Il potassio è il principale catione intracellulare; i suoi livelli sono mantenuti costanti attraverso la regolazione dell'escrezione renale modulata sulla base della concentrazione intra ed extracellulare dello ione.Il 70% del potassio filtrato a livello glomerulare viene riassorbito nel tubulo prossimale e il restante 30% torna al circolo sistemico a livello del tratto ascendente spesso dell'ansa di Henle; virtualmente quindi filtrazione e riassorbimento si annullano a vicenda ed è la secrezione a giocare un ruolo cruciale nell'omeostasi di questo elemento (Genetic Diseases of the Kidney, Berliner 1961). Tale processo è influenzato da molteplici fattori quali l'intake di potassio, l'entità del riassorbimento di sodio, i livelli di aldosterone e l'equilibrio acido-base e ha luogo nel nefrone distale, segmento centrale nel metabolismo caliemico in quanto presenta sia cellule in grado di secernere potassio (cellule principali) sia altre deputate al suo riassorbimento (cellule intercalate) che entrano in azione in caso di deficit (Genetic Diseases of the Kidney, Giebish 1998, Giebish 2004, Giebish et al 2003).Nel tubulo prossimale il passaggio dello ione dal lume all'interstizio è favorito dalla sua bassa concentrazione a livello interstiziale, garantita dalla pompa Na+/K+ ATPasi basolaterale, e dal gradiente elettrico che si viene a creare per la positività intraluminale; in seconda battuta, il moto convettivo dei fluidi riassorbiti facilita il rientro del potassio nel circolo sistemico.Le cellule di questo tratto presentano inoltre canali del potassio, sia a livello apicale sia a livello basolaterale; l'azione dei primi è volta al mantenimento del potenziale di riposo della membrana basale e non costituisce quindi un meccanismo di secrezione (Genetic Diseases of the Kidney, Herbert et al 2005). I canali basolaterali, invece, potenziano il riciclo del potassio modulando la loro attività sulla base del rapporto intracellulare ATP/ADP espressione del grado di attivazione della pompa Na+/K+ ATPasi (Genetic Diseases of the Kidney, Beck et al 1991).A livello del tratto sottile dell'ansa di Henle, il riassorbimento del potassio avviene principalmente attraverso un meccanismo di diffusione passiva, soprattutto nell'ambito dei nefroni iuxtamidollari, dotati di una maggior lunghezza dell'ansa e quindi più sensibili al gradiente di concentrazione corticomidollare dello ione che vede un progressivo aumento della quantità di potassio a livello interstiziale mano a mano che si procede verso la papilla renale.La membrana apicale delle cellule del tratto ascendente spesso dell'ansa presenta il cotrasportatore Na+/K+/2Cl-, che consente di trasportare sodio e potassio in quantità equimolari nonostante la maggior concentrazione luminale di quest'ultimo, e di non modificare le cariche intraluminali grazie al contemporaneo riassorbimento di due molecole di cloro che controbilanciano i cationi. I canali apicali per il potassio sono responsabili da un lato del riciclo di questo ione e dall'altro della creazione di un voltaggio positivo all'interno del lume che favorisce il meccanismo di diffusione passiva (Genetic Diseases of the Kidney, Greger 1985).A livello del dotto collettore si trova, come già precedentemente accennato, il fulcro della regolazione del potassio.Le cellule principali sono deputate alla secrezione del catione: la pompa Na+/K+ ATPasi sulla membrana basolaterale garantisce il mantenimento di alte concentrazioni intracellulari di potassio responsabili del gradiente elettrochimico alla base del trasporto passivo selettivo attraverso i canali apicali. Sul versante apicale della membrana plasmatica si trova inoltre il cotrasportatore K+/Cl-generalmente poco attivo eccetto che nei casi di ridotta concentrazione intraluminale di cloruri (Genetic Diseases of the Kidney, Velazquez et al 1987). I canali del sodio posti a questo livello, infine, sono di fondamentale importanza per il riassorbimento del potassio, in primo luogo perché forniscono il sodio necessario per il funzionamento della pompa ATPasica basolaterale, ed in secondo luogo perché il passaggio dello ione all'interno della cellula causa una depolarizzazione della membrana al di sotto dello stesso potenziale di diffusione del potassio, con conseguente stimolo alla secrezione dello stesso (Genetic Diseases of the Kidney, Giebisch 1998, 2004, Giebisch et al 2003.In caso di deficit di potassio, l'organismo risponde con un blocco dell'attività delle cellule principali e l'attivazione delle cellule intercalate, che accoppiano il riassorbimento di potassio alla secrezione di protoni nel lume tubulare, processo stimolato anche dalla deplezione di sodio e dall'acidosi metabolica (Genetic Diseases of the Kidney, Silver et al 1996Silver et al , 1998.Esiste inoltre in entrambe le cellule principali ed intercalate un tipo di canale per il potassio "calcio dipendente" che entra in azione in caso di stiramento o depolarizzazione della membrana plasmatica, o di alti livelli intracellulari di calcio; esso è alla base della secrezione di potassio in risposta all'aumento del flusso tubulare e dell'intake dello ione stesso (Genetic Diseases of the Kidney, Woda et al 2001).Per quanto riguarda l'omeostasi del potassio è importante ricordare, come già precedentemente anticipato, che esso è il principale catione intracellulare e come tale non direttamente accessibile alla regolazione renale; tuttavia, il mantenimento di gradienti di concentrazione costanti attraverso la membrana è di vitale importanza per la creazione ed il mantenimento dei potenziali di membrana ed è inoltre necessario che le concentrazioni extracellulari dello ione siano attentamente controllate e mantenute all'interno di uno stretto intervallo, onde evitare i possibili danni soprattutto a livello della conduzione cardiaca. I principali fattori in grado di modulare l'intensità della escrezione renale di potassio sono l'intake e i livelli dello stesso nei vari compartimenti dell'organismo, l'equilibrio acido-base, l'aldosterone e la vasopressina, la quantità di sodio e di anioni poco riassorbibili che raggiungono il nefrone distale, a livello del quale si ha la modulazione di un gran numero di canali e trasportatori. Il potenziale di membrana basolaterale è normalmente molto vicino al potenziale di equilibrio del potassio e, in presenza di una depolarizzazione, una maggior quantità di potassio spinto all'interno della cellula ad opera della Na+/K+ ATPasi tenderà a retrodiffondere nei capillari peritubulari, fatto che si verifica principalmente in caso di ridotta attivazione della stessa pompa (Genetic Diseases of the Kidney, Giebisch 1998, 2004, Giebisch et al 2003. A livello apicale, il ruolo principale è giocato dai canali del sodio, che forniscono la materia prima per il funzionamento dell'ATPasi basolaterale con conseguente aumento della secrezione di potassio a livello del lume tubulare. L'aldosterone è il principale ormone responsabile della regolazione a questo livello, in quanto stimola direttamente sia la pompa Na+/K+ sia i canali del sodio apicali. Per quanto riguarda l'equilibrio acido-base, l'alcalosi stimola il processo di secrezione, mentre l'acidosi ha l'effetto opposto. La vasopressina aumenta la secrezione nei dotti collettori, agendo a livello di recettori e canali sia apicali che basolaterali. Studi recenti infine hanno dimostrato il ruolo della serina-treonina chinasi WNK4 in grado di inibire sia il cotrasporto Na+-Cl-a livello del tubulo distale sia i canali del potassio delle cellule principali slegando la secrezione del potassio dai livelli di sodio che giungono a livello distale (Genetic Diseases of the Kidney, Kahle et al 2003Kahle et al , 2004Kahle et al , 2005. Mutazioni di questo enzima sono alla base di forme sindromiche caratterizzate da ipertensione ed iperkaliemia.