Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato

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Homeostasia del potasio, el calcio 
y el fosfato
AplicAción clínicA
Las arritmias cardíacas pueden producirse tanto por hiperpo-
tasemia como por hipopotasemia. El electrocardiograma 
(ECG; v. fig. 35-2 y capítulo 16) monitoriza la actividad eléc-
trica del corazón, y es un método fácil y empleado desde 
hace tiempo para determinar si los cambios en la [K+] influyen 
en el corazón y en otras células excitables. Al contrario, la 
medición en el plasma de la [K+] por el laboratorio clínico re-
quiere una muestra de sangre, y puede ser que la valoración 
no esté disponible inmediatamente. El primer signo de hiper-
potasemia es la aparición en el ECG de ondas T altas y estre-
chas. A medida que se incrementa la [K+], existe una prolon-
gación del intervalo pR, depresión del segmento ST y se 
alarga el complejo QRS. Finalmente, cuando la [K+] se aproxi-
ma a 10 mEq/l, desaparece la onda p, el complejo QRS se 
amplía y en el ECG aparece una onda sinusoidal, y el ven-
trículo entra en fibrilación (p. ej., manifestándose como con-
tracciones descoordinadas y rápidas de las fibras musculares). 
La hipopotasemia prolonga el intervalo QT, provoca la inver-
sión de la onda T y hace descender el segmento ST del ECG.
HOMEOSTASIA DEL K+
El potasio (K+) es uno de los cationes más abundantes en 
el organismo, y es fundamental para determinadas funcio-
nes de la célula, entre las que se incluyen regulación del 
volumen y pH celulares, síntesis de ADN y proteínas, cre-
cimiento, función enzimática, potencial de reposo de 
membrana o actividad neuromuscular y cardíaca. A pesar 
de las grandes fluctuaciones del K+ en cuanto a su aporte 
en la dieta, la [K+] en las células y en el líquido extracelular 
(LEC) permanece sorprendentemente constante. Dos ti-
pos de mecanismos reguladores salvaguardan la homeos-
tasia del K+. En primer lugar, la [K+] en el LEC está regulada 
por diversos mecanismos. Y en segundo lugar, existen 
otros mecanismos que mantienen la cantidad de K+ en el 
organismo de forma constante a través del ajuste renal de 
su excreción, para igualarlo con el aporte de la dieta. Así 
pues, los riñones regulan la excreción de K+.
La [K+] total del organismo es de 50 mEq/kg de peso 
corporal, o 3.500 mEq para un individuo que pesa 70 kg. El 
95% del K+ en el organismo se localiza en el interior de las 
células, con un promedio de 150 mEq/l. Se requiere una alta 
[K+] intracelular para las diferentes funciones, incluyendo 
el crecimiento, la regulación del volumen y la división celu-
lares. Sólo el 2% de la [K+] se localiza en el LEC, donde la 
concentración normal aproximada se sitúa alrededor de 
4 mEq/l. Una [K+] que exceda de 5 mEq/l se define como 
hiperpotasemia. Por el contrario, la [K+] del LEC por deba-
jo de 3,5 mEq/l constituye la hipopotasemia.
La gran diferencia de concentración de K+ a través de 
la membrana celular (aproximadamente, 146 mEq/l) se 
mantiene a través de la función de la bomba Na+,K+ 
-ATPasa. Este gradiente de la [K+] es importante para
mantener la diferencia de potencial a través de las mem-
branas celulares. Así, el K+ es fundamental para la exci-
tabilidad de las células musculares y las neuronas, ade-
más de participar en la contractilidad de las células
musculares lisas, esqueléticas y cardíacas (fig. 35-1).
Después de una comida, el K+ absorbido por el tracto 
gastrointestinal penetra en el LEC en minutos (v. fig. 35-3). 
Si el K+ ingerido durante una comida normal (= 33 mEq) 
permaneciera en el compartimento extracelular (14 l), la 
[K+] plasmática podría incrementarse a una concentra-
ción potencialmente letal de 2,4 mEq/l (33 mEq añadidos 
a los 14 l del LEC):
● Ecuación 35-1
33
14
2 4
 mEq l
l
mEq l
/
/= ,
AplicAción clínicA
La hipopotasemia es una de las alteraciones más habituales 
en la práctica clínica, y aparece aproximadamente en el 20% 
de los pacientes hospitalizados. Las causas más frecuentes 
incluyen la administración de diuréticos, vómitos subrepti-
cios (p. ej., bulimia) y diarrea grave. El síndrome de Gitelman 
(un defecto genético localizado a nivel del cotransportador 
Na+-Cl– en la membrana apical de las células del túbulo dis-
tal) también puede producir hipopotasemia (v. capítulo 33, 
tabla 33-3). La hiperpotasemia también es una alteración 
electrolítica frecuente que se observa en el 1-10% de los 
pacientes hospitalizados. Se produce en pacientes con insu-
ficiencia renal, en los que ingieren determinados fármacos, 
incluyendo los inhibidores de la enzima conversora de la 
angiotensina (ECA), o los diuréticos ahorradores de K+; en 
situaciones de hiperglucemia (p. ej., niveles elevados de azú-
car en sangre), o en los ancianos. La seudohiperpotase-
mia, una concentración alta, pero falsa, de K+, está produci-
da por la lisis traumática de los hematíes durante la extracción 
sanguínea. Los hematíes, como el resto de las células, contie-
nen K+, y su lisis hace que se libere al plasma, elevando de 
manera artificial la [K+] plasmática. 
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30
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–90
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Potencial de acción
Po
te
nc
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m
em
br
an
a 
(m
V)
Umbral 
normal
Reposo
K+ normal K+ bajo K+ alto
Potasio 
sérico 
(mEq/l)
H
ip
er
po
ta
se
m
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H
ip
op
ot
as
em
ia
N
or
m
al
Fibrilación ventricular
P QR S T U
Bloqueo auricular, 
bloqueo intraventricular
Alargamiento del 
intervalo PR, descenso 
del segmento ST,
onda T alta
Normal
Aplanamiento 
de la onda T
Aplanamiento de onda T,
onda U prominente
Aplanamiento de onda T,
onda U prominente,
aplanamiento del 
segmento ST
10
9
8
7
4D5
3,5
2,5
3
Onda T alta
● Figura 35-1. Los efectos de las variaciones de la [K+] plas-
mática en el potencial de reposo de la membrana de la célula 
musculoesquelética. La hiperpotasemia tiene como consecuencia 
que el potencial de membrana sea menos negativo, con lo que 
disminuye la excitabilidad al inactivar los canales rápidos del Na+ 
responsables de la fase de despolarización en el potencial de ac-
ción. La hipopotasemia hiperpolariza el potencial de membrana, 
disminuyendo de este modo la excitabilidad.
● Figura 35-2. Derivaciones en el ECG de individuos con [K+] 
plasmáticas variables. La hiperpotasemia incrementa la altura de la 
onda T, y la hipopotasemia invierte la onda T. Véase texto para más 
detalles. (Modificado de: Barker L y cols. principios de Medicina 
Ambulatoria, 5.ª ed. Baltimore, Williams y Wilkins, 1999.) 
La entrada rápida de K+ al interior de la célula (en mi-
nutos) previene este aumento de la [K+] del plasma. Debi-
do a que la excreción de K+ por los riñones después de 
una comida es relativamente lenta (horas), su captura por 
parte de la células es fundamental para prevenir una hi-
perpotasemia que ponga en peligro la vida. El manteni-
miento de la [K+] total del organismo precisa que todo el 
K+ absorbido por el tracto gastrointestinal se excrete por 
los riñones. Este proceso transcurre en unas 6 horas.
REGULACIÓN DE LA [K+] PLASMÁTICA
Como se ilustra en la figura 35-3 y en la tabla 35-1, determi-
nadas hormonas, como la adrenalina, insulina y aldostero-
na, favorecen la captación de potasio al interior de las célu-
las del músculo esquelético, hígado, hueso y hematíes, a 
través de la estimulación de la bomba Na+,K+-ATPasa, el co-
transportador 1Na+-1K+-2Cl– y el cotransportador Na+-Cl–. La 
estimulación aguda de la entrada de K+ (p. ej., en minutos), 
está mediada por una mayor tasa de recambio de la bomba 
Na+,K+-ATPasa, el 1Na+-1K+-2Cl–, y los transportadores Na+-
Cl–, mientras que un aumento en la cantidad de bombas 
Na+,K+-ATPasa influyen en un incremento crónico de la en-
trada de K+ (p. ej., de horas a días). La mayor [K+] en el plas-
ma que se produce después de la absorción de K+ en el tracto 
gastrointestinal estimula la secreción de insulina en el pán-
creas, la liberación de aldosterona desde la cortezay la se-
creción de adrenalina desde la médula suprarrenal. Por el 
contrario, un descenso en la [K+] en el plasma inhibe la libe-
ración de estas hormonas. Mientras que la insulina y la 
adrenalina actúan en pocos minutos, la aldosterona precisa 
una hora para estimular la entrada de K+ en las células. 
Adrenalina
Las catecolaminas influyen en la distribución de K+ a tra-
vés de las membranas celulares mediante la activación de 
los receptores α y β2 adrenérgicos. La estimulación de los 
α-adrenorreceptores provoca la liberación de K+ desde el 
interior de las células, especialmente desde el hígado, 
mientras que la estimulación de los β2-adrenorreceptores 
induce la captación del mismo por las células.
Por ejemplo, es importante en la prevención de la hiper-
potasemia la activación de los β2-adrenorreceptores que se 
produce después de realizar ejercicio. El incremento en la 
[K+] en el plasma después de una comida rica en este anión 
es mayor si el paciente está tomando propranolol, un anta-
gonista de los β2-adrenorreceptores. Además, la liberación 
de adrenalina durante el estrés (p. ej., en la isquemia mio-
cárdica) puede disminuir rápidamente la [K+] en el plasma.
Insulina
La insulina también estimula la captación de K+ por las 
células. La importancia de la insulina se ilustra con dos 
observaciones. Primero, el aumento en la [K+] en el plas-
ma después de una comida rica K+ es mayor en los pacien-
tes diabéticos (p. ej., en el déficit de insulina) que en la 
población sana. Segundo, la insulina (y la glucosa previe-
ne la hipoglucemia inducida por la insulina) puede admi-
nistrarse para corregir la hiperpotasemia. La insulina es la 
hormona más importante que favorece la entrada de K+ al 
interior celular tras la ingestión de K+ con la comida.
Aldosterona
La aldosterona, al igual que las catecolaminas y la insulina, 
también promueve la captación de K+ por parte de las célu-
las. Un incremento de los niveles de aldosterona (p. ej., en 
el hiperaldosteronismo primario) provoca hipopotasemia, 
mientras que su descenso (p. ej., en la enfermedad de Addi-
son) se traduce en hiperpotasemia. Como se expondrá más 
adelante, la aldosterona también estimula la excreción uri-
naria de K+. Así, la aldosterona modifica la [K+] en el plasma 
al permitir la entrada de K+ en las células y modificar su 
excreción urinaria.
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 621
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Dieta
100 mEq de K+/día
Heces
5-10 mEq de K+/día
Orina
90-95 mEq de K+/día
Absorción intestinal
90 mEq de K+/día
Líquido extracelular
65 mEq de K+
Depósitos tisulares
3.435 mEq de K+
Insulina 
Adrenalina
Aldosterona
[K+] plasmática
ADH
Aldosterona
● Figura 35-3. Revisión de la 
homeostasia del K+. El incremento 
en plasma de insulina, adrenalina o 
aldosterona estimula la entrada de K+ 
al interior celular, disminuyendo su 
concentración en el plasma, mientras 
que un descenso de la concentración 
de estas hormonas aumenta el K+ en 
plasma. La cantidad de K+ en el orga-
nismo depende de los riñones. Cuan-
do el aporte de K+ y las pérdidas uri-
narias (además de lo eliminado por el 
tracto gastrointestinal) son iguales, 
el individuo tiene un equilibrio ade-
cuado de K+. La excreción renal de 
potasio se regula por la [K+] en plas-
ma, la aldosterona y la ADH.
● Tabla 35-1. 
Principales factores, hormonas y fármacos que 
influyen en la distribución del K+ entre los 
compartimentos intracelulares y extracelulares
Fisiológicos: permanece constante la [K+] en plasma
Adrenalina
Insulina
Aldosterona
Fisiopatológicos: desplaza la [K+] normal en plasma
Equilibrio acidobásico
Osmolalidad plasmática
Lisis celular
Ejercicio
Fármacos que inducen hiperpotasemia
Suplementos dietéticos que contienen K+
Inhibidores de la ECA
Diuréticos ahorradores de K+
Heparina
ALTERACIONES EN LA [K+] PLASMÁTICA
Varios factores pueden modificar la [K+] en el plasma (ta-
bla 35-1). Estos factores no participan en la regulación del 
[K+] sino que más bien cambian el movimiento de K+ entre el 
líquido intracelular (LIC) y el extracelular (LEC), favorecien-
do así el desarrollo de hipopotasemia o hiperpotasemia.
Equilibrio acidobásico 
La acidosis metabólica aumenta la [K+] en el plasma, mien-
tras que las alcalosis metabólica y respiratoria la disminu-
yen. Por el contrario, la acidosis respiratoria tiene poco o 
ningún efecto en la [K+] del plasma. La acidosis metabólica 
producida por la adición de ácidos inorgánicos (p. ej., HCl, 
H2SO4) incrementa la [K+] mucho más que una acidosis equi-
valente producida por un aumento en la concentración de 
ácidos orgánicos (p. ej., ácido láctico, acético o cetoácidos). 
La disminución del pH (p. ej., ante un aumento de la [H+]) 
favorece el movimiento de los H+ al interior de las células y 
la salida recíproca del K+ para mantener la electroneutrali-
dad. Este efecto de la acidosis en parte se produce debido a 
que la acidosis inhibe los transportadores que acumulan K+ 
dentro de las células, incluyendo la bomba Na+,K+-ATPasa, y 
el transportador 1Na+-1K+-2Cl–. Además, el paso de los H+ al 
interior de la célula se produce a medida que los tampones 
celulares modifican la [H+] del LEC (v. capítulo 36). De la 
misma forma que el H+ atraviesa la membrana celular, el K+ 
se mueve en sentido opuesto, y así los cationes ni se pier-
den ni se ganan a través de las membranas celulares. La al-
calosis metabólica tiene el efecto opuesto; la [K+] plasmáti-
ca desciende cuando el K+ entra a la célula y existe H+. 
Aunque los ácidos orgánicos producen acidosis metabó-
lica no provocan una hiperpotasemia significativa. Se han 
propuesto dos explicaciones para esta disminución de la 
capacidad de los ácidos orgánicos en cuanto a producción 
de hiperpotasemia. La primera, que los aniones orgánicos 
pueden entrar en la célula con H+ y, así, eliminar la necesidad 
de intercambiar K+-H+ a través de la membrana. La segunda, 
que los aniones orgánicos pueden estimular la secreción de 
insulina, la cual, a su vez, permite la entrada de K+ a la célu-
la. Este movimiento puede contrarrestar el efecto directo de 
la acidosis, que provoca la salida de K+ de la célula.
Osmolalidad plasmática
La osmolalidad del plasma también influye en la distribución 
del K+ a través de las membranas celulares. Un aumento de 
la osmolalidad del LEC incrementa la liberación de K+ por las 
células y, consecutivamente, provoca una mayor concentra-
ción extracelular de K+. La [K+] en plasma puede aumentar 
de 0,4 a 0,8 mEq/l con la elevación de 10 mOsm/kg H2O en la 
osmolalidad del plasma. En pacientes con diabetes mellitus 
que no se administran insulina, a menudo la [K+] en plasma 
está elevada, en parte debido a la falta de insulina y también 
debido al aumento de la concentración de glucosa en plasma 
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67%
PT
DT
1%
20%
9%
CCD
IMCD
TAL
3% 10 al 50%
67%
PT
DT
15 al 80%
20%
5 al 30%
CCD
IMCD
TAL
Depleción de potasio Aporte normal y aumentado de K+ ● Figura 35-4. Transporte 
de K+ a través de la nefrona. La 
excreción de K+ depende de la tasa 
y de la dirección del transporte de 
K+ por el túbulo distal y el túbulo 
colector. Los porcentajes se refie-
ren a la cantidad del K+ filtrado, 
reabsorbido o secretado por cada 
segmento de la nefrona. A la iz-
quierda, dieta con depleción de 
K+. Se excreta una cantidad de K+ 
igual al 1% de la carga filtrada de 
K+. A la derecha, aporte de K+ 
con una dieta normal y una dieta 
rica en K+. Se excreta una canti-
dad K+ igual del 15 al 80% de la 
carga filtrada. CCD: túbulo colec-
tor cortical; DT: túbulo distal; 
IMCD: túbulo colector en la mé-
dula interna; pT: túbulo proximal; 
TAL: porción gruesa de la rama 
ascendente del asa.
(p. ej., desde un valor normal de 100 mg/dl hasta 1.200 mg/dl), 
lo cual aumentala osmolalidad plasmática. La hipoosmolali-
dad tiene el efecto opuesto. La alteración en la [K+] que se 
asocia con cambios de la osmolalidad se debe a cambios en 
el volumen celular. Por ejemplo, si la osmolalidad plasmática 
aumenta, el agua abandona la célula debido al gradiente os-
mótico que se produce a través de la membrana plasmástica 
(v. capítulo 1). El agua continuará saliendo de la célula hasta 
que la osmolalidad intracelular se iguale con la del LEC. Esta 
pérdida de agua hace que la célula se encoja y provoca un 
aumento de su [K+]. Este aumento proporciona una fuerza 
conductora para que salga K+ de la célula, y esta secuencia 
incrementa la [K+] en plasma. El descenso de la osmolalidad 
plasmática tiene el efecto opuesto.
Lisis celular
La lisis celular provoca hiperpotasemia como resultado 
de la adición del K+ intracelular al LEC. Los traumatismos 
graves (p. ej., quemaduras) y algunas condiciones como 
el síndrome de lisis tumoral (p. ej., la quimioterapia indu-
ce la destrucción de las células tumorales) y la rabdomió-
lisis (p. ej., la rotura celular muscular esquelética) provo-
can destrucción celular y liberación de K+ y otros solutos 
celulares al LEC. Además, las úlceras gástricas pueden 
provocar escape de los hematíes por el tracto gastrointes-
tinal. Estos hematíes se digieren, y el K+ se libera de las 
células, se absorbe y puede producir hiperpotasemia.
Ejercicio
Se libera más K+ durante el ejercicio que durante el repo-
so desde las células musculoesqueléticas. La consiguien-
te hiperpotasemia depende del grado de ejercicio. En las 
personas que caminan lentamente, la [K+] en plasma au-
menta en 0,3 mEq/l. Con un ejercicio vigoroso, la [K+] en 
plasma puede incrementarse en 2 mEq/l. 
EXCRECIÓN RENAL DE K+ 
Los riñones desempeñan un papel fundamental en el 
mantenimiento del equilibrio de K+. Como se ilustra en la 
figura 35-4, los riñones excretan del 90 al 95% del K+ que 
se ingiere en la dieta. La excreción se iguala con el aporte 
incluso cuando éste se aumenta hasta 10 veces. Este 
equilibrio entre la excreción urinaria y el aporte dietéti-
co subestima la importancia de los riñones en el mante-
nimiento de la homeostasia del K+. Aunque se pierden a 
diario pequeñas cantidades de K+ por heces y sudor 
(aproximadamente, del 5 al 10% del K+ que se ingiere con 
la dieta), esta cantidad es constante, no se regula, y, por 
lo tanto, es relativamente menos importante que el K+ 
excretado por los riñones. La secreción de K+ desde la 
sangre al fluido tubular de las células de los túbulos dis-
tal y colector es el factor clave en la determinación de la 
excreción de K+ urinario (v. fig. 35-4).
AplicAción clínicA
El ejercicio que induce cambios en la [K+] del plasma gene-
ralmente no produce síntomas, y después de varios minu-
tos de reposo se revierte. Sin embargo, el ejercicio puede 
llevar a una situación de hiperpotasemia con riesgo de 
amenaza para la vida en individuos: a) que tienen alteracio-
nes endocrinas que afectan a la liberación de la insulina, 
adrenalina o aldosterona; b) con dificultad para la excreción 
de K+ (p. ej., en la insuficiencia renal), o c) que toman deter-
minados fármacos, como los bloqueadores β2-adrenérgicos. 
por ejemplo, durante el ejercicio, la [K+] puede aumentar de 
2 a 4 mEq/l en individuos que toman antagonistas de los 
receptores β2-adrenérgicos para la hipertensión.
Debido a que el equilibrio acidobásico, la osmolalidad 
plasmática, la lisis celular y el ejercicio no mantienen la [K+] 
en plasma en un valor normal, no contribuyen a la 
homeostasia del K+ (v. tabla 35-1). La extensión en la que 
estos estados fisiopatológicos alteran la [K+] en plasma 
depende de la integridad de los mecanismos homeostáti-
cos que regulan la [K+] plasmática (p. ej., las secreciones 
de adrenalina, insulina y aldosterona). 
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 623
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Debido a que el K+ no se une a las proteínas plasmá-
ticas, se filtra libremente por el glomérulo. Cuando los 
individuos ingieren 100 mEq de K+ al día, su excreción 
urinaria está alrededor del 15% de la cantidad filtrada. 
De acuerdo con esto, el K+ debe reabsorberse a lo largo 
de la nefrona. Sin embaargo, cuando aumenta el aporte de 
K+ en la dieta, su excreción puede exceder la cantidad 
filtrada. Así, el K+ también puede ser secretado.
El túbulo proximal reabsorbe alrededor del 67% del K+ 
filtrado, en la mayoría de las ocasiones. Aproximadamen-
te el 20% del K+ que se filtra se reabsorbe en el asa de 
Henle y, como sucede en el túbulo proximal, la cantidad 
reabsorbida es una fracción constante de la cantidad que 
se filtra. Al contrario que en estos segmentos, que sólo 
pueden reabsorber K+, los túbulos distal y colector son 
capaces de reabsorber o segregar K+. La tasa de reabsor-
ción o de secreción de K+ por los túbulos distal y colector 
depende de una gran variedad de hormonas y de factores. 
Cuando se ingieren 100 mEq/día de K+, se segrega éste por 
dichos segmentos de la nefrona. La secreción de K+ au-
menta al incrementarse el consumo de K+ en la dieta, y la 
cantidad de K+ que aparece en la orina se eleva en aproxi-
madamente en un 80% respecto a la cantidad de K+ filtra-
do (v. fig. 35-4). Por el contrario, un aporte escaso de K+ 
en la dieta activa la reabsorción a través de los túbulos 
distal y colector, así que la excreción urinaria de K+ des-
ciende alrededor del 1% del K+ que se filtra por el glomé-
rulo (v. fig. 35-4). Los riñones no pueden disminuir la ex-
creción de K+ a los mismos niveles que para el caso del 
Na+ (p. ej., 0,2%). Por tanto, se puede desarrollar hipopo-
tasemia en aquellos individuos con dieta deficiente en K+. 
Debido a que son variables la magnitud y la dirección del 
transporte de K+ por los túbulos distal y el colector, la tasa 
global de la excreción de K+ por orina viene determinada 
por estos segmentos tubulares.
MECANISMOS CELULARES DE 
SECRECIÓN DE K+ A TRAVÉS 
DE LAS CÉLULAS PRINCIPALES DE 
LOS TÚBULOS DISTAL Y COLECTOR
La figura 35-5 ilustra los mecanismos de secreción de K+ 
por las células principales en los túbulos distal y colector. 
La secreción desde la sangre a la luz tubular es un proceso 
que consta de dos pasos: a) captación del K+ desde la san-
gre a través de la membrana basolateral por la bomba Na+-
K+-ATPasa, y b) difusión del K+ desde la célula al líquido 
tubular a través de los canales del K+. La bomba Na+-K+-
ATPasa crea una alta [K+] intracelular que proporciona 
una fuerza conductora química para la salida de K+ a tra-
vés de la membrana apical por los canales del K+. Aunque 
los canales del K+ también se encuentran en la membrana 
basolateral, el K+ preferentemente abandona la célula a 
través de la membrana apical, y penetra en el fluido tubu-
lar. El transporte tubular de K+ sigue esta ruta por dos ra-
zones. La primera, el gradiente electroquímico de K+ a 
través de la membrana apical favorece su movimiento 
«cuesta abajo» en el fluido tubular. La segunda, la per-
meabilidad de la membrana apical al K+ es mayor que la 
membrana basolateral. Por tanto, el K+ preferentemente 
se difunde a través de la membrana apical en el líquido 
tubular. Los tres factores principales que controlan la tasa 
de secreción de K+ por los túbulos distal y colector son: 
1. La actividad de la bomba Na+-K+-ATPasa.
2. La fuerza conductora (gradiente electroquímico) para 
el movimiento de K+ a través de la membrana apical.
3. La permeabilidad de la membrana apical al K+.
Cada cambio en la secreción de K+ produce una modifica-
ción en uno o más de estos factores.
Las células intercaladas reabsorben K+ a través de un 
mecanismo de transporte en el que participa la bomba 
Na+-K+-ATPasa localizada en la membrana apical (v. capí-
tulo 36). Este transporte media la captación de K+ en el 
intercambio con el H+. Se desconoce la vía de salidade K+ 
desde las células intercaladas a la sangre. La reabsorción 
de K+ se activa por una dieta pobre en contenido de K+.
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE K+ 
POR LOS TÚBULOS DISTAL Y COLECTOR
La regulación de la excreción de K+ se consigue mayorita-
riamente por las alteraciones en la secreción de K+ por las 
células principales de los túbulos distal y colector. La [K+] 
plasmática y la aldosterona son los principales reguladores 
fisiológicos de la secreción de K+. La hormona antidiurética 
(ADH) también estimula la secreción de K+; sin embargo, es 
menos importante que la [K+] plasmática y la aldosterona. 
Otros factores, entre los que se incluyen la velocidad de 
flujo del fluido tubular y el equilibrio acidobásico, influyen 
en la secreción de K+ por el túbulo distal y el túbulo colec-
tor. Sin embargo, no son los mecanismos homeostáticos 
por los que se altera el balance de K+ (tabla 35-2).
[K+] plasmática
La [K+] plasmática es un factor importante para la secre-
ción de K+ por parte de los túbulos distal y colector. La 
hiperpotasemia (p. ej., resultado de una concentración 
AplicAción clínicA
En los pacientes con enfermedad renal avanzada, los riño-
nes son incapaces de eliminar el K+ del organismo. por tanto, 
se eleva la [K+] plasmática. La hiperpotasemia resultante dis-
minuye el potencial de reposo de membrana (p. ej., el volta-
je llega a ser menos negativo), y este potencial reducido dis-
minuye la excitabilidad de las neuronas y de las células 
cardíacas y musculares al inactivar los canales rápidos del K+, 
que son muy importantes en la fase de despolarización del 
potencial de acción (v. fig. 35-1). Los aumentos rápidos e 
importantes de la [K+] plasmática pueden provocar parada 
cardíaca y muerte. Al contrario, en los pacientes que toman 
diuréticos para la hipertensión, la excreción urinaria de K+ 
excede a menudo el aporte de K+ en la dieta. De acuerdo 
con ello, el equilibrio de K+ es negativo, y se desarrolla hipo-
potasemia. El descenso de la [K+] extracelular hiperpolariza la 
membrana celular en reposo (p. ej., el voltaje llega a ser más 
negativo) y disminuye la excitabilidad de las neuronas y de 
las células cardíacas y musculares. La hipopotasemia grave 
puede conducir a parálisis, arritmias cardíacas y muerte. La 
hipopotasemia también impide a los riñones la capacidad 
para concentrar la orina, y pueden estimular la producción 
renal de NH4+, que influye en el equilibrio acidobásico (v. ca-
pítulo 36). por tanto, el mantenimiento de una [K+] intrace-
lular alta, una [K+] extracelular baja, y un gradiente alto de 
[K+] a través de las membranas celulares es fundamental 
para numerosas funciones celulares.
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624 Berne y Levy. Fisiología
Luz tubular Sangre
Na+ 
K+
Na+ 
Actividad 
Na+,K+-ATPasa
ATP
K+
Permeabilidad 
al K+
Gradiente 
electroquímico
3
2
1
● Figura 35-5. Mecanismo celular de la 
secreción de K+ por una célula principal en el tú-
bulo distal y colector. Los números indican los 
lugares en los que se regula la secreción de K+. 
1: Na+,K+-ATpasa; 2: gradiente de K+ electroquími-
co a través de la membrana apical; 3: permeabili-
dad al K+ de la membrana apical.
● Tabla 35-2. 
Principales factores y hormonas que influyen 
en la excreción de K+
Fisiológicos: el equilibrio de K+ permanece constante
[K+] plasmática
Aldosterona
ADH
Fisiopatológicos: el equilibrio de K+ se desplaza
Tasa de flujo del líquido tubular
Equilibrio acidobásico
Glucocorticoides
AplicAción clínicA
La hipopotasemia crónica ([K+] plasmática < 3,5 mEq/l) 
se observa a menudo en pacientes que reciben tratamien-
to diurético para la hipertensión. La hipopotasemia tam-
bién aparece en pacientes que presentan vómitos, aspira-
ciones nasogástricas, diarrea, abuso de laxantes, o 
hiperaldosteronismo. Ello ocurre porque la excreción por 
parte de los riñones excede al aporte de K+ en la dieta. Los 
vómitos, las aspiraciones nasogástricas, los diuréticos o la 
diarrea pueden llegar a disminuir el volumen del LEC, lo 
cual provoca a su vez la estimulación de la secreción de 
aldosterona (v. capítulo 34). Debido a que la aldosterona 
estimula la excreción de K+ por el riñón, su acción contri-
buye al desarrollo de hipopotasemia.
La hiperpotasemia crónica ([K+] plasmática > 5 mEq/l) 
se produce, en la mayoría de los casos, en individuos con 
flujo de orina disminuido, niveles bajos de aldosterona y 
enfermedad renal en la que la tasa de filtrado glomerular 
disminuye un 20% de lo normal. En estos individuos, la 
hiperpotasemia aparece debido a que la excreción de K+ 
por los riñones es menor que el aporte de K+ de la dieta. 
Otras causas de hiperpotasemia menos frecuentes inclu-
yen déficit de insulina, adrenalina y secreción de aldoste-
rona, o en personas con acidosis metabólica provocada 
por ácidos inorgánicos.
elevada de K+ en la dieta o por rabdomiólisis) estimula la 
secreción de K+ en minutos. Varios mecanismos partici-
pan en ello. Primero, la hiperpotasemia estimula la bom-
ba Na+-K+-ATPasa y, por tanto, aumenta la captación de K+ 
a través de la membrana basolateral. Esta captación in-
crementa la [K+] intracelular y la fuerza conductora elec-
troquímica para que el K+ salga a través de la membrana 
apical. Segundo, la hiperpotasemia también aumenta la 
permeabilidad de la membrana apical al K+. Tercero, la hi-
perpotasemia estimula la secreción de aldosterona en la 
corteza adrenal, que, como se describe posteriormente, 
actúa sinérgicamente con la [K+] plasmática para estimu-
lar la secreción de K+. Cuarto, la hiperpotasemia también 
incrementa la velocidad de flujo del fluido tubular que, 
como se expone más adelante, estimula la secreción de 
K+ por los túbulos distal y colector.
La hipopotasemia (p. ej., provocada por un aporte 
escaso de K+ en la dieta o por pérdida de K+ en caso de 
diarrea acuosa) disminuye la secreción de K+ a través 
de acciones opuestas a las descritas para el caso de la 
hiperpotasemia. Por tanto, la hipopotasemia inhibe la 
bomba Na+-K+-ATPasa, disminuye la fuerza conductora 
electroquímica para el aflujo de K+ a través de la membra-
na apical, disminuye la permeabilidad al K+ en la membrana 
apical y reduce los niveles plasmáticos de aldosterona.
Aldosterona
Los niveles aumentados de aldosterona de forma crónica 
(p. ej., ≥ 24 horas) incrementan la secreción de K+ a través 
de las células principales en los túbulos distal y colector 
en el que participan cinco mecanismos (fig. 35-6): a) au-
mento de la cantidad de bombas Na+-K+-ATPasa en la 
membrana basolateral; b) incremento de la expresión de 
los canales del sodio epiteliales (CNaE) en la membrana 
celular apical; c) aumento de los niveles de SGK1 (cinasa 
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 625
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ito
.
K+
K+
↑ permeabilidad al K++ ↑ CAP
↑ SGK↑ CNaE
↑ Na+,K+-ATPasa
Na+
+ +
Na+
ATP
2
1
3
4 5
↑ Tasa de 
flujo urinario
Diuresis acuosa
Secreción 
distal de K+
↓ Niveles ADH
Equilibrio de 
K+ constante
↓ Tasa de 
flujo urinario
↑ Niveles ADH
Antidiuresis
+
_
_
+
Secreción 
distal de K+
● Figura 35-6. Efectos de la aldosterona en relación con la 
secreción de K+ por las células principales del túbulo colector. Los 
números se refieren a los cinco efectos de la aldosterona que se 
explican en el texto.
● Figura 35-7. Efectos opuestos de la ADH en relación con la 
secreción de K+ por el túbulo distal y el túbulo colector. La secreción se 
estimula por un aumento en el gradiente electroquímico del K+ y un 
incremento de la permeabilidad al mismo a través de la membrana 
apical de las células. por el contrario, la secreción disminuye cuando 
desciende la tasa de flujo del líquido intratubular. Debido a estos efec-
tos opuestos, la secreción neta de K+ no resulta afectada por la ADH.
inducida por suero y glucocorticoides),que también fa-
vorece la expresión de los CNaE en la membrana apical y 
activa los canales del K+; d) estimulación de CAP1 (pro-
teasa activadora de canal, también denominada prostati-
na), que directamente activa el CNaE, y e) estimulación 
de la permeabilidad al K+ de la membrana apical. Se han 
descrito los mecanismos celulares por los que la aldoste-
rona influye en la expresión y actividad de la bomba 
Na+-K+-ATPasa y de CNaE (las acciones que se han enu-
merado) (v. capítulo 33). La aldosterona incrementa la 
permeabilidad al K+ de la membrana apical al aumentar 
el número de canales del K+ en la membrana. Sin embar-
go, los mecanismos celulares que participan en esta res-
puesta no se conocen completamente. La expresión au-
mentada de las bombas Na+-K+-ATPasa facilita la captación 
de K+ a través de la membrana basolateral al interior ce-
lular y, por consiguiente, eleva la [K+] intracelular. El au-
mento en el número y actividad de los canales del Na+ 
eleva la entrada de Na+ al interior celular, procedente del 
fluido tubular, un efecto que despolariza el voltaje de la 
membrana apical. La despolarización de la membrana 
apical y la [K+] intracelular aumentada, incrementa la 
fuerza conductora electroquímica para la secreción de 
K+ desde las células en el líquido tubular. En conjunto, 
estas acciones aumentan la captación de K+ por parte de 
las células a través de la membrana basolateral y aumenta 
la salida de K+ desde las células a través de la membrana 
apical. La secreción de aldosterona está elevada por la hi-
perpotasemia y por la angiotensina-II (después de la acti-
vación del sistema renina-angiotensina). La secreción de 
aldosterona está disminuida por la hipopotasemia y los 
péptidos natriuréticos liberados desde el corazón.
Aunque una elevación aguda (p. ej., en horas) de los 
niveles de aldosterona aumenta la actividad de la bomba 
Na+-K+-ATPasa, la excreción de K+ no aumenta. La razón 
de ello se relaciona con el efecto de la aldosterona en la 
reabsorción del Na+ y el flujo tubular. La aldosterona es-
timula la reabsorción del Na+ y del agua, y así disminuye 
el flujo tubular. La disminución del flujo sucesivamente 
disminuye la secreción de K+ (como se expone con más 
detalle posteriormente). Sin embargo, la estimulación 
crónica de la reabsorción del Na+ expande el LEC y, de 
este modo, regresa a la normalidad el flujo tubular. Estas 
acciones permiten un efecto estimulador directo de la 
aldosterona a nivel del túbulo distal y colector para au-
mentar la excreción del K+.
Hormona antidiurética
Aunque la ADH no afecta a la excreción urinaria del K+, 
esta hormona estimula la secreción de K+ por los túbulos 
distal y colector (fig. 35-7). La ADH aumenta la fuerza 
conductora electroquímica para la salida de K+ a través 
de la membrana apical de las células principales, estimu-
lando la captación de Na+ a través de la membrana apical 
de estas células. Esta captación aumentada de Na+ redu-
ce la diferencia de potencial eléctrica a través de la mem-
brana apical (p. ej., el interior de la célula llega a estar 
relativamente con menor carga negativa). A pesar de 
este efecto, la ADH no modifica la secreción de K+ por 
parte de estos segmentos de la nefrona. La explicación 
de ello se debe al efecto que tiene la ADH a nivel del flujo 
del fluido tubular, que lo reduce y estimula la reabsor-
ción de agua. El descenso del flujo de forma sucesiva dis-
minuye la secreción de K+ (véase más adelante). El efecto 
inhibitorio de la disminución del flujo en el túbulo se 
contrarresta con el efecto estimulador de la ADH en la 
fuerza conductora electroquímica para la salida de K+ a 
través de la membrana apical (v. fig. 35-7). Si la ADH no 
aumentó el gradiente electroquímico favoreciendo la se-
creción de K+, la excreción urinaria de K+ podría reducir-
se, como los niveles de ADH aumentaron y las tasas de 
flujo urinario disminuyeron. Por tanto, el equilibrio del 
K+ podría cambiar como respuesta a las alteraciones en 
el equilibrio del agua. De este modo, los efectos de la 
ADH en relación a la fuerza conductora electroquímica 
con respecto a la salida de K+ a través de la membrana 
apical y en el flujo tubular permiten mantener constante 
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626 Berne y Levy. Fisiología
K +
K +
 El ↑ de �ujo 
estimula la entrada de 
Na+, que reduce el Vm
↑ Flujo
 La inclinación 
del cilio activa 
PKD1/PKD2 y la 
entrada de Ca++
El ↑ de �ujo 
conduce a la 
inclinación del cilio
El ↑ de Ca++ activa ROMK
Na + Ca ++
Na +
ATP
1
25
4
3
● Figura 35-8. Mecanismo celular por el que un aumento de 
velocidad del fluido tubular estimula la secreción de K+ por las células 
principales en el túbulo colector. Véase el texto para más detalles.
A NIVEL CELULAR
El ROMK (KCNJ1) es el principal canal de la membrana api-
cal responsable de la secreción de K+. Las cuatro subunida-
des del ROMK constituyen un canal individual. Además, un 
canal del potasio, maxi-K+ (rbsol 1), que se activa por el au-
mento de la [Ca++] intracelular, también se expresa en la 
membrana apical. Este canal del K+ media el aumento de 
secreción de K+ dependiente del flujo, como se ha descrito 
anteriormente. Es interesante saber que la eliminación del 
gen que codifica el KCNJ1 (ROMK) produce una excreción 
aumentada renal de NaCl y de K+, lo que conlleva una reduc-
ción del volumen de LEC e hipopotasemia. Aunque este 
efecto es algo sorprendente, también es importante desta-
car que el ROMK se expresa además en la membrana apical 
de la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle, 
donde desempeña un papel fundamental en el reciclaje de 
K+ a través de la membrana apical, un efecto que es de gran 
importancia para la función del cotransportador Na+-K+-2Cl– 
(v. capítulo 33). En ausencia de ROMK, la porción gruesa del 
asa de Henle disminuye la reabsorción de NaCl, que conduce 
a una pérdida de NaCl por la orina. La disminución de la 
reabsorción de NaCl por el asa de Henle también reduce el 
voltaje positivo luminal transepitelial, que es la fuerza con-
ductora para la reabsorción de K+ por este segmento de la 
nefrona. Así, la disminución de la reabsorción paracelular de 
K+ por la porción gruesa del asa de Henle aumenta la excre-
ción urinaria de K+, incluso cuando el túbulo colector cortical 
es incapaz de segregar la cantidad normal de K+ debido a 
una falta de canales de ROMK. El túbulo colector cortical, sin 
embargo, segrega K+ incluso en ratones que carecen de los 
canales ROMK a través de los canales del potasio maxi-K+-
dependientes de Ca++, y posiblemente por el funciona-
miento del cotransportador K+-Cl– expresado en la mem-
brana apical de las células principales.
la excreción urinaria de K+ a pesar de las amplias fluctua-
ciones en la excreción de agua.
FACTORES QUE ALTERAN 
LA EXCRECIÓN DE K+
Aunque la [K+] plasmática, la aldosterona y la ADH desem-
peñan un papel importante en la regulación del equili-
brio de K+, los factores y las hormonas que se describen 
a continuación alteran dicho equilibrio (tabla 35-2).
Flujo del líquido tubular
Un aumento en el flujo del líquido tubular (p. ej., con trata-
miento diurético, expansión del volumen extracelular) esti-
mula en minutos la secreción de K+, mientras que un des-
censo (p. ej., contracción de volumen del LEC secundaria a 
hemorragia, vómitos graves o diarrea) disminuye su secre-
ción por los túbulos distal y colector. Los aumentos de flujo 
en el líquido tubular son más efectivos para la estimulación 
de la secreción de K+ a medida que aumenta el aporte del 
mismo en la dieta. Estudios recientes en los cilios primarios 
de las células principales han dilucidado algunos de los me-
canismos por los cuales el aumento de flujo estimula la se-
creción de K+ (fig. 35-8). El flujo aumentado hace que el cilio 
primario de las células principales se doble, y activa el 
complejo del canal conductor de Ca++ PKD1/PKD2. Esto per-
mite que penetre más Ca++ en la célula principaly aumenta 
así la [Ca++] intracelular. El incremento en la [Ca++] activa los 
canales del K+ en la membrana plasmática apical, que au-
menta la secreción de K+ desde la célula a la luz tubular. El 
mayor flujo también puede estimular la secreción de K+ por 
otros mecanismos. Cuando el flujo aumenta, como sucede 
después de la administración de diuréticos o como resulta-
do de un aumento del volumen del LEC, así se comporta la 
[Na+] del fluido tubular. Este aumento en la [Na+] favorece 
la entrada de Na+ a través de la membrana apical del túbulo 
distal y de las células del túbulo colector, disminuyendo de 
este modo el potencial de membrana negativo del interior 
de la célula. Esta despolarización del potencial de membra-
na de la célula aumenta la fuerza conductora electroquími-
ca, que fomenta a su vez, la secreción de K+ a través de la 
membrana de la célula apical en el líquido tubular. Además, 
el aumento de la captación de Na+ en las células activa la 
bomba Na+-K+-ATPasa de la membrana basolateral, y de 
este modo aumenta la captación de K+ a través de la mem-
brana basolateral y, consecutivamente, la [K+]. Sin embar-
go, es importante recordar que un incremento de la veloci-
dad de flujo durante una diuresis acuosa no afecta de forma 
significativa a la excreción de K+, la mayoría de las veces 
probablemente debido a que durante una diuresis acuosa 
la [Na+] del líquido tubular no aumenta a medida que el 
flujo aumenta.
Equilibrio acidobásico
Otro factor que modula la secreción de K+ es la [H+] del LEC. 
Las alteraciones que se producen de forma aguda (en ho-
ras o minutos) en el pH del plasma influyen en la secreción 
de K+ a nivel de los túbulos distal y colector. La alcalosis 
(p. ej., pH plasmático por encima de lo normal) favorece la 
secreción de K+, mientras que la acidosis (p. ej., pH plasmá-
tico por debajo del valor normal) la reduce. Una acidosis 
aguda disminuye la secreción de K+ a través de dos meca-
nismos: a) inhibiendo la bomba Na+-K+-ATPasa y, de este 
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 627
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Acidosis metabólica
Aguda Crónica
Células principales 
de los túbulos 
distal y colector
↓ Permeabilidad 
al K+ de la 
membrana apical
↓ Actividad 
de labomba 
Na+,K+-ATPasa
↓ Secreción de K+
↓ Excreción de K+
Célula del 
músculo 
esquelético
Célula 
del túbulo 
proximal
↑ Intercambio 
H+/K+
↓ Reabsorción 
NaCl y H2O
↓ VCE
↑ [K+] plasmática ↑ Velocidad 
de flujo del 
líquido tubular
Células principales 
de los túbulos 
distal y colector
↑ Aldosterona ↑ Aldosterona 
↑ Actividad de la 
bomba Na+,K+-
ATPasa
↑ Permeabilidad 
al K+de 
la membrana apical
↑ Gradiente de K+ en 
la membrana apical
↑ Secreción de K+
↑ Excreción de K+
● Figura 35-9. Efecto 
de la acidosis metabólica aguda 
frente a la crónica en la excre-
ción de K+. Véase el texto para 
más detalles. VCE: volumen 
circulante efectivo.
modo, se reduce la [K+] celular y la fuerza conductora elec-
troquímica para la salida de K+ a través de la membrana 
apical, y b) reduciendo la permeabilidad de la membra-
na apical al K+. La alcalosis tiene el efecto opuesto.
El efecto de la acidosis metabólica en la excreción de 
K+ es dependiente del tiempo. Cuando la acidosis meta-
bólica dura varios días, se estimula la excreción de K+ (fi-
gura 35-9). Esto sucede porque la acidosis metabólica 
crónica disminuye la reabsorción de agua y de solutos 
(p. ej., de NaCl) en el túbulo proximal, inhibiendo la bom-
ba Na+,K+-ATPasa. De este modo, aumenta el flujo del lí-
quido tubular a través de los túbulos distal y colector. La 
inhibición de la reabsorción de agua y NaCl por el túbulo 
proximal también desciende el volumen del LEC y, por 
tanto, estimula la secreción de aldosterona. Además, la 
acidosis crónica, provocada por ácidos orgánicos, au-
menta la [K+] plasmática, que estimula la secreción de al-
dosterona. El aumento de flujo del líquido tubular, la [K+] 
plasmática y los niveles de aldosterona contrarrestan los 
efectos de la acidosis en la [K+] celular y en la permeabili-
dad de la membrana apical, y la secreción de K+ aumenta. 
Así, la acidosis metabólica puede tanto inhibir como esti-
mular la excreción de K+, dependiendo de la duración de la 
alteración. La excreción renal de K+ permanece elevada 
durante la acidosis metabólica crónica, e incluso puede 
aumentar más, dependiendo de la causa de la acidosis.
Como puede observarse, la alcalosis metabólica agu-
da estimula la excreción de K+. La alcalosis metabólica 
crónica, especialmente la que se asocia con una contrac-
ción de volumen del LEC, produce un aumento significa-
tivo de la excreción renal de K+ debido a un aumento 
asociado de los niveles de aldosterona. 
Glucocorticoides
Los glucocorticoides aumentan la excreción urinaria de 
K+. Este efecto está mediado en parte por un aumento 
de la tasa de filtrado glomerular, que incrementa la velo-
cidad de flujo urinario, que es un potente estímulo para 
la excreción de K+, y mediante la estimulación de la acti-
vidad SGK1 (véase anteriormente).
Como se indicado antes, la tasa de excreción urinaria de 
K+ con frecuencia está determinada por cambios simul-
táneos en niveles de determinadas hormonas, equilibrio 
acidobásico o velocidad de flujo del líquido tubular 
(v. tabla 35-3). A menudo, el efecto poderoso del flujo favo-
rece o se opone a la respuesta de los túbulos distal y co-
lector a determinadas hormonas o a los cambios del equi-
librio acidobásico. Esta interacción puede resultar 
beneficiosa en el caso de hiperpotasemia, en la que el cam-
bio de flujo produce un aumento de la excreción de K+ y, 
por tanto, restaura la homeostasia del K+. Sin embargo, esta 
interacción también puede resultar perjudicial, como en el 
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628 Berne y Levy. Fisiología
A NIVEL CELULAR
Se han dilucidado recientemente los mecanismos celulares 
por los cuales los cambios en el contenido de K+ en la dieta 
y en el equilibrio acidobásico regulan la secreción de K+ en 
los túbulos distal y colector. Un aporte elevado de K+ au-
menta la secreción del mismo a través de varios mecanis-
mos, todos ellos en relación con la [K+] sérica aumentada. 
La hiperpotasemia aumenta la actividad del canal ROMK en 
la membrana plasmática apical de las células principales. 
Además, la hiperpotasemia inhibe la reabsorción de NaCl y 
de agua en el túbulo proximal y, por tanto, aumenta la ve-
locidad de flujo en los túbulos distal y colector, que es un 
potente estímulo para la secreción de K+. La hiperpotase-
mia también aumenta la concentración de aldosterona, lo 
cual produce un aumento de la secreción de K+ a través de 
tres mecanismos. primero, la aldosterona aumenta el nú-
mero de canales del K+ en la membrana apical celular. Se-
gundo, la aldosterona estimula la captación de K+ a través 
de la membrana basolateral por incrementar el número de 
bombas Na+-K+-ATpasas, aumentando de ese modo el gra-
diente electroquímico conductor de la secreción de K+ a 
través de la membrana apical. Tercero, la aldosterona pro-
duce un aumento del movimiento de Na+ a lo largo de la 
membrana apical, que despolariza el voltaje de la membra-
na plasmática apical y, así, aumenta el gradiente electroquí-
mico promotor de la secreción de K+.
Una dieta pobre en K+ disminuye drásticamente la secre-
ción del mismo por los túbulos distal y colector, al aumentar 
la actividad de la proteína tirosincinasa, que favorece la en-
docitosis de los canales ROMK a través de la membrana 
plasmática apical y, por tanto, se reduce la secreción de K+.
La acidosis disminuye la secreción de K+ al inhibir la 
actividad de los canales ROMK, mientras que la alcalosis 
estimula la secreción de K+ porque favorece el aumento 
de la actividad de aquéllos.
● Tabla 35-3. 
Efectos netos de las hormonas y otros factoresen los túbulos distal y colector en relación con 
la secreción de K+
Situación Directo o indirecto Flujo
Excreción 
urinaria
Hiperpotasemia Aumentada Aumentada Aumentada
Aldosterona
 Aguda Aumentada Disminuido Sin cambios
 Crónica Aumentada Sin cambios Aumentada
Glucocorticoides Sin cambios Aumentado Aumentada
ADH Aumentada Disminuido Sin cambios
Acidosis
 Aguda Disminuida Sin cambios Disminuida
 Crónica Disminuida
Aumentado 
durante largo 
tiempo
Aumentada
Alcalosis Aumentada Aumentado Aumentada durante largo tiempo
Modificada de: Field MJ y cols. En: Narins R (ed). Textbook of Nephrology: 
Clinical Disorders of Fluid and Electrolyte Metabolism, 5.ª ed. Nueva York, 
McGraw-Hill, 1994.
caso de alcalosis, en la que los cambios en el flujo y en el 
estatus acidobásico alteran la homeostasia del K+. 
REVISIÓN DE LA HOMEOSTASIA DEL 
FOSFATO INORGÁNICO Y DEL CALCIO
El Ca++ y el fosfato inorgánico (Pi)* son iones polivalentes 
que participan en funciones vitales fundamentales y com-
plejas. El Ca++ es un cofactor importante en muchas reac-
ciones enzimáticas; se comporta como un segundo men-
sajero en numerosos mecanismos de vías de señalización 
celular; desempeña un papel fundamental en la transduc-
ción neuronal, la coagulación sanguínea y la contracción 
muscular esquelética, y es un componente principal de la 
matriz extracelular, el cartílago, los dientes y el hueso. El 
Pi, como el Ca++, es un componente fundamental del hue-
so. Es esencial en los procesos metabólicos, incluyendo la 
formación de ATP, y es uno de los principales componen-
tes de los ácidos nucleicos. La fosforilación de las proteí-
nas es un mecanismo importante de señal intracelular, 
y el Pi es un tampón esencial en células, plasma y orina.
*Con un pH fisiológico, el fosfato inorgánico se encuentra en forma de HPO4– y 
H2PO4– (pK = 6,8). Para simplificar, se hará referencia a estas formas iónicas 
como «Pi».
En un adulto sano, la excreción renal de Ca++ y Pi está 
equilibrada con su absorción gastrointestinal. Si las con-
centraciones de Ca++ y Pi descienden de forma sustancial, 
aumentan la absorción gastrointestinal, la resorción 
ósea (p. ej., pérdida del hueso de Ca++ y Pi) y la reabsor-
ción tubular renal, y la concentración de Ca++ y Pi vuelve 
a su valor normal. Durante el crecimiento y el embarazo, 
la absorción intestinal supera la excreción urinaria, y 
estos iones se acumulan en nuevas formas en el tejido 
fetal y en el hueso. Al contrario, en la enfermedad ósea 
(p. ej., la osteoporosis) o en un descenso de la masa 
magra corporal se produce un aumento de las pérdidas 
urinarias de iones polivalentes sin un cambio en la ab-
sorción intestinal. Estas situaciones provocan una pérdi-
da neta corporal de Ca++ y Pi. 
Esta breve introducción pone de manifiesto que los 
riñones, en asociación con el tracto gastrointestinal y el 
hueso, desempeña un papel fundamental en el manteni-
miento de los niveles de Ca++ y Pi, además del equilibrio 
de Ca++ y Pi (v. capítulo 39). De acuerdo con ello, esta 
sección del capítulo tratará del comportamiento del Ca++ 
y del Pi en los riñones, haciendo hincapié en las hormo-
nas y otros factores que regulan su excreción urinaria.
Calcio
Los procesos celulares en los que participa el Ca++ incluyen 
la formación ósea, la división celular y el crecimiento, coa-
gulación sanguínea, acoplamiento hormona-respuesta, y 
acoplamiento estímulo eléctrico-respuesta (p. ej., contrac-
ción muscular, liberación de neurotransmisores). El 95% 
del Ca++ se almacena en los huesos, aproximadamente el 1% 
se encuentra en el líquido intracelular (LIC) y el 0,1%, en el 
LEC. La [Ca++] total en plasma es de 10 mg/dl (2,5 mM o 
mEq/l), y su concentración suele mantenerse dentro de 
unos márgenes muy estrechos. Una baja [Ca++] iónico plas-
mático (hipocalcemia) aumenta la excitabilidad de las neu-
ronas y células musculares, y puede conducir a la tetania 
hipocalcémica, que se caracteriza por espasmos de la mus-
culatura esquelética. La asociación de hipocalcemia con 
tetania se debe al hecho de que la hipocalcemia provoca 
que el umbral del potencial se traslade a valores más nega-
tivos (p. ej., más cercanos al potencial de reposo de la 
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 629
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Dieta 
1.500 mg
Intestino
Heces 
1.300 mg
Calcitriol
Absorbido
Secretado
Pool 
de calcio 
Riñones
Orina 
200 mg
Calcitonina
Formación
Resorción
Hueso
PTH
Calcitriol
Inhibición 
de la excreción
PTH
Calcitonina
Calcitriol
Máximo
0
0 5 10 15 20 25
PTH Calcitonina
Ca++ en plasma (mg/dl)
● Figura 35-10. Revisión de la homeostasia del Ca++. Véase 
el texto para más detalles. pTH: hormona paratiroidea.
● Figura 35-11. Efectos de la [Ca++] plasmática en los niveles 
plasmáticos de pTH y calcitonina. (Modificado de: Azria M. The 
Calcitonins: physiology and pharmacology. Basel, Karger, 1989.) 
membrana; v. fig. 35-1). La [Ca++] iónico en el plasma (hiper-
calcemia) puede disminuir la excitabilidad neuromuscular 
o producir arritmias cardíacas, letargia, desorientación e 
incluso la muerte. Este efecto hipercalcemiante se produce 
porque la hipercalcemia provoca un umbral de potencial 
que alcanza valores menos negativos (p. ej., más alejados 
del potencial de reposo de la membrana). Dentro de las cé-
lulas, el Ca++ se secuestra en el retículo endoplásmico y en 
la mitocondria, o se une a proteínas. Así, el Ca++ libre intra-
celular es muy bajo (~ 100 nM). El gradiente de concentra-
ción para la [Ca++] a través de la membrana celular se man-
tiene por una bomba Na+,K+-ATPasa (PMCa1b) en todas las 
células y por el transportador en contra del gradiente 3Na+-
1Ca++ (NCX1) en algunas células.
Revisión de la homeostasia del calcio
La homeostasia del Ca++ depende de dos factores: a) de la 
cantidad total de Ca++ en el organismo, y b) de la distribu-
ción de Ca++ entre el hueso y el LEC. La [Ca++] corporal to-
tal está determinada por las cantidades relativas de Ca++ 
que se absorben por el tracto gastrointestinal y que se 
excretan por los riñones (fig. 35-10). El tracto gastrointes-
tinal absorbe Ca++ a través de un mecanismo de transpor-
te activo, mediado por un transportador, que se estimula 
por el calcitriol, un metabolito de la vitamina D3. La absor-
ción neta de Ca++ se halla alrededor de los 200 mg/día, 
pero puede aumentar hasta 600 mg/día cuando los niveles 
de calcitriol están elevados. En los adultos, la excreción 
urinaria de Ca++ es igual a la cantidad que se absorbe por 
el tracto gastrointestinal (200 mg/día), y cambia en pro-
porción a la reabsorción de Ca++ por el tracto gastrointes-
tinal. Así, en los adultos, el equilibrio de Ca++ se mantiene 
debido a que la cantidad de Ca++ que se ingiere en una 
dieta promedio (1.500 mg/día) iguala a la cantidad que se 
pierde por las heces (1.300 mg/día, la cantidad que se es-
capa a la absorción del tracto gastrointestinal) más la can-
tidad excretada en orina (200 mg/día).
El segundo factor que controla la homeostasia del Ca++ 
es la distribución de Ca++ entre el hueso y el LEC. Tres 
hormonas (hormona paratiroides [PTH], calcitriol y cal-
citonina) regulan la distribución de Ca++ entre el hueso 
y el LEC y, por tanto, regulan la [Ca++] plasmática.
Las glándulas paratiroides segregan PTH, y su secre-
ción se regula por la [Ca++] del LEC. La membrana plasmá-
tica de las células principales de las glándulas paratiroi-
deas contienen el receptor sensible al calcio (CaSR), que 
monitoriza la [Ca++] en el LEC. Un descenso en la [Ca++] 
(p. ej., hipocalcemia) aumenta la expresión del gen que 
codifica la PTH y su liberación por las células principales. 
Al contrario, un aumento en la [Ca++] (p. ej., hipercalce-
mia) disminuye la liberación de PTH por estas células.
La PTH aumenta la [Ca++] plasmática por: a) estimu-
lando la resorción ósea; b) aumentando la reabsorciónde Ca++ por el riñón, y c) estimulando la producción de 
calcitriol, que provoca un aumento de la absorción de Ca++ 
en el tracto gastrointestinal y facilita la resorción ósea 
mediada por PTH.
La producción de calcitriol, un metabolito de la vitami-
na D3 producido en el túbulo proximal del riñón, está es-
timulada por la hipocalcemia y la hipofosfatemia. Ade-
más, la hipocalcemia estimula la secreción de PTH, que 
también estimula la producción de vitamina D3 por las 
células del túbulo proximal. El calcitriol aumenta la [Ca++] 
principalmente estimulando la absorción de Ca++ desde el 
tracto gastrointestinal. También facilita la acción de la 
PTH a nivel del hueso, y aumenta la expresión del trans-
portador de Ca++ y la unión a proteínas en los riñones.
Las células C del tiroides calcitonina (también conocidas 
como células parafoliculares) segregan calcitonina, y su 
secreción se estimula en presencia de hiperpotasemia. La 
calcitonina disminuye la [Ca++] plasmática principalmente 
mediante la estimulación de la formación ósea (p. ej., de-
pósito de Ca++ en el hueso). La figura 35-11 ilustra la relación 
entre la [Ca++] y los niveles de PTH y calcitonina plasmáti-
cos. Aunque la calcitonina desempeña un importante papel 
en la homeostasia del Ca++ en los vertebrados inferiores, en 
los humanos tiene una función menos destacada.
Aproximadamente el 50% del Ca++ en el plasma se en-
cuentra en forma de Ca++ iónico, el 45% se une a proteínas 
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630 Berne y Levy. Fisiología
70%
PT
DT
1%
20%
1%
CCD
IMCD
TAL
~ 9%
● Figura 35-12. Transporte de Ca++ a través de la nefrona. 
Los porcentajes se refieren a la cantidad del Ca++ filtrado que se 
reabsorbe en cada segmento. Aproximadamente, se excreta el 1% 
del Ca++ filtrado. CCD: túbulo colector cortical; DT: túbulo distal; 
IMCD: túbulo colector medular interno; pT: túbulo proximal; TAL: 
porción gruesa de la rama ascendente del asa.plasmáticas (fundamentalmente, albúmina), y el 5% forma 
complejos con varios aniones, incluyendo CO3H–, citrato, 
Pi, y SO42–. El pH del plasma influye en esta distribución. El 
aumento en la [H+] en pacientes con acidosis metabólica 
provoca que más H+ se unan a las proteínas plasmáticas, 
CO3H–, citrato, Pi, y SO42–, desplazando, por tanto, al Ca++. 
Este desplazamiento aumenta la concentración plamástica 
del Ca++ iónico. En la alcalosis, disminuye la [H+] plasmática. 
Algunos iones H+ se disocian de las proteínas plasmáticas, 
del CO3H–, citrato, Pi, y SO42– en un intercambio con el Ca++, 
disminuyendo, por tanto, la concentración plasmática del 
Ca++ iónico. Además, la concentración plasmática de albú-
mina también influye sobre la [Ca++] iónico del plasma. La 
hipoalbuminemia aumenta la [Ca++] iónica en el plasma, 
mientras que la hiperalbuminemia tiene el efecto opuesto. 
Bajo estas condiciones, la [Ca++] total del plasma es posible 
que no refleje la [Ca++] iónica total, que es lo que importa 
en la medida fisiológica de la homeostasia del Ca++. El Ca++ 
disponible para el filtrado glomerular lo constituyen la frac-
ción iónica y la cantidad de Ca++ que forma complejos con 
los aniones. Así, alrededor del 55% del Ca++ en el plasma se 
encuentra disponible para el filtrado glomerular.
Transporte de calcio a través de la nefrona
Por norma general, el 99% del Ca++ filtrado (p. ej., el iónico y 
el que va formando complejos) lo reabsorbe la nefrona. El 
túbulo proximal reabsorbe alrededor del 70% del Ca++ filtra-
do. Otro 20% se reabsorbe en el asa de Henle (principal-
mente en la porción cortical y gruesa de la rama ascenden-
te), alrededor del 9%, en el túbulo distal, y menos del 1%, en 
el túbulo colector. Aproximadamente el 1% (200 mg/día) se 
excreta por la orina. Esta fracción es igual a la cantidad neta 
absorbida diariamente por el tracto gastrointestinal. La fi-
gura 35-12 resume el comportamiento del Ca++ a nivel de los 
diferentes segmentos de la nefrona. 
La reabsorción de Ca++ en el túbulo proximal se produ-
ce a través de dos vías: la transcelular y la paracelular 
(fig. 35-13). La reabsorción de Ca++ a través de la vía trans-
celular representa el 20% de la reabsorción proximal. La 
reabsorción de Ca++ a través de la célula es un proceso 
activo que se produce en dos fases. En la primera, el Ca++ 
se difunde por debajo de su gradiente electroquímico a 
través de la membrana apical a través de los canales del 
Ca++ y dentro de la célula. En la segunda, en la membrana 
basolateral el Ca++ sale de la célula en contra de su gra-
diente electroquímico gracias a la bomba Na+,K+-ATPasa. 
Al contrario, el 80% del Ca++ se reabsorbe entre las células 
a través de los complejos de unión (p. ej., la vía paracelu-
lar). Esta reabsorción pasiva y paracelular del Ca++ se pro-
duce por vía de arrastre de los solutos a lo largo de todo 
el túbulo proximal, y también se conduce por el voltaje 
positivo luminal en la segunda mitad del túbulo proximal 
(p. ej., por difusión). De este modo, aproximadamente el 
80% de la reabsorción de Ca++ es paracelular, y aproxima-
damente el 20% es transcelular en el túbulo proximal.
La reabsorción de Ca++ en el asa de Henle está restrin-
gida a la zona cortical de la porción gruesa de la rama 
ascendente. El Ca++ es reabsorbido por las vías celular y 
paracelular a través de mecanismos similares a los des-
critos para el túbulo proximal, pero con una diferencia 
(v. fig. 35-13): el Ca++ no se reabsorbe por arrastre de 
solutos en este segmento. (La porción gruesa de la rama 
ascendente es impermeable al agua.) En la porción grue-
sa de la rama ascendente, la reabsorción de Ca++ y Na+ 
se produce en paralelo. Estos procesos son paralelos 
debido al importante componente de la reabsorción de 
Ca++ que se produce de forma pasiva a través de meca-
nismos paracelulares secundarios a la reabsorción de 
Na+ y a través de la generación de un voltaje positivo 
transepitelial en el lumen. Los diuréticos de asa inhiben 
la reabsorción de Na+ por la porción gruesa de la rama 
ascendente del asa de Henle y, de esta forma, disminuye 
la magnitud del voltaje luminal transepitelial positivo 
(v. capítulo 33). Esta acción sucesivamente inhibe la 
reabsorción de Ca++ a través de la vía paracelular. Así, 
AplicAción clínicA
Las situaciones que disminuyen los niveles de pTH (p. ej., 
hipoparatiroidismo después de paratiroidectomía por 
adenoma) provocan un descenso en la [Ca++] plasmática, 
que puede producir tetania hipocalcémica (contraccio-
nes musculares intermitentes). En los casos graves, la teta-
nia hipocalcémica provoca la muerte por asfixia. La hiper-
calcemia también causa arritmias cardíacas letales y 
disminuye la excitabilidad neuromuscular. En la clínica, las 
causas más frecuentes de hipercalcemia son el hiperpara-
tiroidismo primario y las enfermedades malignas que cur-
san con hipercalcemia. El hiperparatiroidismo primario 
resulta de una sobreproducción de pTH causada por un 
tumor de las glándulas paratiroides. Al contrario, la hiper-
calcemia asociada con enfermedades malignas, que se 
produce en el 10 al 20% de todos los pacientes con cán-
cer, está causada por la secreción de un péptido relacio-
nado con la hormona paratiroidea (PTHrP), una hor-
mona pTH-like segregada por los carcinomas en 
determinados órganos. El aumento de los niveles de pTH 
y de pTHrp provoca hipercalcemia e hipercalciuria. 
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 631
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Luz 
tubular
TRPV5/6
Sangre
Transcelular
Paracelular
Ca ++
Ca ++
3Na+
PMCa
CB
NCX1
Ca++
Ca++
● Figura 35-13. Mecanismos celulares de reabsorción 
del Ca++ por las vías celular y transcelular. Nótese que no se 
expresan todos los mecanismos de transporte en cada segmen-
to de la nefrona. En las células del túbulo distal, el Ca++ entra en 
las células a través dela membrana apical por los canales iónicos 
permeables al Ca++ (TRpV5 y TRpV6). En el interior de las células 
del túbulo distal, el Ca++ se une la calbindina (calbindina-D28K y 
calbindina-D9K, CB), y el complejo Ca++-calbindina se difunde a 
través de la célula para entregar Ca++ a la membrana basolate-
ral. El Ca++ se transporta a través de la membrana basolateral 
por el intercambiador 3Na+-1Ca++ (NCX1) y por la Ca++-ATpasa 
(pMCa1b). En el túbulo proximal, la reabsorción de Ca++ involu-
cra la captación a través de la membrana con borde en cepillo 
vía canal iónico permeable al Ca++ y sale a través de la membra-
na basolateral vía Ca++-ATpasa. Una porción considerable de la 
reabsorción de Ca++ del túbulo proximal se produce a través de 
la vía paracelular. Este componente de la reabsorción de Ca++ 
del túbulo proximal se conduce por arrastre de partículas. La 
reabsorción de Ca++ por vía paracelular en la porción gruesa de 
la rama ascendente del asa de Henle se lleva a cabo por el gra-
diente electroquímico transepitelial. Dos proteínas, la claudi-
na-16 y la paracelina-1 (pCLN-1), que contribuyen en los com-
plejos de unión, regulan la difusión paracelular de Ca++ (véase 
el cuadro «A nivel celular» sobre claudinas y paracelina). La re-
absorción de Ca++ en el túbulo distal se produce exclusiva-
mente por vía transcelular.
A NIVEL CELULAR
Las mutaciones que se producen en las proteínas que for-
man parte de los complejos de unión estrecha, claudina-16 
y paracelina 1 (pCLN-1), producen una alteración en el mo-
vimiento por difusión del Ca++ a través de estas uniones en la 
porción ascendente gruesa del asa de Henle (pAG). La hiper-
calcemia hipomagnesémica familiar está causada por muta-
ciones que afectan a la claudina-16, una proteína que forma 
parte de las uniones estrechas en las células de la pAG. Esta 
alteración se caracteriza por un aumento de la excreción de 
Ca++ y de magnesio (Mg++) debido a una disminución en la 
reabsorción pasiva de estos iones a través de la vía paracelu-
lar en la pAG. La mutación en el gen que codifica la claudina-
16 provoca una disminución de la permeabilidad al Ca++ y al 
Mg++ de la vía paracelular y, por tanto, reducen la reabsor-
ción paracelular y pasiva de ambos iones. Las mutaciones en 
la pCLN-1 se observa en individuos con el síndrome de hiper-
calciuria-hipomagnesemia. En estos pacientes, está alterada 
la excreción de Ca++ debido a que la mutación en la pCLN-1 
también impide la reabsorción paracelular de Ca++ en la por-
ción gruesa del asa.
los diuréticos de asa se emplean para aumentar la excre-
ción renal de Ca++ en pacientes con hipercalcemia. De 
este modo, la reabsorción de Na+ también se modifica en 
paralelo con la reabsorción de Ca++ tanto por el túbulo 
proximal como por la porción gruesa de la rama ascen-
dente del asa de Henle.
En el túbulo distal, donde el voltaje en la luz del túbu-
lo es eléctricamente negativo con respecto a la sangre, 
la reabsorción de Ca++ es totalmente activa debido a que 
el Ca++ se reabsorbe contra el gradiente electroquímico 
(v. fig. 35-13). La reabsorción de Ca++ en el túbulo distal 
es exclusivamente transcelular. El calcio penetra en la 
célula a través de la membrana apical por los canales ióni-
cos epiteliales permeables al Ca++ (TRPV5/TRPV6). Dentro 
de la célula, el calcio se une a la calbindina. El complejo 
Ca++-calbindina transporta el Ca++ a través de la célula y lo 
entrega a la membrana basolateral, donde se extrae de la 
célula tanto por la Ca++-ATPasa (PMCA1b) como por el inter-
cambiador 3Na+-1Ca++ (NCX1). La excreción de Na+ y Ca++ 
generalmente se modifican en paralelo. Sin embargo, la ex-
creción de estos iones no siempre será en paralelo debido 
a que la reabsorción de Ca++ y Na+ por el túbulo distal es 
independiente y está regulada de forma diferente. Por ejem-
plo, los diuréticos tiazídicos inhiben la reabsorción de Na+ 
en el túbulo distal y estimulan la reabsorción de Ca++ por 
este segmento. Por consiguiente, los efectos netos de los 
diuréticos tiazídicos son aumentar la excreción urinaria de 
Na+ y disminuir la excreción urinaria de Ca++.
Regulación de la excreción urinaria de calcio
Varias hormonas y factores ejercen su influencia en la 
excreción urinaria de Ca++ (tabla 35-4). De éstos, la PTH 
ejerce el mayor poder en cuanto al control de la excre-
ción renal de Ca++, y es la responsable del mantenimiento 
de la homeostasia del Ca++. Por lo general, esta hormona 
estimula la reabsorción de Ca++por los riñones (p. ej., re-
duce la excreción de Ca++). Aunque la PTH inhibe la reab-
sorción de NaCl y del líquido y, por tanto, la reabsorción 
de Ca++ por el túbulo proximal, la PTH estimula la reab-
sorción de Ca++ por la porción gruesa de la rama ascen-
dente del asa de Henle y el túbulo distal. En los seres 
humanos, este efecto es mayor en el túbulo distal. Los 
cambios en la [Ca++] en el LEC también regulan la excre-
ción urinaria de Ca++, aumentando la excreción en la hi-
percalcemia, y disminuyéndola en el caso de hipocalce-
mia. La hipercalcemia aumenta la excreción urinaria de 
Ca++ por: a) la disminución de la reabsorción de Ca++ en el 
túbulo proximal (reabsorción paracelular disminuida de-
bido al aumento en la [Ca++] del líquido intersticial); b) la 
inhibición de la reabsorción de Ca++ por la porción grue-
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632 Berne y Levy. Fisiología
● Tabla 35-4. Resumen de las hormonas y factores que afectan a la reabsorción de Ca++
Factor/hormona Segmento de la nefrona
Túbulo proximal Porción gruesa de la rama ascendente Túbulo distal
Expansión de volumen Descenso Sin cambios Descenso
Hipercalcemia Descenso Descenso (RSCa, ↓ PTH) Descenso (RSCa, ↑ PTH)
Hipocalcemia Aumento Aumento (RSCa, ↓ PTH) Aumento (RSCa, ↓ PTH)
Carga de fosfato Aumento (↑PTH)
Depleción de fosfato Descenso (↓PTH)
Acidosis Descenso
Alcalosis Aumento
PTH Descenso Aumento Aumento
Vitamina D Aumento
Calcitonina Aumento Aumento
RSCa: receptor sensible al calcio; pTH: hormona paratiroidea.
Modificado de: Yu A. En: Brenner BM (ed). Brenner and Rector’s The Kidney, 7.ª ed. Filadelfia, Saunders, 2004.
sa de la rama ascendente del asa de Henle, un efecto me-
diado por el RSCa localizado en la membrana basolateral 
de estas células (está disminuida la actividad del co-
transportador 1Na+-1K+-2Cl–, por tanto, disminuyendo la 
magnitud del voltaje luminal transepitelial positivo), y 
c) la supresión de la reabsorción de Ca++ por el túbulo 
distal al reducir los niveles de PTH. Como resultado, la 
excreción urinaria de Ca++ aumenta. El efecto opuesto se 
produce si existe hipocalcemia.
La calcitonina estimula la reabsorción de Ca++ en la 
porción gruesa de la rama ascendente y el túbulo distal, 
pero es menos eficaz que la PTH, y no se conoce la im-
portancia de este efecto en los humanos. El calcitriol, 
tanto de forma directa como indirecta, aumenta la reab-
sorción de Ca++ en el túbulo distal, pero también es me-
nos efectivo que la PTH.
Varios factores alteran la excreción de Ca++. Un aumen-
to en la [Pi] (p. ej., provocado por un aumento del apor-
te de Pi en la dieta) aumenta los niveles de PTH y, por 
tanto, disminuye la excreción de Ca++. Un descenso en la 
[Pi] (p. ej., provocado por una depleción del aporte de 
Pi en la dieta) tiene el efecto opuesto. Los cambios en el 
volumen de LEC alteran la excreción de Ca++ urinario, 
principalmente por afectar a la reabsorción de NaCl y al 
líquido en el túbulo proximal. La contracción de volu-
men aumenta la reabsorción de NaCl y de agua en el 
túbulo proximal y, de ese modo, se incrementa la reab-
sorción de Ca++. De acuerdo con esto, la excreción de Ca++ 
disminuye. La expansión de volumen tiene el efecto 
opuesto. La acidosis aumenta la excreción de Ca++, mien-
tras que la alcalosis la disminuye. La regulación de la 
reabsorción de Ca++ por el pH se produce en el túbulo 
distal. La alcalosis estimula en la membrana apical el 
canal del Ca++ (TRPV5), y de ese modo aumenta la reab-sorción de Ca++. Al contrario, la acidosis inhibe el mismo 
canal, reduciendo la reabsorción de Ca++.
Receptor sensible al calcio
El RSCa es un receptor que se expresa en la membrana 
plasmática de las células que participa en la regulación de 
la homeostasia del Ca++. El RSCa percibe ligeros cambios 
en la [Ca++] extracelular. El Ca++ se une a los receptores 
Ca++-sensibles en las células secretoras de PTH en la glán-
dula paratiroidea y en las células productoras de calcitriol 
del túbulo proximal. La activación del receptor por un au-
mento en la [Ca++] da como resultado una inhibición de la 
secreción de PTH y de la producción de calcitriol, y la es-
timulación de la secreción de calcitonina. Además, la dis-
minución en la secreción de PTH también contribuye a 
una producción reducida de calcitriol debido a que la PTH 
es un potente estímulo para la síntesis de calcitriol. Al 
contrario, un descenso en la [Ca++] plasmática tiene el 
efecto opuesto en la secreción de calcitonina, calcitriol y 
PTH. Estas tres hormonas actúan en los riñones, intestino 
y hueso para regular la [Ca++] plasmática por los mecanis-
mos descritos en otra parte en este capítulo.
El RSCa también mantiene la homeostasia del Ca++ direc-
tamente regulando la excreción de Ca++ a través de los ri-
ñones. Los receptores sensibles al Ca++, a nivel de la por-
ción gruesa ascendente del asa de Henle y en el túbulo 
distal, responden directamente a los cambios en la [Ca++] 
plasmática, y regulan la absorción de Ca++ por estos seg-
mentos de la nefrona. Un aumento de la [Ca++] plasmática 
activa estos receptores en la porción gruesa del asa y en 
el túbulo distal, e inhibe la absorción de Ca++ en estos seg-
mentos de la nefrona, estimulando, por tanto, la excreción 
urinaria de Ca++. Por el contrario, un descenso en la [Ca++] 
plasmática lleva a un incremento en la absorción de Ca++ 
por la porción gruesa de la rama ascendente y el túbulo 
AplicAción clínicA
Las mutaciones en el gen que codifica para el RSCa provo-
can alteraciones en la homeostasia del Ca++. La hipercalce-
mia hipocalciúrica familiar (HHF) es una enfermedad au-
tosómica dominante provocada por una mutación que 
inactiva al CSCa. La hipercalcemia está causada por un tras-
torno de la secreción de pTH regulada por Ca++ (p. ej., los 
niveles de pTH están aumentados en algún nivel de la [Ca++] 
plasmática). La hipocalciuria está provocada por un incre-
mento de la reabsorción en la porción gruesa de la rama as-
cendente Ca++ y en el túbulo distal, como resultado de unos 
niveles de pTH aumentados y un defecto en la regulación del 
RSCa del transporte de Ca++ en los riñones. La hipocalcemia 
autonómica dominante está producida por una mutación 
que activa el RSCa. La activación de este receptor provoca un 
defecto en la secreción de pTH regulada por Ca++ (p. ej., los 
niveles de pTH están disminuidos en algún nivel de la [Ca++] 
plasmática). La hipercalciuria resulta y es causada por un 
descenso de los niveles de pTH y un transporte defectuoso 
del Ca++ regulado por el RSCa a nivel renal.
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 Capítulo 35 Homeostasia del potasio, el calcio y el fosfato 633
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Dieta 
1.400 mg
Intestino
Heces 
500 mg
Calcitriol
Absorbido
Secretado
Pool de 
fosfato
Riñones
Orina 
900 mg
Calcitonina
Formación
Resorción
Hueso y
 partes blandas
PTH
Calcitriol
Excreción 
inhibida
Calcitriol
Excreción 
aumentadaPTH
Calcitonina
● Figura 35-14. Revisión de la homeostasia del pi (véase el 
texto para más detalles).
distal, y un correspondiente descenso de la excreción uri-
naria de Ca++. Así, el efecto directo de la [Ca++] plasmática 
en los receptores sensibles al Ca++ a nivel de la porción 
gruesa del asa y en el túbulo distal actúa en concierto con 
los cambios en la PTH para regular la excreción de Ca++ 
urinaria y, por tanto, mantener la homeostasia del Ca++. 
Fosfato
El Pi es un componente fundamental de determinadas 
moléculas orgánicas, incluyendo ADN, ARN, ATP e inter-
mediarios de las vías metabólicas. También es uno de los 
principales constituyentes del hueso. Su concentración 
en plasma es un importante determinante de la forma-
ción y resorción óseas. Además, el Pi urinario es un tam-
pón importante (ácido titulable) para el mantenimiento 
del equilibrio acidobásico (v. capítulo 36). El 86% del Pi 
se encuentra en el hueso, aproximadamente el 14% en el 
LIC, y el 0,03% en el LEC. La [Pi] normal en el plasma es 
de 4 mg/dl. Aproximadamente el 10% del Pi en el plasma 
se encuentra unido a proteínas y, por tanto, no se en-
cuentra disponible para ser ultrafiltrado por el gloméru-
lo (v. tabla 35-4). De acuerdo con esto, la [Pi] en el ultra-
filtrado es un 10% menor que en el plasma.
Valoración de la homeostasia del fosfato
Un esquema general de la homeostasia del Pi se muestra 
en la figura 35-14. El mantenimiento de la homeostasia del 
Pi depende de dos factores: a) la cantidad de Pi en el orga-
nismo, y b) la distribución de Pi entre el LIC y el comparti-
mento extracelular. La [Pi] corporal total está determina-
da por la cantidad relativa del Pi que se reabsorbe por el 
tracto gastrointestinal frente a la cantidad excretada por 
los riñones. La absorción de Pi a través del tracto gastro-
intestinal se realiza a través de mecanismos activos y pa-
sivos; la absorción de Pi aumenta cuando aumenta el Pi de 
la dieta, y se estimula por el calcitriol. A pesar de las varia-
ciones en la ingesta de Pi entre 800 y 1.500 mg/día, los ri-
ñones mantienen constante el equilibrio total de Pi en el 
organismo a través de la excreción de una cantidad de Pi 
en la orina igual a la cantidad de Pi que se absorbe a través 
del tracto gastrointestinal. Así, la excreción renal de Pi es 
el principal mecanismo por el que el organismo regula su 
equilibrio y, por tanto, la homeostasia del Pi.
El segundo factor que mantiene la homeostasia del fos-
fato es la distribución del mismo entre el hueso y los com-
partimentos intracelulares y extracelulares. La PTH, el cal-
citriol y la calcitonina regulan la distribución del Pi entre el 
hueso y el LEC. Como sucede con la homeostasia del Ca++, 
la calcitonina es la hormona que menos influye en la ho-
meostasia del Pi en los humanos. La liberación del Pi desde 
el hueso se estimula por las mismas hormonas (p. ej., PTH, 
calcitriol) que liberan Ca++ desde este pool. Así, la libera-
ción de Pi está siempre acompañada de una liberación de 
Ca++. Por el contrario, la calcitonina aumenta la formación 
del hueso y, por tanto, disminuye la [Pi] plasmática.
Los riñones también contribuyen de forma importante 
en la regulación de la [Pi] plasmática. Un pequeño aumen-
to de la [Pi] plasmática incrementa la cantidad del mismo 
que se filtra por el glomérulo. Debido a que los riñones, 
por lo general, reabsorben la mayor tasa de Pi, un incre-
mento en la cantidad filtrada conduce a un aumento de la 
excreción urinaria de Pi. De hecho, un incremento en la can-
tidad del Pi filtrado, aumenta la excreción urinaria de Pi a 
un valor mayor que su tasa de absorción por el tracto 
gastrointestinal. Este proceso traduce una pérdida neta 
de Pi desde el organismo y disminuye la [Pi] plasmática. 
Siguiendo esta línea los riñones regulan la [Pi] plasmáti-
ca. La tasa máxima de reabsorción de Pi varía y se regula 
a través del aporte del mismo en la dieta. Una dieta rica 
en Pi disminuye la máxima tasa de su reabsorción por los 
riñones, y una dieta pobre en Pi, la aumenta. Este efecto 
es independiente de los cambios en los niveles de PTH.
Transporte de fosfato a través de la nefrona
La figura 35-15 resume el transporte de Pi por varios segmen-
tos de la nefrona. El túbulo proximal reabsorbe el 80% del Pi 
que se filtra por el glomérulo, y el túbulo distal reabsorbe el 
10%. Al contrario, el asa de Henle y el túbulo colector reab-
AplicAción clínicA
En pacientes con insuficiencia renal crónica,