El potasio en la nutrición y la salud humana

Para mantener la vida y la salud, la dieta de los seres humanos debe contener el elemento químico, el potasio, en su forma iónica (K+), que suele consumirse como sales de potasio de los ácidos orgánicos de los alimentos (por ejemplo, el citrato de potasio), que se encuentra más abundantemente en los alimentos vegetales no cereales (verduras y frutas).

En 2004-2006, y nuevamente en 2010, el Instituto de Medicina de las Academias Nacionales de Ciencias y su Junta de Alimentación y Nutrición recomendaron que los seres humanos adultos consumieran 4700 miligramos (mg) de potasio por día, o más, lo que, calculado a partir de la masa atómica del potasio (39,1 mg por mmol), corresponde a 120 milimoles (mmol) de potasio por día: 4700 mg/39,1 mg/mmol=120 mmol. Esa ingesta recomendada de exceso de potasio con las estimaciones de las encuestas recientes sobre la ingesta media de la población en general, lo que plantea la posibilidad de que en la población en general prevalezca un estado persistente de contenido subóptimo de potasio en el cuerpo y una tasa de producción de potasio en el cuerpo.

El consumo insuficiente de potasio refleja la crisis alimentaria general de los Estados Unidos, que consiste en el consumo insuficiente de nutrientes saludables y el consumo excesivo de nutrientes poco saludable y de calorías vacías de nutrientes.

En las secciones siguientes se examinarán las recomendaciones sobre el consumo de potasio para niños y grupos especiales, así como las perspectivas más recientes sobre las necesidades «óptimas» de potasio en la dieta de los seres humanos.

Consideraciones generales

El potasio es el catión más abundante (ión positivo) dentro de las células animales (intracelular) y, como tal, contribuye de manera crítica en muchas formas importantes al funcionamiento óptimo de las células y, por lo tanto, al funcionamiento óptimo de los sistemas de organos y de los individuos que las componen. Entre otras funciones metabólicas, el potasio desempeña un papel en la síntesis de las proteínas y en las transformaciones bioquímicas necesarias para el metabolismo de los carbohidratos.

El potasio desempeña un papel esencial en el mantenimiento de la diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana plasmática de la célula, la diferencia de potencial eléctrico intracelular y extracelular, denominada normalmente «potencial de membrana». Esa función reguladora fisicoquímica permite de manera importante la transmisión normal de información a lo largo de los nervios (transmisión de impulsos nerviosos), la contracción normal de las fibras musculares y el funcionamiento normal del corazón. La concentración de potasio en el interior de las células (el líquido intracelular) excede la de las células externas (el líquido extracelular) en un orden de magnitud (~30 veces), mientras que la concentración extracelular de sodio la de su concentración intracelular en un orden de magnitud (~10 veces), lo contrario de lo que sucede con el potasio. Esas diferencias de concentracion entre los iones de potasio y los iones de sodio generan el potencial de membrana, el potencial interior negativo con respecto al potencial exterior. Un mecanismo de bombeo de iones de base proteínica situado dentro de la bicapa lipídica del….

Al influir en la diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana celular, la relación entre las concentraciones de potasio en el líquido intracelular (LIC) y las del líquido extracelular (LEC) circulan a las células tiene efectos importantes en la tasa de transmisión de la actividad eléctrica (pulsos) a lo largo de las fibras nerviosas y las células musculares esqueléticas, lo que, entre otras cosas, afecta al grado de contracción de los músculos lisos de las arterias y las arteriolas (tono vascular). Dado que el potasio extracelular varía en el rango de 3-6 mmol/L, mientras que las concentraciones de potasio intracelular promedian unos 145 mmol/L, los pequeños cambios en la concentración de potasio extracelular tienen un mayor efecto en la relación entre la FCI y la FEC de concentracion de potasio que los pequenos cambios similares en la concentracion de potasio intracelular. En las secciones siguientes se examinan las consecuencias de los cambios en la relación entre la CIF y la CEC en la fisiología humana.

En las personas sanas cuyo consumo diario de potasio no varía mucho, la cantidad de potasio consumida es igual a la cantidad excretada, por el riñón y el tracto gastrointestinal predominantemente. Los fisiólogos se refieren a esa igualdad como el equilibrio cero de potasio neto del cuerpo externo. De los principales electrolitos, el potasio es el que tiene la mayor relación entre el potasio consumido y la cantidad de potasio en el compartimiento extracelular, característica que plantea un desafío para mantener las concentraciones extracelulares de potasio dentro de un rango establecido frente a las variaciones de la ingesta diaria de potasio, desafío que se afronta mediante una excreción eficiente y una conservación algo menos eficiente, mediada por mecanismos homeostáticos no del todo dilucidados.

Las perturbaciones relacionadas con la deficiencia de potasio en el cuerpo pueden ser el resultado de:

– el consumo inadecuado y prolongado de alimentos que contienen potasio;
– tasas inapropiadas de excreción de potasio en la orina;
– tasas inapropiadamente grandes de excreción de potasio en las heces.

Las alteraciones relacionadas con el exceso de potasio en el cuerpo pueden ser consecuencia de:

– medicamentos y enfermedades renales que perjudican la capacidad del riñón para excretar el potasio en la orina;
– deficiencia de hormonas que actúan para promover la excreción renal y gastrointestinal de potasio.

En las secciones siguientes se desarrollarán los conceptos anteriores.

Requisitos para el consumo de potasio por los seres humanos

Los seres humanos deben consumir habitualmente el potasio porque el cuerpo no lo almacena (como lo hace la grasa, por ejemplo), mientras que el riñón sigue excretando en la orina incluso cuando cesa la ingesta de potasio. Los alimentos ricos en potasio incluyen las verduras de hoja verde, las frutas de la vid (por ejemplo, calabaza, tomates, pepinos, etc.), las hortalizas de raíz y las frutas de árbol (véase más adelante).

El Instituto de Medicina de las Academias Nacionales de Ciencias y su Junta de Alimentación y Nutrición recomiendan como «Ingesta Adecuada» (IA) de potasio, en mmol/día, 77 y 97 para niños de 1 a 3 y 4 a 8 años, respectivamente , y 115 y 120 para niños de 9 a 13 y 14 a 18 años, respectivamente. Para los hombres y mujeres adultos, de 19 a >70 años, se recomienda una IA de potasio de 120 mmol/día, y la misma cantidad para las mujeres embarazadas hasta los 14 años, aumentando a 130 mmol/día para las mujeres lactantes.

El Instituto de Medicina de las Academias Nacionales de Ciencias afirma:

Los IA de potasio se basan en un nivel de ingesta dietética que debería mantener los niveles de presión arterial más bajos, reducir los efectos adversos de la ingesta de cloruro de sodio en la presión arterial, reducir el riesgo de cálculos renales recurrentes y posiblemente disminuir la pérdida ósea.

La mantuvo refleja la preocupación por el consumo inadecuado de potasio, ya que

– contribuyendo a la hipertensión (presión arterial anormalmente alta) a través de sus efectos de estrechar las pequeñas arterias (arteriolas) que llevan la sangre a los músculos y otros órganos, y promueven la retención renal de cloruro de sodio);

– reducir el efecto del cloruro de sodio dietético («sal») en la contribución a la hipertensión, a la formación de cálculos renales ya la osteoporosis (huesos blandos y propensos a las fracturas).

Consumo real de potasio por los estadounidenses, 2005 – 2010

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ha publicado los resultados de la Encuesta Nacional de Examen de la Salud y la Nutrición (NHANES) para los años 2005-2006, 2007-2008 y 2009-2010, dando los valores medios del consumo de diversos nutrientes, incluido el potasio. En el cuadro que figura a continuación se muestran los valores de los medios de consumo de potasio de los estadounidenses (2005-2010) con las cantidades recomendadas que se indican en la sección anterior.

El consumo medio de potasio de los adultos está muy por debajo de las cantidades recomendadas, ya que las mujeres estadounidenses consumen en promedio la mitad de la cantidad recomendada, y los hombres estadounidenses alrededor de dos tercios. Esas conclusiones no indican que haya mejorado el logro de «ingestas adecuadas» con respecto a las conclusiones comunicadas para los años 2003 y 2004.

Los niños y adolescentes mostraron una gama similar de insuficiencias en el consumo de potasio en los dos informes.

En análisis más recientes se observa que la mayoría de los estadounidenses consumen insuficientemente verduras y frutas, que son las fuentes alimentarias más ricas en potasio.

Sin aumentar la ingesta total de energía (calorías), los estadounidenses podrían aumentar el consumo de potasio para lograr una «ingesta adecuada» reducir la ingesta de alimentos pobres en potasio y aumentar la ingesta de alimentos ricos en potasio.

Contenido de potasio de los alimentos: Relacionado con el contenido de álcalis (base)

Para comprender los efectos biológicos de los iones (cationes) de potasio en la alimentación es necesario comprender la naturaleza de los iones (aniones) con carga negativa que acompañan al potasio en los alimentos, equilibrando la carga positiva del potasio y manteniendo así la electroneutralidad. En las dietas naturales no requieren un procesamiento comercial que incluya la adición de sales de potasio -típicamente cloruro potásico- una variedad de aniones orgánicos (por ejemplo, citrato, fumarato) acompañan a los iones de potasio en los alimentos, en cantidades suficientes para equilibrar casi la carga positiva de los iones de potasio (es decir, en cantidades casi equivalentes desde el punto de vista químico). Tras su absorción por el tracto gastrointestinal, el organismo convierte una gran fracción de esos aniones orgánicos en bicarbonato (una sustancia neutralizadora de ácidos, o base), como producto final del metabolismo. Así pues, las dietas con diferentes cantidades de potasio ejercen efectos biológicos inducidos por el potasio asociados ya menudo interactuando con los efectos de las diferentes cantidades de bicarbonato base neutralizante del ácido, tal como lo genera el cuerpo a partir de los aniones orgánicos que acompañan al potasio. Los fisiólogos a menudo no pueden diseccionar los efectos específicos de los coiones potasio y bicarbonato cuando, por ejemplo, una persona aumenta su ingesta alimentaria de alimentos ricos en potasio, que suelen contener en abundancia aniones orgánicos generadores de bicarbonato (véase el cuadro 1 y el texto que lo acompaña).

En el cuadro 1 se indica el contenido de potasio de los principales grupos de alimentos, indicando la relación entre el contenido de potasio y la carga neta de ácido (o bicarbonato) suministrada al organismo por cada grupo de alimentos (véanse las observaciones que figuran en el cuadro siguiente). [Nota: Como los iones de potasio tienen una carga única (univalente), 1 milimol (mmol) de potasio equivale a 1 miliequivalente (meq) de potasio].

En el cuadro 1 se revelan varios aspectos importantes del potasio alimentario:

– Por su contenido energético unitario (kilocalorías, abreviatura: kcal), los alimentos vegetales no cerealistas constituyen la fuente más abundante de potasio.

– Las cinco principales fuentes de potasio de los alimentos vegetales (meq/kcal): hortalizas de raíz (apionabo, nabo, nabos, zanahorias, chirivías, batata, patata, ñames, cebollas); frutas vegetales (también conocidas como frutas de vid) (tomates, calabacines, berenjenas, pepinos); verduras de hoja (espinacas, lechuga, col rizada, acelgas); tallos (apio, tallos de brócoli); hongos (no son estrictamente una planta).

– Las fuentes alimentarias más ricas en potasio también suministran bicarbonato al organismo, como indican los valores negativos de «carga ácida neta».

– El contenido de potasio de los alimentos que producen ácidos (alimentos de origen animal y granos de cereales) es en promedio una quinta parte del de los alimentos de origen vegetal, que no contienen cantidades suficientes de aniones orgánicos generadores de bicarbonato para neutralizar el ácido generado por las proteinas y otros sustentos que contienen.

– La relación entre proteínas y potasio en los alimentos de origen vegetal es diez veces inferior a la de los alimentos de origen animal.

– Las legumbres proporcionan cantidades moderadas de potasio con poca o ninguna carga de ácido o bicarbonato.

En el cuadro 2 se enumeran algunas fuentes alimentarias seleccionadas de potasio, mostrando las cantidades de potasio de las porciones estándar, en orden descendente de cantidad de potasio por cada 100 kilocalorías de fuente alimentaria. Datos brutos para los cálculos: tomados de

La perspectiva paleolítica sobre las necesidades dietéticas «óptimas» de los humanos

De acuerdo con el «paradigma paleolítico» aplicable a la ciencia de la nutrición, los tipos de alimentos que comemos hoy en día difieren en importantes formas relacionadas con la salud de los que se consumieron durante millones de años a medida que nuestro género, Homo, evolucionó a partir de especies bípedas anteriores, y de los que se consumieron durante millones de años a medida que nuestra especie, Homo sapiens, evolucionó y sobrevivió. Hasta que la agricultura y la ganadería surgieron hace unos 10.000 años y se siguieron en la fuente dominante del suministro de alimentos para el hombre hace unos 7.000 años, Homo y sus antepasados ​​lineales subsistían únicamente de alimentos cazados y recolectados en una zona silvestre anterior a la civilización. Habiendo adaptado su anatomía, fisiología y metabolismo a los alimentos de plantas y animales silvestres mediante la selección natural y otras fuerzas evolutivas que operaron durante millones de años, teniendo la supervivencia del linaje que culminó en un mundo que abarcaba a la humanidad de Homo sapiens preagrícola , Luego cambiaron los tipos de alimentos que consumían habitualmente, y continuaron haciendo grandes cambios, consumiendo granos de cereales cultivados, leche de animales domesticados y otros «alimentos» desconocidos, productos de la revolución industrial, la revolución de la comida rápida, la agroindustria y animales grasos alimentados con granos.

El perfil de nutrientes del Homo sapiens promedio mostraría poca semana con el del Homo sapiens preagrícola promedio. Esa disimilitud se extendería a la cantidad de casi todos los tipos de especies químicas consumidas.

Deficiencia de potasio en la diabetes mellitus tipo 2 y en el síndrome metabólico

La deficiencia de potasio, o al menos su contenido corporal subóptimo, puede desempeñar un papel importante en la causa, el mantenimiento o el agravamiento de la diabetes mellitus de tipo 2 y/o el síndrome metabólico.

El síndrome metabólico, una grave alteración del metabolismo y la fisiología del cuerpo, consiste en la resistencia de ciertos tipos de células del cuerpo (por ejemplo, células grasas, células musculares esqueléticas) a la capacidad de la hormona insulina para promover la entrada celular de la molécula rica en energía, la glucosa. Los pacientes con este síndrome pueden presentar las siguientes anomalías: presión arterial alta (o uso de drogas para controlar la hipertensión); niveles elevados de triglicéridos séricos; niveles bajos de colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL); sobrepeso, en particular obesidad visceral (obesidad que se manifiesta por un aumento anormal de la circunferencia abdominal); y niveles detectables de la proteína, albúmina, en la orina (microalbuminuria). Las anomalías de los niveles de triglicéridos suelen asociarse con otros trastornos de la grasa en la sangre (dislipidemia) que fomentan la aterosclerosis (acumulación de placas en las paredes de las arterias que predisponen a la reducción del flujo sanguíneo a los órganos vitales (por ejemplo , el corazón) ya la formación de coágulos sanguíneos que pueden desprenderse y obstruir los vasos vitales del cerebro, provocando un accidente cerebrovascular). Los factores bioquímicos que promueven la formación de coágulos también se estimulan en el síndrome metabólico, y el síndrome parece ser de un estado crónico de inflamación, la respuesta típica del cuerpo a la lesión de los tejidos. Los niños con sobrepeso y obesos muestran una fuerte influencia entre los marcadores bioquímicos de la inflamación y el síndrome metabólico y la resistencia a la insulina, lo que sugiere la implicación temprana de la inflamación relacionada con el sobrepeso.

Se estima que 50 millones de estadounidenses tienen el síndrome metabólico.

Los estudios en humanos utilizando una técnica llamada espectroscopia de resonancia magnética nuclear encontraron una deficiencia de potasio celular en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 y en pacientes con hipertensión. El uso de esa técnica de vanguardia descubrirá una deficiencia de potasio intracelular que no era probable que se esperara de las pruebas clínicas de rutina.

Además, los estudios indicaron una mayor acidez en las células de los pacientes con hipertensión, especialmente los que también tenían diabetes.

Un estudio longitudinal de casi dos mil hombres y mujeres de Finlandia (de 35 a 64 años de edad) no encontró pruebas de una asociación entre el consumo de potasio (indexado como excreción urinaria de potasio en 24 horas) y la incidencia de la diabetes de tipo 2. El mayor consumo de cloruro de sodio sí predijo la incidencia de la diabetes tipo 2 entre los sujetos. Sin embargo, a partir de los datos de estudio comunicados, no se puede decir si los autores realizaron el mismo tipo de análisis de datos para el sodio que para el, ni examinaron si la relación entre el sodio y el potasio tenía una asociación más fuerte con la incidencia de la diabetes que el sodio solo. Si esto último, podría sugerir que una mayor ingesta de potasio, para reducir la relación entre el sodio y el potasio, podría reducir o eliminar la asociación con la incidencia de la diabetes.

Otro estudio sobresaltó que una pauta dietética en la que se hizo observar en la fruta (un alimento rico en potasio), y se dejó de dar importancia a los alimentos no especialmente ricos en potasio, reducía el riesgo de diabetes de tipo 2.

Los estudios realizados con cerca de 500 mujeres (maestras) en el Irán demostraron que el aumento de la ingesta de frutas y verduras – alimentos ricos en potasio y álcalis – cambiaron proporcionalmente las posibilidades de que los participantes tuvieran un síndrome metabólico, en un 30- 35%. Los investigadores también necesitarán que un mayor consumo de frutas y verduras se asocie a niveles más bajos de un biomarcador convencional de inflamación, un concomitante común del síndrome metabólico.

Los pacientes con el trastorno de las glándulas suprarrenales, el aldosteronismo primario, tienen niveles excesivamente altos de aldosterona, una hormona que actúa en el riñón para hacer que retenga el sodio y el potasio desecho del cuerpo en la orina. Tienen bajos niveles de la hormona secreta de las células grasas, la adiponectina, lo que provoca resistencia a la insulina. Los pacientes suelen padecer el síndrome metabólico. Entre los pacientes con el síndrome metabólico, cuanto más bajos son los niveles de potasio, más bajos son los niveles de adiponectina y mayor es la resistencia a la insulina. Aunque sólo se trata de un estudio de correlación, el estudio permite sospechar aún más que la deficiencia de potasio puede desempeñar un papel en la patogénesis del síndrome metabólico.

Ingesta de Potasio, Regulación de la Presión Arterial y Riesgo de Enfermedades Cardíacas y Accidentes Cerebrovasculares

Las investigaciones de tipo intervencionista en humanos han descubierto que al aumentar la ingesta de potasio se reduce la presión sanguínea en las arterias (hipertensión arterial). Tanto en la población en general como en las personas con «presión arterial alta» (también conocida como «hipertensión»), el aumento de la ingesta de potasio en 30-60 meq/día dentro del rango de ingestas bajas (por ejemplo, 30 meq/día) a altas (por ejemplo, 200 meq/día), ya sea de alimentos o suplementos prescritos, tiende a reducir la presión arterial. El grado de disminución de la presión sanguínea depende de diversos factores, entre ellos la cantidad de aumento de la ingesta de potasio y la ascendencia.

Debido a que las personas con presión arterial alta tienen mayores riesgos de muerte por enfermedades cardíacas (por ejemplo, ataques cardíacos) y derrames cerebrales (bloqueo o fuga de los vasos sanguíneos del cerebro), el efecto del potasio en la dieta para ayudar a mantener la presión arterial más baja se justifica en parte al establecer el consumo de potasio mejorado por el Instituto de Medicina en 2005 en 120 meq/día, sustancialmente más alto que el promedio de la población, para los adultos estadounidenses.

Estas correspondencias ayudaron en parte a justificar la recomendación del Instituto de Medicina a los adultos americanos de aumentar su ingesta de potasio a 120 meq/día:

– El riesgo tanto de enfermedades cardiacas como de accidentes cerebrovasculares aumenta en las personas con hipertension

– La presión sanguínea disminuyendo con un mayor consumo de potasio.

– Un mayor consumo de potasio reduce el riesgo de sufrir un accidente cerebrovascular independientemente de la presión arterial.

El OIM no hace ninguno sobre si el consumo de potasio de 120 meq/día «optimiza» la declaración de salud cardiovascular, pero no establece ningún límite superior de restricciones en el consumo de potasio de los alimentos, que podría llegar a 200-300 meq/ día. Las dietas ricas en potasio incluyen dietas que aumentan en la abundancia variedad disponible de verduras y frutas ricas en potasio, y que no aumentan en los alimentos grasos de origen animal (como la carne de hamburguesa grasosa) y los alimentos ricos en grasas o altamente refinados con poco o ningún contenido de nutrientes adicionales (como el aceite vegetal o el jarabe para tortitas), dietas que se consideran beneficiosas para la salud en muchos sentidos, además de minimizar las lesiones de los tejidos por hipertensión.

Las investigaciones no han determinado los rangos óptimos de ingesta de potasio para lograr la máxima protección contra las enfermedades cardíacas y los accidentes cerebrovasculares y otros efectos perjudiciales de la hipertensión.

Dado que la ingesta elevada de sodio también ha estado implicada en la patogénesis de la hipertensión y las enfermedades cardiovasculares, los investigadores han considerado la posibilidad de que las cantidades relativas de sodio y potasio en la dieta puedan ser importantes. El Grupo de Investigación Colaboradora de Ensayos de Prevención de la Hipertensión informa de que en las personas con hipertensión limítrofe o prehipertensión, una mayor proporción de sodio en relación con el potasio, estimada a partir de las tasas de excreción urinaria de los dos iones durante las 24 horas del día, estima mejor el riesgo de ECV que la ingesta de cualquiera de los dos considerados por separado:

En los análisis observacionales de la media de excreción urinaria durante 1-1½ a 3 años, se encontró una relación positiva sugerida de excreción urinaria de sodio y una relación inversa sugerida de excreción urinaria de potasio con el riesgo de ECV, pero ninguna de las dos fue estadísticamente significativo cuando se consideró por separado. Ambas medidas se reforzaron cuando se modelaron juntas, con efectos opuestos pero sobre el riesgo. Sin embargo, la relación entre la excreción de sodio y la de potasio mostró la asociación más fuerte y estadísticamente significativa, con un aumento del 24% del riesgo por unidad de la relación que fue similar para la cardiopatía coronaria y el accidente cerebrovascular y fue consistente en todos los subgrupos.

Deficiencia de potasio en la dieta y desgaste de los musculos esqueléticos

El contenido de potasio del musculo esquelético representa más del 90% del potasio total del cuerpo. Dado que la función del músculo esquelético requiere un potasio adecuado para la iniciación neural eficiente de la contracción muscular, como la ejecución eficiente de las contracciones musculares requiere un potasio adecuado, no es sorprendente que la insuficiencia de potasio en la dieta conduzca a una relativa debilidad muscular ya la consiguiente reducción de la masa muscular en desuso. Los fisiólogos no han determinado la forma de la curva que relaciona la función muscular, o la masa muscular, con la ingesta de potasio en la dieta en el amplio rango consumido por los estadounidenses que estudian en un entorno controlado. Posiblemente contribuyendo, otros componentes presentes o ausentes en los diferentes tipos de alimentos consumidos en la generación de ese amplio rango de ingestas de potasio juegan un papel en la determinación de la forma de la curva. Ya sea a los niveles actuales de potasio en los alimentos

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