钾代谢及钾代谢障碍

低钾血症
【 Causes and mechanism 】 Imbalance of Intra- and Extra-body of Potassium 体内外钾失衡 Imbalance of Intra- and Extra-cellular Potassium 细胞内外钾失衡
低钾血症
Imbalance of Intra- and Extra-body of Potassium 1．钾摄入不足（Decreased K+ intake） ．钾摄入不足（ intake） 钾来源减少 不吃也排
钾平衡及钾代谢障碍 (Potassium homeostasis and its disorders )
Pathophysiology Department
Medical College
of Nanchang University
钾代谢紊乱
钾在体内的含量与分布
1.4%
ECF （4.2mmol/L）
Bone K+ 7.6%
90%
ICF（140－160mmol／L）
Distribution of potassium
为什么细胞内外钾离子浓度相差甚远？ 为什么细胞内外钾离子浓度相差甚远？
钾的跨细胞转移调节
细胞内液[ 细胞内液[K+] Na+ - K+泵（泵） K+ 细胞外液[K 细胞外液[K+] 3.5~5.5mmol/L Na+ K+ 140－160mmo1／ 140－160mmo1／L K+ Na+ K+
呕吐、胃肠引流、 呕吐、胃肠引流、腹泻 大量K 大量K+丢失 血容量↓ 血容量↓ 继发性Ald↑ 继发性Ald↑ 机体血[ 机体血[K+]↓ 肾排K 肾排K+↑
消化道丢K+是婴幼儿引起低钾血症的最常见的病因。
低钾血症
低钾血症
（2）经肾丢钾（Excessive renal losses） ）经肾丢钾（Excessive losses）
Hypokalemia
见于:神经性厌食、消化道梗阻、Байду номын сангаас迷、手术后较长时 神经性厌食、消化道梗阻、昏迷、 间禁食的患者、某些肿瘤患者化疗后食欲减退者 间禁食的患者、
低钾血症
2.失钾过多 （Increased K+ excretion) 2.失钾过多 （1）经胃、肠道失钾（Gastrointestinal losses） ）经胃、肠道失钾（Gastrointestinal losses）
利尿剂的使用不当
近曲小管对Na+重吸收↓ 近曲小管对Na+重吸收↓ 重吸收
▲速尿 ▲乙酰唑胺 ▲氯噻嗪
远曲小管Na+远曲小管Na+-K+ ↑
远端小管液流速↑ 远端小管液流速↑ 管腔K 管腔K+ ↓ 远曲小管Na 远曲小管Na+-K+ ↑ 肾排K 肾排K+↑ 血[K+]↓
利尿 继发性Ald↑ 继发性Ald↑
【Effects on body 】
1．对神经肌肉的影响（Effects on excitability） ．对神经肌肉的影响（Effects excitability）
兴奋性先↑ 兴奋性先↑后↓
轻度 高钾 ]e[K+]e-[K+]i 差变小 Ｋ+ 外 流↓ Em负值↓ Em负值↓ 负值
手足感觉异常、疼痛、膝反 手足感觉异常、疼痛、 射亢进、 射亢进、肌肉震颤
高钾血症 Hyperkalemia
【Definition】 Definition】
A serum K+ level greater than 5.5mmol／L 5.5mmol／ 血清钾浓度>5.5mmol／ 血清钾浓度>5.5mmol／L
【 Causes and mechanism 】 Imbalance of Intake and Excretion of Potassium
低钾血症
Clinical manifestation
■轻度低钾血症（血清钾<3.0mmol/L） 轻度低钾血症（血清钾<3.0mmol/L）
▲CNS：萎靡、倦怠 CNS：萎靡、 ▲骨骼肌：四肢无力 骨骼肌： ▲胃肠道平滑肌：食欲不振、肠蠕动↓、肠鸣音↓ 胃肠道平滑肌：食欲不振、肠蠕动↓ 肠鸣音↓
■重度低钾血症（血清钾<2.5mmol/L） 重度低钾血症（血清钾<2.5mmol/L）
K+通道（漏） 通道（
K+细胞内外移动的泵一漏机制 （Pump－leak mechanism）
钾代谢紊乱
血钾的来源和去路
体内 体 外
90% 10% 50~120mmol/day
低钾血症
低钾血症 Hypokalemia
【Definition】 Definition】 A decrease in serum K+ levels below 3.5 mmol／L mmol／ 血清钾浓度低于3.5 mmol／ 血清钾浓度低于3.5 mmol／L 缺钾（Potassium deficiency） 缺钾（Potassium deficiency） Deficiency in intracellular 体钾总量缺失/ 体钾总量缺失/细胞内缺钾
Imbalance of Intra- and Extra-cellular Potassium
泵少漏多 （l）酸中毒（Acidosis) 酸中毒（ （2）大量溶血或组织损伤、坏死 大量溶血或组织损伤、 （3）严重组织缺氧 （4）高血糖合并胰岛素不足 （5）高钾血症型周期性麻痹（Hyperkalemia periodic 高钾血症型周期性麻痹（ paralysis） paralysis）
低钾血症
（3）经肾丢钾（Excessive renal losses） ）经肾丢钾（Excessive losses）
盐皮质激素分泌过多 肾小管性酸中毒 近曲小管重吸收HCO 近曲小管重吸收HCO3－、K+障碍→ K+ 、 HCO3－丢失↑ 障碍→ 丢失↑ 远曲小管H 泵障碍→ 远曲小管 +泵障碍→ H+-- Na+ ↓ Na+-- K+↑ 镁缺失
与细胞代谢障碍相关的损害
肾损害（Kidney damage） 肾损害（Kidney damage） 【Structure】 Structure】 ■ 缺钾初期：髓质集合管出现小管上皮细胞肿胀、增 生等。 ■ 长期、严重缺钾：损害可波及各段肾小管，甚至肾 小球。 【Function】 Function】 损伤集合管对ADH反应性↓、升支粗段对NaCl重吸收↓ 损伤集合管对ADH反应性↓、升支粗段对NaCl重吸收↓ 肾脏浓缩功能↓ 肾脏浓缩功能↓ 夜尿 多尿、
低钾血症
Mechanism 急性[K+]外↓ 急性[K 细胞内外[K+]浓度差↑ 细胞内外[K 浓度差↑ 根据Nernst 根据Nernst 方程 静息电位负值↑ 静息电位负值↑ 静息电位与 阈电位差距↑ 阈电位差距↑
超极化阻滞 (hyperpolarized blocking)
兴奋性↓ 兴奋性↓
细胞代谢障碍 酸碱异常
■ 缺钾、低钾血症 缺钾、
与膜电位异常相关的障碍 1、对神经-肌肉的影响 对神经-
神经肌肉兴奋性↓ 神经肌肉兴奋性↓
？
与膜电位相关的几个概念 极化 去极化 超极化 复极化 静息电位时膜两侧保持的内负外正状态 膜内负电位值减少的状态 膜内负电位值增大的状态 细胞先发生去极化， 细胞先发生去极化，然后向安静时膜内电 位所处负值恢复
▲ CNS：嗜睡、昏迷。 CNS：嗜睡、昏迷。 ▲骨骼肌：软瘫肌张力↓、腱反射消失 、肌细胞坏死。 肌细胞坏死。 骨骼肌：软瘫肌张力↓ ▲胃肠道平滑肌：腹胀、麻痹性肠梗阻。 胃肠道平滑肌：腹胀、麻痹性肠梗阻。
▲ 呼吸肌：麻痹 呼吸肌：
低钾血症
2、对心肌的影响 生理特性改变
■ 兴奋性（Excitation） 兴奋性（Excitation）
神经肌肉 兴奋性↑ 兴奋性↑
严重高钾 Em显著↓ Em显著↓ 显著 钠通道失活 AP形成障碍 AP形成障碍 神经肌肉兴奋性反而降低 肌肉无力、膝反射减弱， 肌肉无力、膝反射减弱，甚至出现呼吸肌麻痹
除极化阻滞 (hypopolarized blocking)
2、对心肌的影响 兴奋性
心律失常
]5.5～ [K+]5.5～7.0mmol/L 心肌细胞膜对钾的通透性↑ 心肌细胞膜对钾的通透性↑,但静息期心肌细胞对钾已 处于最大通透状态 高钾 细胞内外浓度差降低 Em-Et间距缩小 Em-Et间距缩小 钾外流减少 兴奋性
心律失常
增强
急性低钾
心肌细胞膜对钾 的通透性降低 Em-Et距离 Em-Et距离
钾外流减少
兴奋性
静息膜电位负值
低钾血症
■ 自律性（Automaticity） 自律性（Automaticity）
增强
急性低钾
心肌细胞膜对钾 通透性↓ 通透性↓
钾外流减少
自律性
4期膜自动除极化
钠内流 相对加速
■ 收缩性（Contraction） 收缩性（Contraction） 心肌细胞膜 对钙通透性↑ 对钙通透性 急性低钾 心肌细胞膜 对钾通透性↓ 对钾通透性↓
低钾血症
Imbalance of Intra- and Extra-cellular Potassium
（Increased movement of potassium into cells） cells） 泵多漏少 （1）碱中毒（Alkalosis） ）碱中毒（Alkalosis） （2）过量胰岛素使用（Administration of glucose with insulin） ）过量胰岛素使用（Administration insulin） （3）β-肾上腺素能受体活性增强 （4）低钾性周期性麻痹（Hypokalemic periodic paralysis） ）低钾性周期性麻痹（Hypokalemic paralysis） （5）毒物中毒（Barium poisoning ） ）毒物中毒（Barium
增强
钙内流加速↑ 钙内流加速
兴奋-收缩耦联 兴奋-收缩耦联↑
收缩性↑ 收缩性
■ 传导性（Conduction） 传导性（Conduction）
减弱
低血钾
Em负值变小 Em负值变小 ０期除极速 度减慢 ０期除极 幅度降低
传导性降低
急性低钾血症对心肌“四性” 急性低钾血症对心肌“四性”影响的机制小 结 膜对钾通 钾外流 血钾↓ 钾外流↓ 静息膜电位↓ 兴奋性↑ 血钾 静息膜电位 兴奋性↑ 透性↓ 透性 0期钠内流 期钠内流↓ 期钠内流 2期钙 期钙 内流↑ 内流↑ 4期自动除极化 期自动除极化↑ 期自动除极化 收缩性↑ 收缩性↑ 0期除极化 期除极化↓ 期除极化 传导性↓ 传导性↓ 自律性↑ 自律性↑
1．摄钾过多（Increased intake of potassium） 摄钾过多（ potassium） 见于: 见于 静脉补钾过多过快 2．排钾减少（Decreased renal excretion of potassium） ．排钾减少（Decreased potassium）
肾小球滤过率减少 远曲小管、 远曲小管、集合管泌钾
低钾血症
【 Effects on body 】 与钾的生理功能密切相关 钾的生理功能密切相关
1 参 与 静 息 电 位 的 形 成 衡 压 平 碱 渗 透 酸 的 的 内 体 胞 机 细 响 持 影 2 维 3 参 与 细 胞 的 新 陈 代 谢
低钾血症
【 Effects on body 】
■ 急性低钾血症 ■ 缺钾 膜电位异常
Em负值减少 Em负值减少
兴奋性 [K+]>7.0mmol/L 血钾过高 快钠通道失活 自律性 4期膜对钾通透性 自动除极
↓
↑→↓ →
Em负值明显减少 Em负值明显减少 兴奋性
Em<Et
钾外流
钠内流相对缓慢
自律性
传导性
↓
Em负值 Em负值 收缩性 血钾增高 收缩性
对酸硷平衡的影响 （Effects on the acid-base balance） acidbalance）
低血钾
血液
碱中毒
小管液
肾小管上皮细胞
K +↓ H+ H+ ↓
K+ H+ H+
Na+ H+ ↑
酸性尿
碱中毒
《反常性酸性尿机制图》 反常性酸性尿机制图》
防治原则
治疗原发病，切断病因 治疗原发病， 补钾 方式： 口服→静脉滴注 静脉滴注， 方式： 口服 静脉滴注，禁止静推 原则：四不宜—过早 (见尿给钾 ) 原则：四不宜 见尿给钾 过多 (40-120mmol/D ) 过快 (10-20mmol/h ) 过浓 (20-40 mmol/L ) 补血钾易， 补血钾易，补细胞内钾难