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El potasio en la biología

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El potasio es el principal ion intracelular para todos los tipos de células, mientras que tiene un papel importante en el mantenimiento del equilibrio de líquidos y electrolitos.[1]​[2]​ El potasio es necesario para el funcionamiento de todas las células vivas y, por lo tanto, está presente en todos los tejidos vegetales y animales. Se encuentra en concentraciones especialmente altas dentro de las células vegetales, y en una dieta mixta, se concentra más en las frutas. La alta concentración de potasio en las plantas, asociada con cantidades comparativamente muy bajas de sodio allí, históricamente dio como resultado que el potasio primero se aislara de las cenizas de las plantas (potasa), lo que a su vez le dio al elemento su nombre moderno. La alta concentración de potasio en las plantas significa que la producción de cultivos pesados agota rápidamente los suelos de potasio, y los fertilizantes agrícolas consumen el 93% de la producción química de potasio de la economía mundial moderna.

Las funciones del potasio y el sodio en los organismos vivos son bastante diferentes. Los animales, en particular, emplean sodio y potasio de manera diferencial para generar potenciales eléctricos en las células animales, especialmente en el tejido nervioso . El agotamiento del potasio en los animales, incluidos los humanos, da lugar a diversas disfunciones neurológicas. Las concentraciones características de potasio en los organismos modelo son 30-300mM en E. coli, 300mM en la levadura en ciernes, 100mM en la célula de mamífero y 4mM en el plasma sanguíneo.[3]​

Función en las plantas

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Artículo principal: Deficiencia de potasio

Función en animales

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El potasio es el principal catión (iones positivos) dentro de las células animales, mientras que el sodio es el principal catión fuera de las células animales. La diferencia entre las concentraciones de estas partículas cargadas provoca una diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de las células, conocida como potencial de membrana. El equilibrio entre el potasio y el sodio se mantiene gracias a los transportadores de iones de la membrana celular. Todos los canales iónicos de potasio son tetrámeros con varios elementos estructurales secundarios conservados. Se han resuelto varias estructuras de canales de potasio, entre las que se encuentran los canales de voltaje,[4]​[5]​[6]​ los activados por ligando,[7]​[8]​[9]​[10]​[11]​ los de poros en tándem,[12]​[13]​[14]​ y canales rectificadores internos,[15]​[16]​[17]​[18]​[19]​ de procariotas y eucariotas. El potencial de la membrana celular creado por los iones de potasio y sodio permite que la célula genere un potencial de acción — un "pico" de descarga eléctrica. La capacidad de las células para producir descargas eléctricas es fundamental para funciones corporales como la neurotransmisión, la contracción muscular y la función cardíaca.[20]​

Recomendaciones dietéticas

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El Instituto de Medicina de EE. UU. (IOM, por sus siglas en inglés) establece las Necesidades Medias Estimadas y las Ingestas Dietéticas Recomendadas, o las Ingestas Adecuadas. En conjunto, estas ingestas se denominan Ingestas Dietéticas de Referencia. La ingesta diaria recomendada actual de potasio para mujeres y hombres a partir de los 14 años es de 4700 mg. La Ingesta diaria recomendada para el embarazo es igual a 4700 mg/día. para la lactancia es de 5100 mg/día. Para los lactantes de 0 a 6 meses, 400 mg; de 6 a 12 meses, 700 mg; de 1 a 13 años, 3000 a 4500 mg/día. En cuanto a la seguridad, el IOM también establece niveles máximos de ingesta tolerables (UL) para las vitaminas y los minerales, pero para el potasio las pruebas fueron insuficientes, por lo que no se estableció ningún UL.[21]​

La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) se refiere al conjunto colectivo de información como Valores dietéticos de referencia, con Ingesta de referencia de la población (PRI), y requerimiento promedio. Para personas mayores de 15 años, la ingesta de referencia de la población se establece en 3500 mg/día. Para el embarazo es de 3,500 mg/día, para lactancia 4.000 mg/día, para niños de 1 a 14 años. La ingesta de referencia aumenta con la edad de 800 a 2700 mg/día. Estos valores de ingesta de referencia de la población son más bajos que los de EE. UU.[22]​ La EFSA revisó la misma cuestión de seguridad y decidió que no había datos suficientes para establecer un UL para el potasio.[23]​

Etiquetado

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Para fines de etiquetado de alimentos y suplementos dietéticos de EE. UU., la cantidad en una porción se expresa como un porcentaje del valor diario (% VD). Para fines de etiquetado de potasio, el 100 % del valor diario fue 3500 mg, pero a partir de mayo de 2016, se ha revisado a 4700 mg.[24]​[25]​ En el apartado de ingesta diaria de referencia se ofrece una tabla con los antiguos y nuevos valores diarios para adultos.

Fuentes de alimentos

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Comer una variedad de alimentos que contengan potasio es la mejor manera de obtener una cantidad adecuada. Entre los alimentos que son altas fuentes de potasio se encuentran los kiwis, jugo de naranja, papas, plátanos, coco, aguacates, albaricoques, chirivías y nabos, aunque muchas otras frutas, verduras, legumbres y carnes contienen potasio.

Alimentos comunes muy ricos en potasio:[26]​

  • frijoles (frijoles blancos y otros), verduras de hojas verdes oscuras (espinacas, acelgas y otros), papas al horno, frutas secas (albaricoques, melocotones, ciruelas pasas, pasas, higos y dátiles), calabaza al horno, yogur, pescado (salmón), aguacate y plátano;
  • frutos secos (pistachos, almendras, nueces, etc.) y semillas (zapallo, calabaza, girasol)

Los alimentos más concentrados (por 100 gramos) son:[26]​

  • hierbas secas, tomates secados al sol, chocolate negro, suero de leche en polvo, pimentón, extracto de levadura, salvado de arroz, melaza y soja tostada seca

Deficiencia

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Presión arterial alta/hipertensión

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Las dietas bajas en potasio aumentan el riesgo de hipertensión, accidente cerebrovascular y enfermedad cardiovascular.[27]​[28]​

Hipopotasemia

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Una escasez severa de potasio en los fluidos corporales puede causar una afección potencialmente fatal conocida como hipocalemia. La hipopotasemia suele ser el resultado de la pérdida de potasio a través de la diarrea, la diuresis o los vómitos. Los síntomas están relacionados con alteraciones del potencial de membrana y del metabolismo celular. Los síntomas incluyen debilidad muscular y calambres, íleo paralítico, anomalías en el ECG, parálisis intestinal, disminución de la respuesta refleja y (en casos graves) parálisis respiratoria, alcalosis y Trastornos del consumo habitual de grandes cantidades de regaliz negro ha resultado en hipopotasemia. El regaliz contiene un compuesto ( glicirricina) que aumenta la excreción urinaria de potasio.[29]​

Ingesta insuficiente

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Las mujeres adultas de Estados Unidos consumen por término medio la mitad de la IA, y los hombres dos tercios. Para todos los adultos, menos del 5% supera la Ingesta Recomendada.[30]​ Del mismo modo, en la Unión Europea, la ingesta insuficiente de potasio está muy extendida.[31]​

Efectos secundarios y toxicidad

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Los síntomas gastrointestinales son los efectos secundarios más comunes de los suplementos de potasio, incluyendo náuseas, vómitos, malestar abdominal y diarrea. Tomar potasio con las comidas o tomar una forma microencapsulada de potasio puede reducir los efectos secundarios gastrointestinales.

La hiperpotasemia es la reacción adversa más grave al potasio. La hiperpotasemia se produce cuando el potasio se acumula más rápido de lo que los riñones pueden eliminar. Es más frecuente en personas con insuficiencia renal. Los síntomas de la hiperpotasemia pueden incluir hormigueo en manos y pies, debilidad muscular y parálisis temporal. La complicación más grave de la hiperpotasemia es la aparición de un ritmo cardíaco anormal (arritmia), que puede provocar una parada cardíaca.

Aunque la hiperpotasemia es rara en individuos sanos, las dosis orales superiores a los 18 gramos tomados de una sola vez en personas que no están acostumbradas a ingestas elevadas pueden provocar hiperpotasemia. Se supone que los suplementos que se venden en los EE. UU. no contienen más de 99 mg de potasio por porción.

Véase también

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Referencias

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  1. ↑ Pohl, Hanna R.; Wheeler, John S.; Murray, H. Edward (2013). «Chapter 2. Sodium and Potassium in Health and Disease». En Astrid Sigel, Helmut Sigel and Roland K. O. Sigel, ed. Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases. Metal Ions in Life Sciences 13. Springer. pp. 29-47. doi:10.1007/978-94-007-7500-8_2. 
  2. ↑ Clausen, Michael Jakob Voldsgaard; Poulsen, Hanne (2013). «Chapter 3 Sodium/Potassium Homeostasis in the Cell». En Banci, Lucia, ed. Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences 12. Springer. pp. 41-67. ISBN 978-94-007-5560-4. doi:10.1007/978-94-007-5561-1_3.  electronic-book ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 electronic-ISSN 1868-0402
  3. ↑ Milo, Ron. «Cell Biology by the Numbers: What are the concentrations of different ions in cells?». book.bionumbers.org. Archivado desde el original el 20 de abril de 2017. Consultado el 23 de marzo de 2017. 
  4. ↑ «Crystal structure and mechanism of a calcium-gated potassium channel». Nature 417 (6888): 515-22. May 2002. Bibcode:2002Natur.417..515J. PMID 12037559. doi:10.1038/417515a. 
  5. ↑ «Structure of the human BK channel Ca2+-activation apparatus at 3.0 A resolution». Science 329 (5988): 182-6. July 2010. PMC 3022345. PMID 20508092. doi:10.1126/science.1190414. 
  6. ↑ «Structure of the gating ring from the human large-conductance Ca(2+)-gated K(+) channel». Nature 466 (7304): 393-7. July 2010. PMC 2910425. PMID 20574420. doi:10.1038/nature09252. 
  7. ↑ «Functional and structural analysis of the human SLO3 pH- and voltage-gated K+ channel.». Proc Natl Acad Sci U S A 109 (47): 19274-9. Nov 2012. Bibcode:2012PNAS..10919274L. PMC 3511096. PMID 23129643. doi:10.1073/pnas.1215078109. 
  8. ↑ «Crystal structure of the human K2P TRAAK, a lipid- and mechano-sensitive K+ ion channel». Science 335 (6067): 4s36-41. January 2012. Bibcode:2012Sci...335..436B. PMC 3329120. PMID 22282805. doi:10.1126/science.1213808. 
  9. ↑ «Distinct gating mechanisms revealed by the structures of a multi-ligand gated K(+) channel.». eLife 1: e00184. 2012. PMC 3510474. PMID 23240087. doi:10.7554/eLife.00184. 
  10. ↑ «Crystal structure of the human two-pore domain potassium channel K2P1». Science 335 (6067): 432-6. January 2012. Bibcode:2012Sci...335..432M. PMID 22282804. doi:10.1126/science.1213274. 
  11. ↑ «K2P channel gating mechanisms revealed by structures of TREK-2 and a complex with Prozac.». Science 347 (6227): 1256-9. Mar 2015. Bibcode:2015Sci...347.1256D. PMC 6034649. PMID 25766236. doi:10.1126/science.1261512. 
  12. ↑ «Domain reorientation and rotation of an intracellular assembly regulate conduction in Kir potassium channels.». Cell 141 (6): 1018-29. Jun 2010. PMID 20564790. doi:10.1016/j.cell.2010.05.003. 
  13. ↑ «Crysstal structure of the potassium channel KirBac1.1 in the closed state.». Science 300 (5627): 1922-6. Jun 2003. Bibcode:2003Sci...300.1922K. PMID 12738871. doi:10.1126/science.1085028. 
  14. ↑ «Crystal structures of the mammalian GIRK2 K+ channel and gating regulation by G proteins, PIP2, and sodium.». Cell 147 (1): 199-208. Sep 2011. PMC 3243363. PMID 21962516. doi:10.1016/j.cell.2011.07.046. 
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  16. ↑ «Crystal structure of the eukaryotic strong inward-rectifier K+ channel Kir2.2 at 3.1 A resolution.». Science 326 (5960): 1668-74. Dec 2009. PMC 2819303. PMID 20019282. doi:10.1126/science.1180310. 
  17. ↑ Whorton MR, MacKinnon R (Sep 2011). «Crystal structures of the mammalian GIRK2 K+ channel and gating regulation by G proteins, PIP2, and sodium.». Cell 147 (1): 199-208. PMC 3243363. PMID 21962516. doi:10.1016/j.cell.2011.07.046. 
  18. ↑ Nishida M, MacKinnon R (Dec 2002). «Structural basis of inward rectification: cytoplasmic pore of the G protein-gated inward rectifier GIRK1 at 1.8 A resolution.». Cell 111 (7): 957-65. PMID 12507423. S2CID 15788511. doi:10.1016/S0092-8674(02)01227-8. 
  19. ↑ Tao X, Avalos JL, Chen J, MacKinnon R (Dec 2009). «Crystal structure of the eukaryotic strong inward-rectifier K+ channel Kir2.2 at 3.1 A resolution.». Science 326 (5960): 1668-74. PMC 2819303. PMID 20019282. doi:10.1126/science.1180310. 
  20. ↑ Mikko Hellgren; Lars Sandberg; Olle Edholm (2006). «A comparison between two prokaryotic potassium channels (KirBac1.1 and KcsA) in a molecular dynamics (MD) simulation study». Biophys. Chem. 120 (1): 1-9. PMID 16253415. doi:10.1016/j.bpc.2005.10.002. 
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  22. ↑ «Overview on Dietary Reference Values for the EU population as derived by the EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies». 2017. Archivado desde el original el 28 de agosto de 2017. 
  23. ↑ «Wayback Machine». web.archive.org. Archivado desde el original el 16 de marzo de 2016. Consultado el 22 de marzo de 2022. 
  24. ↑ «Federal Register May 27, 2016 Food Labeling: Revision of the Nutrition and Supplement Facts Labels. FR page 33982.». Archivado desde el original el 8 de agosto de 2016. 
  25. ↑ «Daily Value Reference of the Dietary Supplement Label Database (DSLD)». Dietary Supplement Label Database (DSLD). Archivado desde el original el 7 de abril de 2020. Consultado el 16 de mayo de 2020. 
  26. ↑ a b «Top 10 Foods Highest in Potassium + One Page Printable». myfooddata. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014. 
  27. ↑ «Effect of increased potassium intake on cardiovascular risk factors and disease: systematic review and meta-analyses». BMJ 346: f1378. 2013. PMC 4816263. PMID 23558164. doi:10.1136/bmj.f1378. 
  28. ↑ «Potassium intake, stroke, and cardiovascular disease a meta-analysis of prospective studies». J. Am. Coll. Cardiol. 57 (10): 1210-9. 2011. PMID 21371638. doi:10.1016/j.jacc.2010.09.070. 
  29. ↑ «Licorice-induced hypokalemia». Int. J. Cardiol. 124 (3): e42-4. 2008. PMID 17320224. doi:10.1016/j.ijcard.2006.11.190. 
  30. ↑ What We Eat In America, NHANES 2013-2014 Archivado el 24 de febrero de 2017 en Wayback Machine..
  31. ↑ «Archived copy». Archivado desde el original el 13 de julio de 2011. Consultado el 30 de enero de 2007.  Energy and Nutrient Intake in the European Union

Otras lecturas

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Enlaces externos

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