1、第二节 钾代谢紊乱,西藏大学医学院机能学教研室,病史：某男，41岁，呕吐4天， 不能进食食物和水。既往史：胃溃疡，服用抗酸药治疗。查体：重病容。血压100/60mmHg 心率90 /min 皮肤干燥、弹性差， 腱反射减弱。,Case study,化验：血Na+145mmol/L Cl-92mmol/L K+2.6mmol/L HCO3-34mmol/L ECG:T波低平，ST段降低 抽出3升胃内容物,一、钾正常代谢,1. 摄入(intake) 食物（50120mmol/d）,2. 吸收(absorption) 肠道吸收90%,(一）钾的体内分布,3. 分布 98% 细胞内(ICF) 2% 细胞
2、外(ECF) serum K+ 3.55.5mmol/L（下图）,4. 排泄 肾（urine 80%90） 肠 (feces 10) 皮肤 (sweat),体钾,多摄多排 少摄少排 不摄也排,ECF,血钾 3.5-5.5 mmol/L,钾140- 160mmol/L,K+,90%,ICF,1.4%,骨钾7.6,跨细胞液钾1,钾的正常代谢,（二）体内钾平衡的调节,1.细胞内外液间钾移动泵-漏机制(pump-leak mechanism),2.肾排钾的能力,3.结肠的泌钾功能、皮肤排钾,1、钾的跨细胞转移通过钾的跨细胞转移可以迅速、准确地维持细胞外液的钾浓度。调节钾跨细胞转移的机制被称为泵-漏机制
3、（pump-leak mechanism）泵：指钠-钾泵，即Na+-K+-ATP酶，使K+泵入细胞内； 漏：指钾离子顺浓度差通过各种钾离子通道转移到细胞外。 漏出量 1、细胞内外的浓度差2、 K+通道的开放程度,影响钾在细胞内外转移的因素,1、胰岛素（增强Na+-K+泵，促进细胞摄钾） 2、儿茶酚胺（受体“+”；受体作用相反） 3、细胞外液K+（ Na+-K+泵活性升高） 4、酸碱平衡状态（酸中毒促进钾离子移出细 胞，碱中毒相反） 5、细胞外液渗透压 （急性升高促进钾离子 自细胞内移出） 6、剧烈运动 （反复的肌肉收缩使细胞内钾外移，一般为轻度的升高血钾）,7、机体总钾量 （总钾量不足时，细胞
4、外液浓度降低程度比例大于细胞内液，但是从绝对量上，细胞内钾丢失大于细胞外钾的丢失，从相对量上看，细胞外液钾浓度下降更显著。）,2、肾脏排钾及其机制,肾脏排钾的过程100 肾小球滤过90-95% 近端小管重吸收远端小管对钾排泄的调节,远端小管对钾排泄的调节,影响主细胞泌钾的三个调节1、基底膜的Na+-K+泵活性2、管腔膜对K+的通透性3、从血液到小管腔钾的电化学梯度集合管闰细胞重吸收钾通过H+泵 、或质子泵（H+-K+-ATP酶）,Na+,K+,Na+,K+,小管液,主 细 胞,血液,H+,K+,K+,小管液,闰 细 胞,血液,影响远端小管排钾的因素,（1） 醛固酮；促进排钾功效，增强泵-漏机制
5、 （2）细胞外液K+浓度升高；增强泵-漏机制减少闰细胞的重吸收醛固酮分泌增加（3）远曲小管中尿液流速加快；使远曲小管细胞管腔面K+浓度差增大，促进K+的分泌（4）酸碱平衡状态；H+抑制泵-漏机制,3、结肠及皮肤的排钾功能,在肾功能衰竭时，结肠成为排钾的重要途径（34） 大量出汗经皮肤失钾（少见）,(三) 钾的生理功能,1.维持新陈代谢，参与糖原和蛋白质的合成；,2.参与渗透压和酸碱平衡的调节；,3 维持细胞膜静息电位和神经肌肉和心肌的正常兴奋性。,二、钾代谢障碍,血清钾浓度的正常范围：3.5mmol5.5mmol/L 低钾血症和高钾血症,低钾危险，高钾致命！ 一、低钾血症（Hypokalemi
6、a) 定义：血清钾浓度低于3.5 mmol/L。缺钾：体内钾缺失（一）原因和机制（causes and mechanism） 1.钾摄入不足,2.钾丢失过多 （1）经胃肠道失钾 频繁严重呕吐、腹泻，胃肠吸引及肠瘘等； 滥用灌肠剂或缓泻剂； 体液的丧失，引起醛固酮的分泌；,消化液丢失,消化液富含钾,细胞外液减少，醛固酮增多,（2） 经肾失钾,长期使用排钾利尿药、渗透性利尿；如速尿、噻嗪类； 盐皮质激素过多； Cushing综合征 肾脏疾病； 急性肾衰多尿期肾盂肾炎等； 肾小管酸中毒； 型（远端：H+泵异常，导致H+分泌和K+吸收障碍。）型（近端：近曲小管吸收K+受阻） 镁缺乏；影响钠泵，可导致细
7、胞内缺钾，钾吸收减少,（3）经皮肤失钾,汗液含钾量少，一般不引起低钾血症，仅在高温或高体力劳动下强劳动，又未补钾理论上可能引起低钾血症。,体钾,ECF,血钾 3.5-5.5 mmol/L,钾140- 160mmol/L,K+,90%,ICF,1.4%,骨钾7.6,跨细胞液钾1,3.钾进入细胞内过多 （1）低钾血症型周期性麻痹。 （2）过量使用胰岛素 （3）急性碱中毒 （4）钡中毒、粗制棉籽油（棉酚）中毒 （5）舒喘灵钡能特异性阻断钾从细胞内流出之孔道，抑制钾外流。,cell,钾进入细胞,cell,碱中毒,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,cell,阻断钾通道,钡中毒,（二）对机体的影响
8、,1.对神经-肌肉组织的影响 （1）主要以骨骼肌和平滑肌为主，常见下肢肌肉。肌肉组织兴奋性降低，肌肉松弛或弛缓性麻痹。血清钾浓度为2.53.0mmol/L 时：四肢软弱无力血清钾浓度2.5mmol/L时：软瘫、严重者呼吸肌麻痹,生理复习,静息时离子跨膜扩散的形成依赖于：1、细胞膜内外的通透性静息时K+通道开放多，Na+通道开放少。细胞内的静息电位在-90mv左右。胞内处于内负外正。2、细胞膜内外的电位变化 电位变化越大，离子通道开放的越多。,血K+,机制,超极化阻滞 (hyperpolarized blocking),因静息电位与阈电位距离增大 而使神经肌肉兴奋性降低的现象。,K+e,K+i/
9、K+e,静息电位,静息电位与阈电位间的差距,超极化阻滞,兴奋性,肌无力、麻痹,急性低钾血症,胞内钾缓慢入胞外,K+i/K+e变化不大,静息电位正常,兴奋性不变,慢性低钾血症,表现 (manifestations),CNS：萎靡、倦怠、嗜睡,骨骼肌：四肢无力软瘫，呼吸肌麻痹,胃肠道平滑肌：食欲不振、腹胀、 麻痹性肠梗阻,2.对心脏的影响 (effects on the heart),心肌：心肌四性、心电图,血K+,膜对K+通透性,K+外流,静息电位负值, 0期Na+内流, 0期除极化,4期自动去极化, 2期Ca2+ 内流抑制,兴奋-收缩耦联,急性低钾血症对心肌电生理特性的影响,2.对心脏的影响：
10、心律失常 （1）对心肌兴奋性的影响。,急性低钾血症,心肌细胞膜钾通透性,钾外流,Em负值,Em-Et差值,兴奋所需的阈刺激,兴奋性,（2）对心肌传导性的影响,低血钾,Em负值变小,期除极速度减慢,传导性降低,期除极幅度降低,（3）对心肌自律性的影响,低钾,心肌细胞膜钾通透性,舒张中期钾外流减慢,钠内流相对加速,4期自动除极化加速,自律性提高,低钾血症对心脏的危害,心律失常 对洋地黄毒性的敏感性增加,低钾心电图的改变,+30,0,-30,-60,-90,0,1,2,3,4,P,Q,R,S,T,P波： 增宽； QRS波： 增宽，幅小； ST段： 压低，缩短； T波： 增宽，低平； U波： 明显增高
11、。,（3）对肾功能的影响,（4）对酸碱平衡的影响,K+,反常性酸性尿,（三）防治原则,1.治疗原发病，恢复饮食和肾功能。2.补钾 首选口服补钾3.积极治疗并发症。,原则是：,1）见尿补钾：尿量30ml/小时,2）途径：最好口服，如不能口服或遇紧急情况则静滴，且必须尿量500ml,3）剂型：低钾血症均可用KCl，如低钾血症伴酸中毒则可用KHCO3，补钾纠酸,4）剂量：视缺钾程度而定，应定时测血钾浓度，在心电监护下进行。,5）滴速：钾浓度在2040mmol/L为宜，滴速控制在1020mmol/小时,6）补钾勿操之过急，补入的钾进入细胞内达到分布平衡，有时需4-6日，严重慢性缺钾患者有时需补钾10
12、15日以上。,二、高钾血症,定义：血浆钾浓度高于5.5mmol/L。（一）原因和机制 1.钾排出减少：主要是肾脏 （1）急性肾衰少尿期、慢性肾衰晚期， GFR （2）盐皮质激素缺乏:（Addison病） （3）长期用潴钾类利尿剂（安体舒通）。抗醛固酮利尿剂,2.细胞内钾转移到细胞外,（1）急性酸中毒,（2）缺氧,缺氧,ATP,细胞膜钠泵障碍,K+进入细胞,高钾,细胞内钾释放入血,酸中毒细胞坏死,（3）组织分解，如溶血、挤压综合症。 （4）高钾血症型周期性麻痹，遗传性疾病 （5）糖尿病，胰岛素不足、酮症酸中毒 （6）药物的使用， 受体阻断剂、洋地黄中毒，阻碍钠钾泵 3.假性高钾血症 4.钾摄入过
13、多,cell,ECF,ICF,血钾,消化道,（二）对机体的影响 1.对肌肉组织的影响 （1）急性高钾血症,轻度高钾,K+e-K+i差变小,+外流,Em,神经肌肉兴奋性,手足感觉异常、疼痛、膝健反射亢进、轻度肌肉震颤,除极化阻滞 (depolarized blocking),静息电位等于或低于阈电 位使细胞兴奋性降低的现象。,严重高钾,Em显著,钠通道失活,神经肌肉兴奋性反而降低,肌肉无力、膝键反射减弱，甚至出现呼吸肌麻痹,（2）慢性高钾血症,K+i也升高,K+iK+e变化不明显,兴奋性无明显改变,血K+,细胞内外K+差,静息电位,与阈电位距离,兴奋性, 低于阈电位, 兴奋性,0期Na+内流,0
14、期除极化,传导性,膜对K+通 透性, 4期K+外流, 自动除极化, 自律性,2期复极Ca2+内流,收缩性,2.对心脏的影响主要危害：引起室颤和心跳停止。 （1）对心肌兴奋性的影响轻度（5.5-7.0）：血钾迅速轻度升高，心肌兴奋性升高；严重(7.0-9.0)： 血钾迅速显著升高，心肌兴奋性降低或消失。心电图：T波狭窄高耸（复极化3期加速），QT间期缩短。,（2）对心肌传导性的影响,高钾,静息电位负值,期除极幅度小、速度慢,传导性,心电图：P波低、增宽或消失，PR间期延长， R波降低，QRS波增宽。,（3）对心肌自律性的影响,高钾,Em负值,心肌细胞膜对钾的通透性,钾外流加速,Na+内流相对减慢
15、,期快反应细胞自动除极,自律性,3.高钾血症对酸碱平衡的影响：代谢性酸中毒 反常性碱性尿,高钾血症引起酸中毒时，由于肾小管排H+减少，尿液呈碱性，称为反常性碱性尿。,K+,K+,H+,H+,反常性碱性尿,高钾心电图特征：,(1) 波高尖：3相钾外向电流加速所致，在早期即可出现 (2) P波和QRS波幅降低，间期增宽，S波加深：传导性下降所致 (3) 多种类型的心律失常：自律性窦性心动过缓，传导性各种类型的传导阻滞：房室、房内、室内传导阻滞等，折返激动室颤，心室停搏于舒张期,10,9,8,7,5,3.5,3.0,2.5,血钾浓度 (mmol/L),normal,高钾血症,（三）防治原则,1.防治原发病 2.降低血钾 （1）注射葡萄糖和胰岛素 （2）应用碳酸氢钠（3）使钾排出体外阳离子交换树脂、腹膜透析、血液透析 3.拮抗钾的毒性：钙剂、钠盐,提高PH,拮抗K,
