sometidos durante las horas diurnas a lo largo de un mes...

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Resumen.
1. Introducción.
2. Metodología.
3. Resultados.
3.1. Variaciones de la concentración de K⁺ durante la primera semana de ayuno.
3.2. Variaciones de la concentración de K⁺ durante la 4ª semana de ayuno.
3.3. Medida de la concentración de K⁺ en la semana posterior al ayuno.
3.4. Modificaciones de Na⁺ y Cl^- durante el ayuno.
4. Discusión.
5. Referencias.

RESUMEN.

Justificación y objetivos: El precepto islámico del Ramadán(R) impone a las personas que lo practican, importantesmodificaciones fisiológicas y psicológicas, debido a las restriccioneshídricas y dietéticas a las que se ven sometidosdurante las horas diurnas a lo largo de un mes, estableciendoun modelo intermitente de ayuno absoluto, de naturalezasingular, particularmente cuando éste se lleva a cabo ensociedades multiculturales de tipo occidental, en las que nose producen ajustes horarios en las actividades diarias, quesí son habituales en los países de mayoría musulmana. Entrelas modificaciones, por esta causa, destacan la activación demecanismos de adaptación a la restricción hidrosalina, conconsecuencias en la homeostasis de agua e iones plasmáticos.Por la relevancia de la cuestión y ante el escaso conocimientode los efectos del (R) sobre el equilibrio iónico, se planteacomo objetivo de este estudio, el análisis del comportamientodel ión potasio durante este mes de ayuno, con el fin de preveniralgunos problemas que pudieran afectar a la salud.

Metodología: Se seleccionaron 10 jóvenes musulmanes,varones, sanos y con edades entre 18 y 25 años que realizaronel R y se analizaron parámetros bioquímicos e iones ensangre y orina, así como niveles plasmáticos de Renina yAldosterona, una semana previa al R, primera y cuarta delperiodo de ayuno y una semana después de finalizado éste.

Resultados: Durante el mes del R, se produce, durante lamañana, un descenso de la excreción de potasio en orina lo queorigina incrementos en la concentración plasmática de potasio;a lo largo de la tarde tiene lugar un aumento de su excreciónque resulta más eficaz durante la cuarta semana del R.

Discusión: Los cambios experimentados a nivel tubularque afectan a la disponibilidad de Na⁺, HCO₃^- y pH,por efecto del R, parecen estar limitando la excreción delión, a pesar de que se mantiene estimulado el sistemaRenina-Aldosterona a lo largo del ayuno.

Conclusión: Estos hallazgos ponen de manifiesto lanecesidad de estudios específicos sobre la homeostasis deK⁺ durante el R, para dilucidar qué factores y mecanismosestán determinando los incrementos observados enlos niveles plasmáticos del ión.

1. INTRODUCCIÓN.

Aunque el control hidrosalino en situación de ayunoprolongado ha sido un tema ampliamente tratado en labibliografía, algunos aspectos relacionados con la homeostasisdel ión potasio continúan sin esclarecer1-3; en concreto,los mecanismos que provocan una disminución ensu excreción, especialmente en situaciones como elayuno de Ramadán (R), donde a diferencia de otros ayunoscompletos y prolongados con aporte continuo deagua y sales, éste se caracteriza por periodos intermitentesde absoluta privación hidrosalina, seguidos de unafase nocturna de rehidratación y recuperación iónica, quese suceden a lo largo de un mes lunar4-7. Junto con modificacionesmetabólicas, de la composición corporal8-13 y delrendimiento ante los esfuerzos físicos14-17, se han comunicadovariaciones no significativas durante el ayuno enrelación con el control hidroelectrolítico4 y disminuciónen la excreción del ión K⁺, que resultarían significativas apartir de la 3ª-4ª semana del R5. También se han informadoincrementos plasmáticos de potasio en escolaresmusulmanes que practicaban R, que se mantenían unasemana después de terminar el R7; habiéndose destacadoeste hecho como un importante estímulo para la liberaciónde aldosterona a lo largo del ayuno.

El propósito de este trabajo ha sido valorar los cambiosen el perfil de potasio por la mañana y por la tarde,durante el periodo de ayuno y su relación con el sistemaRenina-Angiotensina-Aldosterona y la homeostasisdel sodio y sus aniones.

2. METODOLOGÍA.

Participaron en el estudio diez varones musulmanessanos, seleccionados al azar entre estudiantes que realizabanel R, con edades comprendidas entre 18 y 25años, un peso medio de 63,5 (± 3,7) kg, y estatura 171(± 2,7) cm; los cuales fueron convenientemente informadosy decidieron participar voluntariamente en elestudio, firmando su consentimiento.

Se ha seguido un diseño longitudinal de muestraspareadas durante el periodo de ayuno, estructuradoen seis sesiones, Basal: Siete días antes de iniciarseel R por la mañana (Sesión 1); Semana 1: A los sietedías del comienzo por la mañana y por la tarde(Sesiones 2 y 3); Semana 4: El día 24º de ayuno porla mañana y por la tarde (Sesiones 4 y 5) y, finalmente,Posterior: Una semana después de terminar elayuno, por la mañana (Sesión 6). En cada sesión serecogieron muestras de sangre y de orina, para determinacionesbioquímicas, hormonales y hematológicas,además de realizar medidas antropométricas yregistro de constantes fisiológicas. Las muestras seobtuvieron los días de las sesiones correspondientesy en horarios de mañana (08:00 a 09:00) y de tarde(17:00 a 18:00). Del volumen de sangre extraído porpunción antecubital (20 mL) se separaron dos alícuotasde 10 mL, una para determinaciones hormonales,en tubos con EDTA dipotásico como anticoagulantea los que se añadieron 100 L de aprotinina. De losotros 10 mL sin anticoagulante, se separó el sueropara determinar los iones. La Aldosterona se midió por radioinmunoanálisis (RIA Serono Diagnostic,Roma). La osmolalidad plasmática y urinaria sedeterminó por osmometría directa (Knauer semiautomático).La excreción de iones se evaluó mediante elcálculo de la fracción de excreción y, para la estimaciónde la secreción neta de potasio, se calculó sugradiente transtubular (GTTK = Uk · Posm / Uosm · Pk) enmuestras de orina recogidas en las tomas de mañanay tarde.

Tratamiento Estadístico: Además de los estadísticosdescriptivos, para verificar la normalidad de lasvariables se utilizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov.Por las características muestrales y la naturalezade los datos se optó por el uso de estadística no paramétricautilizando para comparar promedios, el testde Wilcoxon para muestras pareadas y el test deMann-Whitney para muestras independientes. Se haconsiderado como límite de significación, valores deprobabilidad p < 0,05. Para el tratamiento informáticode datos se han utilizado las aplicaciones Excel yMicrosoft Word® y el paquete estadístico SPSS paraWindows®.

3. RESULTADOS.

3.1. Variaciones de la concentración de K⁺ durante la primera semana de ayuno.

Al analizar la concentración de K⁺ en la orina de lamañana (tabla I), puede observarse una disminuciónestadísticamente significativa (p < 0,05) así como de sufracción de excreción (p < 0,01), coincidiendo conniveles aumentados de Aldosterona (p < 0,05) (fig. 1).Por la tarde, el potasio plasmático experimenta unincremento notorio con relación a la mañana (p < 0,01)(fig. 2) y a la medida basal (p < 0,01), paralelo al aumento de la concentración urinaria (p < 0,01) (fig. 3)y de la fracción de excreción (fig. 4) aunque no lograalcanzar significación estadística. El Gradiente Transtubularde potasio (GTTK), se encuentra disminuidopor la mañana (p < 0,05) y aumenta con indicios de significaciónpor la tarde (fig. 5).

Tabla 1. Modificaciones en aldosterona, iones (sodio, potasio y cloro) y excreción renal (fracción de excreción de sodio -FENa-, de potasio -FEK-, de cloro -FECI- y gradiente transtubular de potasio -GTTK-), durante el ayuno del Ramadán. Se indican los valores medios y error de estimación de la media (EEM) en cada fase. En todos los casos resultó significativa la prueba múltiple de Friedman. En la última fila de cada panel se indican las comparaciones que resultaron significativas.

Modificaciones durante el ayuno de Ramadán

Parámetros

Sem. anterior

1ª Semana

4ª Semana

Sem. Post.

Mañana

Tarde

Mañana

Tarde

Media

EEM

Media

EEM

Media

EEM

Media

EEM

Media

EEM

Media

EEM

Aldosterona plasma (pg/ml)

176.0

21.49

29.57(a)*

23.25(a)*

232.1(c)**

11.97(c)**

328.0(c)*

32.46(c)*

174.3(f)**

20.32(f)**

121.8

18.99

Na* (mEq/L)

Plasma

142.1

0.55

140.1(a)*

0.21(a)*

138.9(b)(c)*

0.26(b)(c)*

140.8

0.38

140.0(f)*

0.97(f)*

138.8(g)*

0.92(g)*

Orina

221.8

13.44

183.9(a)*

22.79(a)*

164.3(b)*

12.61(b)*

167.0(c)*

13.73(c)*

122.7(d)**

11.66(d)**

188.2(g)*

15.74(g)*

Na*(%)

FENa

1.3

0.22

0.8(a)*

0.13(a)*

0.6(b)*

0.09(b)*

0.9

0.19

0.6(d)*

0.05(d)*

1.1

0.15

K* (mEq/L)

Plasma

4.0

0.10

4.1

0.10

5.1(b)(c)*

0.14(b)(c)*

4.9(c)*

0.09(c)*

4.4(d)**(f)*

0.06(d)**(f)*

4.6

0.05

Orina

90.9

7.19

57.1(a)*

6.57(a)*

144.0(b)(c)*

11.26(b)(c)*

60.7(c)*

8.15(c)*

118.8(f)*

9.28(f)*

91.6

7.63

K*

FEK(%)

17.1

1.44

7.7(a)**

1.17(a)**

12.9

1.69

8.5(c)**

1.53(c)**

17.0(f)**

1.55(f)**

15.9

1.79

GTTK

7.9

0.87

4.9(a)*

0.72(a)*

7.6

0.73

3.7(c)**

0.47(c)**

8.2(f)**

0.68(f)**

5.9

0.47

Cl- (mEq/l)

Plasma

109.3

0.47

102.4(a)**

0.25(a)**

105.4(b)(c)*

0.28(b)(c)*

103.4(c)**

0.33(c)**

104.4(d)**

0.44(d)**

101.2(g)**

0.79(g)**

Orina

292.4

16.34

190.3(a)**

20.18(a)**

272.3(e)**

12.05(e)**

181.9(c)**

13.40(c)**

213.8(d)*

15.45(d)*

256.1(g)*

17.11(g)*

Cl- (%)

FECI

2.2

0.34

1.1(a)*

0.17(a)*

1.2

0.15

1.2

0.24

1.3(d)*

0.09(d)*

2.0

0.23

3.2. Variaciones de la concentración de K⁺ durante la 4ª semana de ayuno.

Como puede observarse, se mantienen elevados losvalores del ión K⁺ en plasma, con respecto a los medidoscon anterioridad al R (fig. 2). Por la mañana se observa un incremento significativo (p < 0,01) y por latarde un descenso también significativo (p < 0,05). ElGradiente Transtubular de potasio (GTTK) se muestradisminuido por la mañana (p < 0,01) y aumenta por latarde significativamente (p < 0,01) (fig. 5). La fracciónde excreción de K⁺ muestra un descenso significativocon respecto al valor basal (p < 0,01) por la mañana yaumento significativo (p < 0,01) hasta alcanzar unvalor próximo al basal, al final del día (fig. 4).


3.3. Medida de la concentración de K⁺ en la semana posterior al ayuno.

La concentración plasmática de potasio se mantieneligeramente superior a la basal (p < 0,01) (fig. 2) y elGTTK no muestra variación significativa con respectoal valor basal (fig. 5).

3.4. Modificaciones de Na⁺ y Cl^- durante el ayuno.

Durante el R, la concentración plasmática de Na⁺ (tabla I), experimenta pequeños descensos con respectoa los valores basales (p < 0,05), algo más patentesen las medidas de la tarde, aunque permanece dentro delos valores fisiológicos, a pesar de la restricción. Losniveles urinarios muestran una clara disminución, másintensa en la muestra de tarde, en especial en la cuartasemana (p < 0,01), que se mantienen por debajo de losniveles basales una semana después del ayuno. LaFENA se encuentra significativamente disminuidadurante el R.

Los niveles de Cl^- plasmático en las muestras de lamañana, sufren una ligera disminución (p < 0,01), deforma similar a los de Na⁺, algo más intensa en la primerasemana, que se mantiene siete días después definalizar el R. En la muestra de tarde tiende a elevarse,lo que resulta significativo sólo en la primera semana (p < 0,01), aunque, en cualquier caso, permanece pordebajo de los valores basales (p < 0,05). Estos mismoscambios pueden observarse en las determinaciones urinariasdel ión. La FECl experimenta una disminución ala mitad, y recupera los niveles iniciales una semanadespués del ayuno.

4. DISCUSIÓN.

Durante la primera semana del R, en las primerashoras de ayuno, la disminución en la FENa⁺, la FECl^- yde la concentración urinaria de Cl^- (tabla I), apoyaríanuna reabsorción preferentemente electroneutra de Na⁺ (Cl^-:Na⁺), frente a la actividad de la ATPasa Na⁺/K⁺, loque habría limitado la excreción de K⁺, hecho confirmadopor la caída en la FEK y el GTTK (figs. 4 y 5);todo lo cual conduciría, a lo largo de la jornada, a incrementarlos niveles plasmáticos de potasio; fenómenoque sería responsable, en parte, del aumento en lasecreción de aldosterona observado por la tarde (Fig.1)y que habría promovido, al final de la jornada, elaumento de la actividad secretora de K⁺ como ponen demanifiesto las elevaciones en el GTTK y FEK experimentadas,en la medida vespertina (figs. 4 y 5).

En la cuarta semana del R, los valores plasmáticosde K⁺ permanecen incrementados respecto a los basalespre-R, mostrando algunas diferencias en relación conla primera semana de ayuno (fig. 2). Por una parte, seobserva un desplazamiento hacia horas más tempranasdel valor máximo de potasio plasmático, lo que podríaser la consecuencia de condiciones más agudas en lasituación hídrica y ácido-básica en que se encuentranlos sujetos, después de varias semanas de ayuno; y porotra, el incremento experimentado en los parámetros deexcreción medidos por la tarde, que sugiere un fenómenode ajuste adaptativo en los mecanismos homeostáticosresponsables de la regulación de potasio.

Una semana después del R, la concentración plasmáticade potasio se mantiene ligeramente elevada, lo que sugiere que la vuelta a los valores basales previos al Rrequiere un periodo de tiempo superior.

En modelos de ayuno estricto prolongado con suministrohidrosalino, se han descrito fases iniciales, entorno a las dos semanas, en las que se habría producidouna diuresis aumentada de sodio y potasio que conducirían,finalmente, a una limitación en la excreción depotasio, condicionada por la disponibilidad de sodio ypor la concentración de bicarbonato en el túbulo distal,dependiente, a su vez, del nivel de cetoacidosis alcanzado1-3. Cabría aquí plantearse si las condiciones intermitentesdel ayuno de R son causa suficiente para provocaruna progresiva acidosis metabólica quejustificase la necesidad de aumentar la reabsorción debicarbonato en detrimento de las concentraciones enlos túbulos distal y colector, lo que finalmente comprometeríala excreción de potasio. Nosotros no hemospodido contar con medidas directas de pH y bicarbonato;en consecuencia, hemos de referirnos a evidenciasindirectas, en tanto no se cuente con una investigaciónespecífica al respecto. Se ha señalado que unamera secreción de ClH por el estómago, en la fase cefálicade secreción de H⁺, puede generar hasta 5mM deincremento en la concentración sérica de HCO₃^- queprocederían en gran parte de la reabsorción tubular,reduciéndose la presencia luminal de este anión2. Enrelación con la variación del pH gástrico en el R, se hanencontrado disminuciones de hasta 1,3 unidades(variación de pH de 2,3 a 1), fenómeno que tendría unamayor importancia durante el día18, hecho que justificaríauna reabsorción incrementada de HCO₃^-. No haydatos en la literatura de pH sanguíneo durante el R, probablementepor la dificultad de obtener muestras desangre arterial, pero sí se han comunicado descensosdel pH urinario18. Por otra parte, esta bien documentadoel cambio en la utilización de substratos metabólicosque se orientaría hacia un mayor consumo de recursosgrasos, sobre todo en las últimas semanas de abstinencia10.Todos estos argumentos sustentarían la idea deque, a lo largo de la jornada de ayuno, los participantesirían desarrollando una discreta acidosis que, posteriormente,se resolvería en la fase nocturna de ingesta ademanda. Su compensación podría haber requerido unaumento en la reabsorción de bicarbonato, suficientecomo para disminuir su disponibilidad tubular y, conello, contribuir a la limitación de la excreción de potasio.Esta situación habría sido más acusada en lassemanas finales del R, lo que habría exigido una másestricta regulación por parte del sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona y la participación de otrosmecanismos de paso debidos a gradientes electroquímicos,en un esquema de respuesta adaptada a las condicioneslimitantes del ayuno, como así parece habersucedido si se tiene en cuenta el importante incrementode la FEK y del GTTK en las medidas obtenidas lacuarta semana por la tarde, las cuales se aproximan alas encontradas la semana anterior al ayuno. De estamanera se habría logrado contener la elevación depotasio plasmático de una forma más eficaz, en comparación con la respuesta aguda producida en la primerasemana, compatible con una respuesta de adaptación.

En conclusión, creemos que estos hallazgos ponende manifiesto la necesidad de nuevos estudios sobre lahomeostasis de K⁺, en ayunos intermitentes como el R,para dilucidar qué factores están determinando losincrementos observados en los niveles plasmático deeste ión, en concreto, variaciones de pH, aumento deaniones inherentes a la cetogénesis y disminución de ladisponibilidad en el túbulo distal de Na⁺ y HCO₃^-.

5. REFERENCIAS.

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Autor/es:

R. Guerrero Morilla
J. Ramírez Rodrigo
A. Sánchez Caravaca
B.A. Pérez Moreno

Escuela Universitaria de Enfermería de Ceuta. Sección Fisiología. Universidad de Granada.

G. Ruiz Villaverde
C. Villaverde Gutiérrez

Escuela Universitaria de Ciencias de la salud. Sección Fisiología. Universidad de Granada.