Potassio: biochimica, funzioni

Il Potassio è l’elemento chimico il cui simbolo è K. È un metallo alcalino posto nel gruppo IA della tavola periodica degli elementi. Il suo colore è bianco argenteo e la sua consistenza è molle a temperatura ambiente. Ha una forte affinità con l’ossigeno, con il quale si combina per dar origine a K₂O e successivamente, per idratazione alla potassa caustica la cui formula è KOH. Il K è largamente diffuso in natura sotto forma di Sali minerali tra i quali il salnitro (KNO₃), la silvina (KCl), l’ossido (K₂O), i perossidi (K₂O₂, K₂O₄), i carbonati (KHCO₃ e K₂CO₃) e forma vari composti con lo zolfo, con gli alogeni ecc.

Biochimica del Potassio

Il K è presente nei liquidi organici ed è un componente fondamentale del mezzo intracellulare. Esso è quindi un elemento indispensabile per la maggior parte degli organismi vegetali e animali. Il K⁺ è il principale catione intracellulare ed è uno dei principali determinanti della tonicità dei liquidi corporei. Salvo rare eccezioni la sua concentrazione intracellulare in forma di ione K⁺ è molto superiore a quella dei liquidi interstiziali.

La membrana cellulare è permeabile allo ione ma il suo trasporto all’interno della membrana citoplasmatica avviene tramite le cosiddette pompe ioniche in quanto una tale ripartizione richiede il trasporto contro un gradiente di concentrazione. Le pompe ioniche sono strutture preposte a questa attività e si trovano a livello della superficie interna della membrana stessa. Attraverso la membrana il potassio viene attivamente trasportato verso l’interno della cellula e il Na⁺ (ione Sodio) in scambio, verso l’esterno. Il processo ha il ruolo di mantenere l’equilibrio osmotico e anche il potenziale elettrico della cellula.

La presenza del K⁺ all’interno della cellula è indispensabile per l’attività di numerosi sistemi enzimatici che, viceversa, sono inibiti dal Na⁺.

La principale fonte di approvvigionamento per gli esseri viventi terrestri, erbivori e carnivori, è rappresentata dai vegetali, che hanno un contenuto di K particolarmente elevato. La sua eliminazione avviene prevalentemente per via renale tramite un meccanismo complesso e in misura minore per via cutanea attraverso la sudorazione. In condizioni patologiche l’escrezione di K⁺ avviene per via gastrointestinale.

La distribuzione del Potassio nei vari tessuti non è omogenea; la massa muscolare ne contiene la quota maggiore e il tessuto muscolare striato ne contiene più di quello liscio. Quantità minori sono presenti anche nel tessuto osseo, nei globuli rossi, nel fegato, nell’encefalo, nel rene e nella cute.

Funzioni del Potassio nell’organismo

Diverse proprietà delle cellule dipendono dal K quanto le funzioni più complesse e specializzate di interi apparati. Una variazione del contenuto di K nell’organismo determina un’alterazione della conduzione nervosa, dell’attività muscolare e cardiaca, del metabolismo dei carboidrati.

Conduzione nervosa: L’alterazione del potenziale di membrana delle cellule nervose provoca una conduzione nervosa saltatoria. Questo tipo di conduzione fa aumentare la velocità alla quale l’impulso nervoso viene trasmesso poiché le porzioni mielinizzate degli assoni fungono da isolante, l’onda di depolarizzazione non procede in modo continuo lungo la membrana cellulare dell’assone stesso ma è costretta a “saltare” fra le porzioni prive di mielina.

Attività muscolare e cardiaca: La modifica dell’attività muscolare e cardiaca riguarda la velocità di conduzione dello stimolo e della soglia di eccitabilità. In casi estremi, possono comparire paralisi muscolari e aritmie fino all’arresto cardiaco;

Metabolismo dei carboidrati: L’assorbimento intestinale dei glucidi è condizionato dalla carica elettrica delle cellule parietali, il cui potenziale transmurale è elevato dalla presenza dei carboidrati nel lume intestinale. La presenza di questo potenziale facilita l’assorbimento dei glicidi ed è largamente dipendente dal rapporto di concentrazione tra Na⁺ e K⁺.  Le alterazioni idroelettrolitiche intestinali (diarrea, vomito, malassorbimento) influenzano l’assorbimento dei carboidrati modificando questo rapporto.

La sintesi del glicogeno è influenzata dalla disponibilità di K⁺ e si associa a trasporto dello ione verso l’ambiente intracellulare; la glicogenolisi epatica o muscolare è invece accompagnata da un incremento della potassiemia.

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(*) V. Note esplicative