鉀代謝與失衡新

1、,,董義光 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University,鉀代謝與失衡,鉀的代謝紊亂在水鹽代謝失衡中較常見(jiàn)，嚴(yán)重紊亂可危機(jī)生命,鉀的正常代謝鉀的生理作用低鉀血癥,一、鉀的正常代謝 （一）鉀在體內(nèi)的含量和分布 1.

2、鉀是體內(nèi)重要的陽(yáng)離子之一，為一價(jià)元素。原子量為39.1。正常人 血清鉀為3.5～5.5mmol/L。成人每日需要鉀量是0.4mmol/Kg，即3～4克（75～100mmol/L）。 2.全身鉀98%分布在細(xì)胞內(nèi)，2%在細(xì)胞外。細(xì)胞中的鉀，肌肉占70%，皮下占10%，其余在腦脊液和內(nèi)臟中。 3.細(xì)胞內(nèi)的正離子主要是K+（平均155mmol/L）,Na+很少（僅7個(gè)mmol/L），負(fù)離子主要是磷酸鹽，硫

3、酸鹽，蛋白等有機(jī)負(fù)離子。 4.細(xì)胞外的正離子主要是Na+（142mmol/L），鉀很少（僅5mmol/L），負(fù)離子主要是CL-（103mmol/L）.,鉀在體內(nèi)的含量與分布,,,,細(xì)胞外液K+2%正離子 Na+ 142mmol/L K+ 5mmol/L負(fù)離子 Cl- 104mmol/L,血鉀3.5-5.5mmol/L,正離子 K+ 155mmol/L,細(xì)胞內(nèi)鉀98%,,Na+ 7mmo

4、l/L負(fù)離子 磷酸鹽 硫酸鹽 蛋白,,,肌肉70%皮下10%余下腦脊液和內(nèi)臟,每日需要鉀0.4mmol/Kg即3～4克（75～100mmol/L）,（二）Na+-K+ ATP酶（Na+泵） 1.細(xì)胞內(nèi)外鉀鈉濃度差別如此之大，主要依靠Na+-K+ ATP酶不斷將K+泵入細(xì)胞內(nèi)，將Na+泵到細(xì)胞外來(lái)維持，而K+由細(xì)胞內(nèi)依靠濃度差滲漏到細(xì)胞外，而Na+由細(xì)胞外滲

5、漏到細(xì)胞內(nèi)，以保持動(dòng)態(tài)平衡。 2. Na+-K+ ATP酶實(shí)際上是鑲嵌在細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層中間，具有ATP酶活性的蛋白質(zhì)，由兩個(gè)亞單位組成，其中一個(gè)較小的亞單位是一種糖蛋白，含有一個(gè)在ATP酶水解過(guò)程中可依次被磷酸化或脫磷酸化的位點(diǎn)。 3.當(dāng)鈉泵糖蛋白處于磷酸化狀態(tài)時(shí)，其上的離子結(jié)合點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外，同時(shí)對(duì)Na+的親合力下降，對(duì)K+的親合力增加，使Na+離解而K+結(jié)合。當(dāng)糖蛋白處于脫磷酸化時(shí)，離子結(jié)合膜位位點(diǎn)轉(zhuǎn)入膜內(nèi)

6、，對(duì)K+的親合力下降，對(duì)Na+的親合力增加，結(jié)果K+離解，Na+結(jié)合,完成Na+-K+雙向主動(dòng)轉(zhuǎn)移。,鈉-鉀泵在維持細(xì)胞內(nèi)外鈉鉀離子濃度的作用,4.當(dāng)細(xì)胞外K+增高或細(xì)胞內(nèi)Na+增高時(shí)，就會(huì)激活細(xì)胞膜上的Na+-K+ ATP酶，消耗1分子ATP，可使3個(gè)Na+排出和2個(gè)K+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),（三）鉀的攝入與排出 1.鉀的攝入,1）. 主要由飲食從胃腸道攝取 肉類 水果含鉀豐富,注：每100g食物的含鉀量（mg）,2）吸收

7、入血的鉀80%進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，但血鉀進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度較慢，約需要15小時(shí)才能達(dá)到細(xì)胞內(nèi)外的平衡。因此從靜脈大量快速輸入離子鉀可造成高血鉀而致死。,2.鉀的排出,主要從腎臟排出，其次糞便，少量由汗液排出腎調(diào)控K+主要通過(guò)重吸收和分泌來(lái)完成。正常人腎小球?yàn)V出的鉀幾乎全部再吸收，其65%在近曲小管主動(dòng)吸收，27%在Henle袢吸收，只有8%在遠(yuǎn)端腎小管吸收。2)腎小管濾出的K+雖可完全被吸收，但K+在遠(yuǎn)曲小管和集合管又能主動(dòng)分泌。 當(dāng)Na

8、+自腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移到間質(zhì)時(shí)，則K+從間質(zhì)液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與Na+交換，這一過(guò)程是通過(guò)Na+-K+ ATP酶進(jìn)行的。當(dāng)K+進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)，由于其濃度比腎小管腔K+濃度高，K+可通過(guò)擴(kuò)散滲漏到腎小管腔中，由尿排出。,,,腎小管腔,上皮細(xì)胞,組織間液,,,,,Na(40),,,Na(25),,,Na(140),K(100),,K(10),,K(4.5),+,-,-,+,20mV,70mV,+,,,50mv,-,遠(yuǎn)端腎小管泌鉀示意圖,3

9、）影響腎臟遠(yuǎn)曲小管及集合管分泌鉀的因素 a.攝入鉀量的多少。攝入過(guò)多，間質(zhì)液中K+增高，可以激活Na+-K+ ATP酶，K+進(jìn)入遠(yuǎn)曲小管集合管細(xì)胞內(nèi)的K+增多，與腎小管管腔中的K+梯度增大，故分泌到腎小管管腔中的K+增多。 b.與遠(yuǎn)曲小管和集合管細(xì)胞內(nèi)的H+濃度有關(guān)，因K+、H+和Na+交換時(shí)有競(jìng)爭(zhēng)作用，若H+多，Na+與H+交換增多，Na+K+交換減少，K+排出減少。 c.與Na+重吸收有關(guān)，當(dāng)腎小球?yàn)V過(guò)率明顯

10、下降時(shí)，Na+在近曲小管幾乎完全吸收。到達(dá)遠(yuǎn)端的Na+已很少，Na+、K+無(wú)法交換，K+排出減少。 d.洋地黃能抑制Na+-K+ ATP酶使K+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)減少。 e.兒茶酚胺可促使Na+-K+ ATP酶活性，使K+進(jìn)入細(xì)胞增多。 f.阻滯α受體興奮β2受體可使Na+-K+ ATP酶活性增加。,g.胰島素可促使Na+-K+ ATP酶活性增加。h.凡能影響ATP酶生成的因素，如缺氧、CO中毒、氧化磷酸化障礙都會(huì)影

11、響鉀進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。i.醛固酮可增加集合管上皮細(xì)胞Na+、K+通道開放數(shù)目，另一方面還可使集合管上皮細(xì)胞基底部Na+-K+ ATP酶活性增加，結(jié)果Na+從集合管進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)細(xì)胞基底膜Na+-K+ ATP酶活性增加將Na+泵入間質(zhì)液進(jìn)入循環(huán)，而將間質(zhì)液中的K+泵入細(xì)胞內(nèi)，再排到腎小管腔由尿排出（由于Na+從腎小管腔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)，管腔內(nèi)負(fù)離子增大，有利于K+由細(xì)胞內(nèi)滲漏到腎小管腔）。,鉀的正常代謝鉀的生理作用低鉀血癥,二、鉀的生理作

12、用,參與細(xì)胞代謝酸堿平衡及滲透壓 1. 對(duì)細(xì)胞內(nèi)滲透壓的作用 2. 酸中毒時(shí)鉀離子的作用 3. 堿中毒時(shí)鉀離子的作用保持神經(jīng)、肌肉的應(yīng)激性,（一）參與細(xì)胞代謝 細(xì)胞內(nèi)多種酶的活動(dòng)必須有K+的參與，酶合成一克糖原約需K+0.15mmol，合成1克蛋白質(zhì)需K+0.45mmol，組織修復(fù)時(shí)也需K+參與.（二）滲透壓和酸堿平衡

13、 1.鉀大部分存在于細(xì)胞內(nèi)，多與糖原、蛋白、磷酸根相結(jié)合，只有小部分呈游離狀態(tài)。雖然對(duì)細(xì)胞內(nèi)的晶體滲透壓有一定影響，但遠(yuǎn)不如Na+在細(xì)胞外對(duì)滲透壓的影響。 2.酸中毒時(shí)，細(xì)胞外H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),但細(xì)胞外Cl-進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)很少，細(xì)胞內(nèi)K+轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外以達(dá)到電位的平衡。因此pH每下降0.1，血漿K+濃度升高0.1-0.17mmol/L，故缺鉀合并酸中毒時(shí)，血漿鉀可正?；蚱?。 3.代謝性堿中毒，H+轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外

14、，而細(xì)胞外K+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，但血漿K+濃度變化不大，因堿中毒時(shí)細(xì)胞內(nèi)H+穿膜作用比酸中毒小，但嚴(yán)重嘔吐所致代謝性堿中毒可引起低鉀。呼吸性酸堿中毒，血鉀變化不大。,（三）保持神經(jīng)、肌肉應(yīng)激性 一切有生命的細(xì)胞或組織有一個(gè)共同特性是對(duì)外界的刺激起反應(yīng)，稱為興奮性。這一特性在神經(jīng)、肌肉和腺細(xì)胞表現(xiàn)特別明顯。而這種特性有賴于K+的作用。 這種興奮性的共同特點(diǎn)是在細(xì)胞膜上存在有靜息電位。這種靜息電位是指神經(jīng)、肌肉、腺細(xì)

15、胞在未受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜的內(nèi)外保持有一定的電位差，也稱極化狀態(tài)。哺乳動(dòng)物的肌肉和神經(jīng)細(xì)胞的電位差為-70～-90mV，當(dāng)<-70mV時(shí)，便能激活細(xì)胞膜上Na+-K+ ATP酶產(chǎn)生動(dòng)作電位。,極化細(xì)胞與極化細(xì)胞膜,,,+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +,+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

16、 + + + + +,+ + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -,--------,+ + +

17、 + + + + + + + +,--------,1.以心肌細(xì)胞為例 1）安靜狀態(tài)下，K+通透性較大，可從高濃度的膜內(nèi)向低濃度的膜外擴(kuò)散，而膜內(nèi)的負(fù)離子不能透過(guò)，故膜外有較多正離子K+而荷正電，膜內(nèi)留下負(fù)離子荷負(fù)電。就形成膜內(nèi)外的電位差，稱靜息電位，也叫極化狀態(tài)。目前已知心肌細(xì)胞極化狀態(tài)電位差為-90mV。 2）興奮刺激 當(dāng)心肌細(xì)胞被刺激時(shí)，極化狀態(tài)破壞。細(xì)胞膜對(duì)離子通透性發(fā)生改變，K+通透性下降，Na+通透

18、性增加,激活細(xì)胞膜上Na+-K+ ATP酶發(fā)生構(gòu)型變化，Na+進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)荷正電，膜外留下Cl-離子荷負(fù)電，這就產(chǎn)生動(dòng)作電位。（產(chǎn)生電穴和電原）,心肌細(xì)胞電位與離子轉(zhuǎn)運(yùn),動(dòng)作電位可分為5個(gè)位相 0位相：除極期，大量Na+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。 1位相：快速?gòu)?fù)極初期，Na+通道關(guān)閉,少量Cl-內(nèi)流。 2位相：緩慢復(fù)極相，又稱平臺(tái)期，Ca++緩慢持續(xù)內(nèi)流 （靜息期Ca++不能透過(guò)細(xì)胞膜，

19、當(dāng)膜除極到一定 水平，膜上Ca++通道相關(guān)蛋白被激活，構(gòu)型變 化，Ca++通道開放）。又稱緩慢通道。相當(dāng)心 電圖S-T段。 3位相：快速?gòu)?fù)極末期，此時(shí)膜對(duì)K+的通透性又增強(qiáng)且 因Na+、Ca++內(nèi)流，膜內(nèi)正電位叫“正”，因此K+迅 速外流，膜內(nèi)電位較快下降，回到外正內(nèi)負(fù)的

20、 靜息電位，相當(dāng)心電圖的T波。 0～3期合稱為動(dòng)作電位期，相當(dāng)于心電圖Q-T間期。 4位相：為靜息期或舒張期,葡萄糖刺激的胰島素分泌,鉀的正常代謝鉀的生理作用低鉀血癥,低鉀血癥診斷： 通常當(dāng)血清K+＜3.5mmol/L稱低血鉀,三、低鉀血癥,（一）病因：1.攝入不足2.丟失過(guò)多 a. 胃腸道丟失： ---特點(diǎn):24h尿鉀＜20mmol b.腎臟丟鉀: --

21、-特點(diǎn)：24h尿鉀＞20mmol 血鉀＜3.5mmol/L 尿鉀＞ 35mmol/d 血鉀＜3.0mmol/L 尿鉀＞ 30mmol/d c.大量出汗、大面積燒傷3.鉀轉(zhuǎn)移,（二）臨床表現(xiàn) 1.循環(huán)表現(xiàn)：心律失常，容易發(fā)生各種類型的心律紊，早搏、陣發(fā)心動(dòng)過(guò)速、心室撲動(dòng)或室顫。心電圖是u波，Tu融合，T波倒置，ST段下移。 2.神經(jīng)肌肉系統(tǒng)：肌無(wú)力、肌麻痹、軟

22、癱、腹脹、便秘、腸麻痹、尿潴留（K+是一些ATP酶的激活劑。與三羧酸循環(huán)正常進(jìn)行及乙酰膽堿合成有關(guān)。缺鉀則乙酰膽堿合成減少，發(fā)生神經(jīng)肌肉傳導(dǎo)障礙，產(chǎn)生肌無(wú)力）。 周麻可能與細(xì)胞膜功能異常有關(guān)，發(fā)作時(shí)細(xì)胞膜的Na+-K+ ATP酶興奮增加，大量K+移入細(xì)胞內(nèi)引起細(xì)胞膜的去極化和對(duì)電刺激無(wú)反應(yīng)導(dǎo)致發(fā)作癱瘓。 鋇中毒時(shí)，鋇劑可阻滯細(xì)胞膜上的K+通道使K+不能外移，但Na+-K+ ATP酶可使K+

23、泵入細(xì)胞內(nèi)引起低血鉀。,3.泌尿系統(tǒng) 可發(fā)生腎小管空泡變性，引起濃縮功能障礙，發(fā)生多尿、夜尿多、低比重尿。4.對(duì)酸堿平衡影響 嚴(yán)重低鉀時(shí)，細(xì)胞內(nèi)液的K+與細(xì)胞外液的H+交換增加，H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)增加，形成細(xì)胞內(nèi)酸中毒，而細(xì)胞外H+減少，形成堿中毒。此時(shí)由于腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)K+減少，K+與腎小管腔中Na+交換減少，而H+與Na+交換增多，所以低鉀堿中毒時(shí)，尿呈酸性。,低鉀診斷的思路 1.注意是持續(xù)低鉀還是

24、發(fā)作性低鉀。 2.持續(xù)低鉀的原因是攝入不足還是丟失過(guò)多。 3.若無(wú)攝入不足則應(yīng)鑒別是胃腸道丟鉀或是腎丟鉀。 4.若為腎丟鉀則注意是否伴高血壓。 5.有高血壓者注意是高腎素性、低腎素性、正常腎素性。 6.無(wú)高血壓者注意有無(wú)酸中毒。,腎臟丟鉀可分為:血壓正常伴低血鉀高血壓伴低血鉀 高血壓高腎素伴低血鉀 高血壓低腎素伴低血鉀 高血壓正常腎素伴低血鉀,低鉀血癥,低鉀血癥診斷思路,發(fā)作性

25、,胰島素過(guò)多甲亢周期性麻痹堿中毒鋇中毒細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)速,持續(xù)性,攝入不足,丟失過(guò)多,鉀轉(zhuǎn)移,多汗、燒傷,胃腸道丟失,嘔吐腹瀉腸瘺膽瘺胃腸減壓,腎臟丟失,伴高血壓,不伴高血壓,酸中毒,堿中毒,腎小管酸中毒Fonconi綜合癥糖尿病酮癥酸中毒,利尿劑Batter低鎂血癥棉酸中毒,高腎素活性,正常腎素活性,低腎素活性,惡性高血壓腎動(dòng)脈狹窄腎素瘤腎實(shí)質(zhì)病變,原醛Liddle17α羥化 酶缺乏,Cushing

26、異位ACTH綜合癥甘草制劑,皮膚粘膜丟失,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,低鉀血癥治療,方式： 口服→靜脈滴注,原則：四不宜—過(guò)多 (< 40-120mmol/D ) 過(guò)快 (< 10-20mmol/h ) 過(guò)濃 (< 40 mmol/L )

27、 過(guò)早 (見(jiàn)尿給鉀 ) 補(bǔ)血清鉀易，補(bǔ)細(xì)胞內(nèi)鉀難,低鉀多伴有低鎂，應(yīng)同時(shí)補(bǔ)鎂,低鉀血癥治療,,治療原發(fā)病，切斷病因,補(bǔ)鉀,補(bǔ)鉀注意事項(xiàng)：鉀低時(shí)，易發(fā)生洋地黃中毒無(wú)尿不補(bǔ)鉀，除非血清鉀非常低，一日無(wú)尿，血清鉀可升高0.3mmol/L常用的鉀鹽含鉀量 每g含鉀量（mmol) 氯化鉀 13 枸櫞酸鉀 8 醋酸鉀

28、 6 谷氨酸鉀 5.5,4. 補(bǔ)鉀不能操之過(guò)急5. 低鉀常伴低鎂，注意及時(shí)補(bǔ)鎂6. 常規(guī)補(bǔ)鉀應(yīng)用氯化鉀1.5g,溶于500ml生理鹽水中靜滴。 若補(bǔ)鉀量大又不能大量補(bǔ)液時(shí)，可同時(shí)加用31.9谷氨酸鉀10～20ml于同一輸液瓶中靜脈滴入7. 靜脈補(bǔ)鉀不能用葡萄糖液8. 缺鉀量的估計(jì):一般血清鉀低于3.5mmol/L時(shí)，體內(nèi)缺鉀約300～400mmol，若血清鉀低于2