Autora: Ing. Martha Elizabeth Cisneros Alarcón
Universidad Nacional Agraria La Molina
2.3. Electrolitos
2.3.1. Metabolismo de los electrolitos
Los electrolitos son todos los compuestos solubilizados queposeen carga eléctrica. Estos se encuentran presentes en el torrente sanguíneo y en los fluidos corporales, pudiendo ser iones monovalentes como el sodio (Na+), potasio (K+), cloro (Cl-), bicarbonato (HCO3-) o iones divalentes como el calcio (Ca+2) y magnesio (Mg+2). Asimismo, tienen funciones muy importantes en la regulación del equilibrio ácido-base, el mantenimiento de la homeostasis extracelular e intracelular, el mantenimiento del potencial electrolítico de las membranas celulares y de las reacciones enzimáticas del organismo (Lizardo, 2006).»
La concentración de electrolitos se expresa en miliequivalentes (mEq), el cual tiene en cuenta el peso atómico de cada elemento junto con sus respectivas cargas, siendo esta una medida de la carga eléctrica y el potencial que tiene para generar ácidos o bases. Además, hay una relación estrecha entre el equilibrio ácido-base y los electrolitos, pues existen mecanismos de absorción digestiva e intercambios iónicos entre los compartimentos digestivos y sanguíneos; por lo tanto, debe haber un suministro continuo de fluidos y de electrolitos en las cantidades requeridas para equilibrar el medio interno del organismo (Kumar y Tarar, 2011).
Los mecanismos principales de absorción de electrolitos se distribuyen de forma selectiva en el intestino, ya que los iones cargados eléctricamente no ingresan libremente a través del epitelio gastrointestinal (Cunningham, 2005). Asimismo, la velocidad de absorción de electrolitos es mayor en la porción proximal del intestino delgado que en las porciones distales, resultado de una mayor área superficial y de un mayor grado de permeabilidad de la membrana a los iones en la porción proximal del intestino. Por otra parte, los electrolitos monovalentes como el sodio, potasio y cloro tienen mayor coeficiente de absorción que los iones polivalentes, tales como calcio, magnesio y sulfato. Sin embargo, a pesar de que los iones divalentes no se absorben fácilmente a través de la mucosa gastrointestinal, éstos por lo general se requieren en menores cantidades que los iones monovalentes (Guyton, 1966).
Para Cunningham (2005), la absorción intestinal de los electrolitos se da en respuesta a gradientes químicos y eléctricos, utilizando mecanismos de transporte que permiten el movimiento a través de la membrana celular, pudiéndose dar mediante mecanismos de transporte pasivo a través de canales iónicos o de las uniones estrechas de los enterocitos, es decir, a favor del gradiente electroquímico sin necesidad de energía, o por el contrario, mediante mecanismos de transporte activo: a) primarios (p. ej.: bomba ATPasa Na+ – K+), b) secundarios por proteínas cotransportadoras o proteínas intercambiadoras (p. ej.: Na+/glucosa o Na+/H+ respectivamente) y c) terciarios por proteínas intercambiadoras (p. ej.: Cl-/ HCO3-).
Haydon y West (1990) realizaron estudios sobre el efecto que tienen los electrolitos sobre la absorción de los aminoácidos básicos en cerdos en crecimiento, demostrando que un aumento progresivo del balance electrolítico (BE) afecta la digestibilidad ileal aparente de todos los aminoácidos con excepción de alanina y metionina, del mismo modo Patience et al. (1987) demostraron que el BE interacciona con la absorción de ciertos aminoácidos. Sin embargo, la alteración del BE en la dieta no solo parece influir en la digestibilidad de los aminoácidos, sino que también influye sobre la digestibilidad y retención de ciertos minerales, pues estudios de Patience y Chaplin (1997) demuestran que la retención de calcio y fósforo aumenta progresivamente cuando el BE de la dieta se incrementa de -20 a 163 mEq/kg. Asimismo, DeRouchey et al. (2003) realizaron estudios donde se demostró que las concentraciones de calcio en la sangre se pueden afectar por la modificación del balance electrolítico de la dieta por adición de cloruro de calcio.
Austic y Calvert (1981) indican que las variaciones de los niveles de Na+, K+ y Cl- en la dieta afectan el equilibrio ácidobase del organismo, además influyen sobre la severidad del antagonismo de lisinaarginina, ya que niveles altos de Na+ y K+ en la dieta atenúan el antagonismo, mientras que niveles altos de Cl- en la dieta exacerban el antagonismo.
A. Función y metabolismo del sodio
El sodio se encuentra predominantemente en el fluido extracelular regulando la presión osmótica del organismo. Asimismo, participa como un neurotransmisor de los impulsos nerviosos, en la contracción muscular y cardiaca; activa ciertos sistemas enzimáticos y es necesario para la absorción de azúcares y aminoácidos en el intestino y el riñón. El 80% del sodio es absorbido en los primeros tramos del intestino delgado y puede ser eliminado del organismo por diarreas, vómitos, sudoración excesiva o por algunos problemas de daño renal.
La deficiencia de este mineral ocasiona la disminución del apetito, poca ingestión de agua y un desarrollo anormal del animal (Pérez, 2002; Pond et al., 2003; Cadillo, 2008; Kumar y Tarar, 2011).
La absorción del sodio proveniente de la dieta se produce en el intestino delgado y existe una relación estrecha entre la concentración de sodio en la dieta, el volumen de fluido extracelular y la presión arterial promedio. Asimismo, hay tres mecanismos distintos de
absorción de sodio:
A) El principal medio de absorción de Na+ es mediante proteínas que actúan como cotransporte de sodio y glucosa o de ciertos aminoácidos.
B) Mediante un intercambiador iónico de H+/Na+, este último electrolito ubicado en la luz intestinal, a su vez, esto estimula al intercambiador Cl-/HCO3+, por ello se dice que hay una relación estrecha entre la absorción de Na+ y Cl-, siendo esta absorción conjunta más activa en el íleon y el colon.
C) Mediante difusión simple a través de canales iónicos de la membrana apical del enterocito (Cunningham, 2005).
Para que las concentraciones de sodio se mantengan en equilibrio, la aldosterona y la hormona antidiurética (ADH) o vasopresina juegan un papel fundamental en su regulación. La aldosterona incrementa la reabsorción de Na+ y la secreción de K+, en mayor proporción por el túbulo proximal del riñón, involucrando otras sustancias como glucosa, aminoácidos, fosfatos, sulfatos y aniones orgánicos mediante cotransporte. Así, cuando la ingesta de sodio es insuficiente en comparación con los requerimientos, el organismo activa la hipófisis liberando ADH, la cual controla la reabsorción de las moléculas de agua mediante la concentración de orina y la reducción de su volumen en los túbulos renales, afectando así la permeabilidad tubular (Cunningham, 2005; DiBartola, 2012). Por lo tanto, es importante mantener los niveles adecuados de sodio, ya que concentraciones insuficientes afectan también la absorción de otras sustancias como azúcares y aminoácidos en el lumen del intestino delgado. Además, influye sobre la absorción y la movilización del calcio y puede afectar a las concentraciones plasmáticas de numerosas vitaminas hidrosolubles, como riboflavina, tiamina y ácido ascórbico, cuya absorción está acoplada a este electrolito (Gross et al., 2001).
Los aportes de sodio en la dieta deben ser formulados teniendo en cuenta el equilibrio electrolítico de la dieta y de acuerdo con sus requerimientos dependientes del estado fisiológico del animal, ya que los requerimientos de sodio son más elevados durante la reproducción, lactancia, etapas de crecimiento rápido y estrés calórico (Meschy, 1998). Patience y Chaplin (1997); Dersjant-Li et al. (2001) observaron que las concentraciones plasmáticas de Na+ y K+ de los cerdos no estuvieron influenciadas por el balance electrolítico.
Sin embargo, Haydon et al. (1990) y Patience y Wolynetz (1990) obtuvieron un incremento lineal de la concentración de Na+ con el aumento del balance electrolítico (BE), mientras que las concentraciones de K+ plasmático se mantenían constantes, pero esto puede estar relacionado con el hecho de que estos autores incrementaban el BE a través de la acción de sales de sodio.
De igual importancia, estudios realizados en pollos muestran que el Na+ tiene un mejor efecto en restablecer el BE plasmático comparado con el K+, ya que dietas con bicarbonato de sodio (NaHCO3) tienen mejores rendimientos que las dietas con bicarbonato de potasio (KHCO3), teniendo ambas fuentes similares concentraciones
de HCO3- (Hayat et al., 2010). Por otro lado, los requerimientos de sodio en cerdas
reproductoras no están establecidos con exactitud, pero se podrían estimar en 2.8 g/ día en gestación y en 10 g/día en lactación (Lizardo, 2006).
B. Función y metabolismo del cloro
El cloro se encuentra principalmente en los fluidos extracelulares y en las células del organismo, favoreciendo el equilibrio ácidobase metabólico siendo antagonista con el K+ y sinérgico con el Na+. Asimismo, es el componente principal del jugo gástrico, por lo que es de vital importancia para una digestión adecuada. El cloro se almacena en la piel y en el tejido subcutáneo y se absorbe por difusión pasiva en los primeros tramos del intestino delgado, además puede ser eliminado por la orina, heces y el sudor.
La deficiencia de este mineral ocasiona un crecimiento deficiente, reduce el consumo de alimento y la ganancia de peso afectando la conversión alimenticia, fertilidad y el peso del animal al nacimiento (Pérez, 2002; Pond et al., 2003; Cadillo, 2008; Kumar y Tarar, 2011). El cloro es el anión de carga negativa más abundante en el líquido extracelular y puede ser absorbido bajo tres mecanismos:
a) por absorción conjunta de Na+ y Clen forma de cloruro sódico, b) mediante la absorción paracelular, en cotransporte con glucosa y aminoácidos y c) por intercambio con bicarbonato (HCO3-) hacia la luz intestinal, provocando un efecto acidogénico (Cunningham, 2005).
Asimismo, diversos estudios argumentan que el incremento de las concentraciones plasmáticas de cloro puede estar relacionado con el aumento en el contenido de cloro de las dietas de menor BE. Así, Guyton (1966), sugiere que estos niveles altos de Clplasmático disminuyen las concentraciones de HCO3-, provocando acidosis metabólica debido a la alteración del pH del fluido corporal y suprimiendo el apetito del animal. Similares conclusiones fueron de Yen et al. (1981) al incrementar las concentraciones de Cl plasmático por un aumento de CaCl2 en las dietas de cerdos futuros reproductores.
Además, Dersjant-Li et al. (2001) encontraron que las concentraciones plasmáticas de cloro eran significativamente mayores en cerdos alimentados con un BE de -100 mEq/kg respecto a otros grupos a los que se les suministró dietas con un BE de 200 a 500 mEq/kg. Estos resultados coinciden también con las observaciones de Patience y Wolynetz (1990); Patience y Chaplin (1997) y DeRouchey et al. (2003).
Por otro lado, Dourmad y Meschy (1998), citados por Lizardo (2006), demostraron que un cuadro de acidosis metabólica por exceso de iones Cl perjudica el proceso de calcificación de los huesos en formación.
Sin embargo, Budde y Crenshaw (2003) no encontraron efectos perjudiciales en los huesos de cerdos en crecimiento al inducir un cuadro de acidosis por la alteración del BE de la dieta. Los requerimientos de cloruro no están tan bien definidos como los de sodio y, según el NRC (1998), estos requerimientos podrían variar desde 1.5 g/d a los 25 kg de peso vivo hasta 2.5 g/d al peso de sacrificio para cerdos en crecimiento. Además, Lizardo (2006) indica que los requerimientos de cloruro en cerdos son aproximadamente un 20% inferiores a los del sodio. Sin embargo, las recomendaciones para marranas reproductoras aún no se han determinado con exactitud.
C. Función y metabolismo del potasio
El potasio se encuentra mayormente distribuido en el fluido intracelular en equilibrio con bicarbonato, fosfato u otras proteínas ionizadas, y junto con el sodio actúa en la regulación del balance hídrico del organismo e interacciona con el Ca2+, Na+ y Mg2+. Asimismo, es absorbido su mayoría en el duodeno y excretado por la orina. Este mineral participa en la contracción del músculo cardiaco, la transmisión del impulso nervioso, el transporte de fluidos y el transporte de O2 y CO2 sanguíneo. Su deficiencia en el organismo puede ocasionar anorexia, emaciación y pérdida de la coordinación corporal (Pérez, 2002; Pond et al., 2003; Cadillo, 2008; Kumar y Tarar, 2011).
El potasio se encuentra en concentraciones relativamente altas en la luz intestinal al ser ingresado por el alimento, pues este ion no se absorbe en forma activa con otros electrolitos o nutrientes. Por tanto, la concentración de potasio en la luz intestinal aumenta cuando se produce la digestión y absorción de otras moléculas osmóticamente activas, generándose una gradiente de concentración propicia para su difusión a través del epitelio intestinal (Cunningham, 2005). Asimismo, la electroneutralidad en el fluido extracelular debe mantenerse constante dentro del organismo. Golz y Crenshaw (1991) vieron que existen interacciones entre los iones de potasio y cloruro. Así, la disminución de un catión, como por ejemplo de K+, debe suceder para compensar la disminución de los niveles de Cl en sangre, esto explica con más detalle la disminución de las concentraciones de potasio y cloro en sangre a medida que incrementa el BE.
Estudios de DeRouchey et al. (2003) con cerdas lactantes indican una reducción del K+ con el incremento del BE, argumentando los resultados en base al intercambio de los H+ y K+ entre los fluidos extracelular e intracelular en respuesta a los cambios de pH de la sangre.
Igualmente, DiBartola (2012) observó que al haber un cuadro de acidosis se produce un incremento en las concentraciones de potasio plasmático, justificándose también por la translocación de K+ desde las células hacia el fluido extracelular, producido para evitar una caída brusca del pH sanguíneo.
No existen estudios sobre la determinación de los requerimientos del potasio en marranas reproductoras, por lo que se recomiendan usar valores similares a cerdos en crecimiento (Lizardo, 2008). Sin embargo, según el NRC (1998), estos requerimientos serían de 10.5 g/d para cerdas en lactación, es decir, de una concentración promedio de 2.0 g/kg en el pienso aproximadamente.
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