Perché il potassio è così importante? Un nuovo modello matematico ci spiega come funziona

Il potassio è un minerale fondamentale per il nostro organismo, poiché supporta il muscolo cardiaco a funzionare correttamente e coadiuva la trasmissione dei segnali elettrici all'interno delle cellule stesse. Ma ha un funzionamento così complesso che ha richiesto l'intervento di un modello matematico.

L'importanza del potassio è anche data dal fatto che è un macroelemento, cioè uno di quei minerali presenti nell'organismo in quantità elevate e che, per nostra fortuna, è possibile trovare abbondantemente in alimenti come banane e verdure a foglia verde.

Questa sua grande presenza ha però una diretta conseguenza: avere livelli di potassio troppo alti o troppo bassi può essere fatale. Per questo motivo è di fondamentale importanza riuscire a capire i particolari meccanismi che ne governano concentrazione e diffusione.

Ora, i ricercatori dell'Università di Waterloo, grazie all'utilizzo di dati biologici esistenti, sono riusciti a creare un modello matematico che simula il modo in cui il corpo di una persona media regola il potassio, sia nei periodi di deplezione che durante la sua normale assunzione.

I nostri corpi, grazie ad un processo noto come "mantenimento dell'omeostasi del potassio", immagazzinano, distribuiscono e smaltiscono costantemente il minerale assunto nella dieta, così da mantenerne livelli sani nell'organismo.

Comprendere questo meccanismo è quindi essenziale per aiutare a diagnosticare precocemente, ed in maniera precisa, l'origine di un problema legato alla concentrazione di potassio nel corpo, ad esempio quando una malattia renale o i farmaci portano ad un suo squilibrio.

La dott.ssa Melissa M. Stadt, autrice principale dello studio, ha affermato: "Sappiamo bene come troppo potassio nel corpo, o iperkaliemia, possa essere pericoloso quanto l'ipokaliemia, una sua carenza. Tale squilibrio può portare a conseguenze pericolose e potenzialmente fatali".

Da ciò l'importanza della creazione di un modello matematico da poter essere impiegato per una sperimentazione su diversi pazienti virtuali, consentendo ai ricercatori di generare dozzine di test e quindi prevedere quali potrebbero soffrire di iper/ipokaliemia sulla base di diversi controlli.

Lo studio, pubblicato sulle pagine di PLOS Computational Biology, mostra come gli scienziati siano partiti dall'ipotesi che i muscoli scheletrici, responsabili della maggior parte dell'immagazzinamento di potassio nel corpo, possano segnalare direttamente ai reni quando espellere o richiamare tale minerale.

Dai dati è emerso che il loro modello matematico è stato in grado di verificare questo meccanismo di "cross talk muscolo-rene", mostrando in modo molto accurato i dati biologici esistenti che riguardavano l'omeostasi del potassio, suggerendo inoltre che potrebbe essere un ingranaggio essenziale nella sua regolazione.

Rimanendo in tema, tempo fa vi abbiamo parlato di una ricerca tedesca che aveva svelato il funzionamento del canale potassio nelle cellule.