病理生理学钾代谢紊乱.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,水、电解质代谢紊乱,钾代谢紊乱,Disturbanceofpotassiummetabolism,河北联合大学基础医学院,病理生理学系李宏杰,授课内容,正常钾代谢,钾代谢紊乱,细胞外液中钾离子浓度的异常变化,高钾血症,（,hyperkalemia,）,原因、机制、对机体影响、防治原则,低钾血症,（,hypokalemia,）,原因、机制、对机体影响、防治原则,体钾,130-160g,（,50-55mmol/kg,体重）,ECF,血钾,3.5-5.5,mmol/L,钾140-160,mmol/L,K,+,90%,ICF,1.4%,骨钾7.6,跨细胞液钾1,第一节、钾的正常代谢,一、钾的体内分布,二、钾的生理功能,1.维持新陈代谢,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,神经肌肉及心肌的正常兴奋性,H,+,K,+,Na,+,ATPE,K,+,K,+,通透性,K,+,+,+,+,+,+,+,+,第一节、钾的正常代谢,三、钾的平衡,1.,摄入,(intake),：食物,50-200mmol,2.,吸收,(absorption):,肠道,3.,排泄,(excretion):,最少,10mmol,肾,（,urine 80%,90,）,肠,(feces 10,),皮肤,(sweat 9mmol/L),多吃多排,少吃少排,不吃也排,第一节、钾的正常代谢,四、钾平衡的调节,(,内自稳调节与外自稳调节,),跨细胞转移,肾调节,结肠排钾,泵漏（,pump-leak),机制,主细胞泌钾,闰细胞重吸收钾,1.,影响钾在细胞内外转移的因素,a.,胰岛素：刺激,Na,+,-K,+,-ATP,酶活性，促进细胞摄钾,b.,儿茶酚胺：激活,受体，抑制细胞摄钾,激活,受体，促进细胞摄钾,c.,细胞外液钾浓度：细胞外高钾，促进细胞摄钾,细胞外低钾，钾向细胞外转移,d.,酸碱平衡状态：酸中毒，,H,+,入细胞，,K,+,出细胞,碱中毒，,H,+,出细胞，,K,+,入细胞,1.,影响钾在细胞内外转移的因素,e.,物质代谢状况：合成代谢钾内流，,细胞破坏钾释放,f.,渗透压：细胞外液高渗，钾外流,g.,运动：肌肉收缩钾外流，促进局部血管扩张,h.,机体总钾量：总钾量不足，钾外流,总钾量增高，钾内流,2.,肾对钾排泄的调节,肾小球滤过,近曲小管和髓袢对钾的重吸收,远曲小管和集合管对钾的分泌和重吸收,K+,可自由通过,肾小球滤过膜,定比重吸收,90-95%,根据机体钾的平衡状态,决定分泌或重吸收,保持体钾的平衡,Na,+,K,+,K,+,Na,+,K,+,小管液,主 细 胞,血液,(1),远曲小管和集合管调节钾平衡的机制,a.,远曲小管和集合管的钾分泌机制,基底膜 管腔膜,(1),远曲小管和集合管调节钾平衡的机制,a.,远曲小管和集合管的钾分泌机制,Na,+,K,+,K,+,Na,+,K,+,小管液,主 细 胞,血液,影响主细胞泌钾的因素：,1.,通过影响基底膜面,Na,+,-K,+,-ATP,酶活性,基底膜 管腔膜,2.,通过影响管腔面胞膜对,K,+,的通透性,3.,通过改变从血液到小管液的,K,+,的电化学梯度,(1),远曲小管和集合管调节钾平衡的机制,b.,集合管对钾的重吸收,H,+,K,+,K,+,小管液,闰 细 胞,血液,管腔膜 基底膜,(2).,影响远曲小管和集合管排钾的因素,a.,醛固酮：激活钠钾泵，促进远曲小管保钠排钾,b.,细胞外液的,K,+,浓度,：,远曲小管和集合管泌钾,c.,远端流速和流量：泌钾,e.,酸碱平衡状态：,酸中毒，,H,+,-Na,+,，,K,+,-Na,+,，泌钾,碱中毒，,H,+,-Na,+,，,K,+,-Na,+,，,泌钾,Na,+,K,+,K,+,Na,+,K,+,小管液,主 细 胞,血液,d.,肾小管细胞管腔面跨膜电位,3.,结肠与皮肤的排钾功能,正常时：摄入的钾,10%,由结肠排出,受醛固酮调节,肾衰时：结肠排钾成为重要的途径，,占摄入钾的,34%,汗液：,5-10mmol/L,，,大量出汗可经皮肤丢失钾,一、高钾血症,定义：血,清,钾浓度,高于5.5,mmol/L,。,高血钾高体钾 假性高钾血症,（,一）原因和机制,1.,钾摄入过多：静脉补钾过多过快,2.,肾排钾减少,（1）肾小球滤过率减少：肾衰、失血失液,（2）盐皮质激素缺乏：,Addisions,病，间质肾炎,（3）长期用潴钾类利尿剂：安体舒通，氨苯蝶啶,第二节、钾代谢障碍,低钾危险，高钾致命！,3.,钾转移到细胞外过多,/,进入细胞内减少,（1）急性酸中毒,（2）缺氧,（,3,）糖尿病：,胰岛素缺乏,钠钾泵活性降低,钾内流,糖尿病,高血糖,高渗,钾外流,酮体增多,酮症酸中毒,钾外流,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.,钾转移到细胞外过多,/,进入细胞内减少,（,4,）组织分解：重度溶血，严重创伤,（,5,）高钾血症型周期性麻痹,（,6,）药物：,受体阻滞剂,、,洋地黄类,干扰钠钾泵功能,氯化琥珀胆碱,增加骨骼肌膜对钾的通透性,3.,钾转移到细胞外过多,/,进入细胞内减少,ECF,ICF,血清钾,消化道,静脉补钾,肾,K,+,5.5,mmol/l,1.对神经肌肉组织的影响,（1）急性高钾血症,轻度高钾,K,+,i/K,+,e,变小,+,外流,Em,与,Et,距离,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,（二）对机体的影响,Em,：膜静息电位,Et,：阈电位,Em,负值变小,严重高钾,Em,负值显著,快钠通道失活,去极化阻滞状态,神经肌肉兴奋性降低,肌肉无力、膝键反射减弱，甚至出现呼吸肌麻痹,1.对神经肌肉组织的影响,（1）急性高钾血症,急性高钾血症时，因细胞内外钾离子浓度比值降低，,Em,负值变小，,Em-Et,距离过小，细胞膜快钠通道失活而导致肌细胞兴奋性降低，称为去极化阻滞,K,+,i,也升高,K,+,i,K,+,e,变化不明显,兴奋性无明显改变,1.对神经肌肉组织的影响,（,2,）慢性高钾血症,2.,对心脏的影响,心肌传导性,心肌兴奋性轻度重度,心肌自律性,心肌收缩性,-,引起,室颤,和,心跳停止,（1）对心肌兴奋性的影响,:,轻度重度,轻度高钾,K+i/K+e,变小,+,外流,Em,负值,心肌兴奋性,重度高钾,K,+,i/K,+,e,过小,Em,负值过小,快钠通道失活,心肌兴奋性或消失,（2）对心肌传导性的影响：传导性,高钾,Em,负值,快钠通道失活,吸引,Na+,内流电动势,传导性,0,期除极幅度小、速度慢,（3）对心肌自律性的影响：自律性,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,期快反应细胞自动除极,自律性,（,4,）对心肌收缩的影响：收缩性,高钾,钾与钙发生竞争抑制,钙内流减少,兴奋收缩耦联障碍,收缩性,血,K,+,细胞内外,K,+,比值,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,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,Ca,2+,内流,收缩性,正常心电图的波形及意义,P,波,:,心房的除极波,QRS,波,:,心室的除极波,T,波,:,心室的复极波,PR,间期：房室传导时间,U,波,:,意义和成因不清,浦肯野氏纤维复极,QT,间期,:,心室的动作电位时间,高钾心电图的变化,P,Q,R,S,T,T,波高尖,QRS,增宽,PR,间期延长,房性停搏、室颤,墓志铭,(1)波高尖，,QT,间期缩短：复极化3期钾外流加速，,动作电位时间缩短,所致,(2)传导性各种类型的传导阻滞,房内传导阻滞：,P,波压低、增宽或消失,房室传导阻滞：,P-R,间期延长,室内传导阻滞：,R,波降低；,QRS,波增宽,（,3,）传导阻滞,+,有效不应期缩短,折返激动室颤，心脏停搏于舒张期,高钾心电图的改变及机制,血浆,上皮,管腔,RBC,尿,K,+,K,+,H,+,H,+,K,+,H,+,酸中毒,K,+,H,+,Na,+,Na,+,碱性尿,3,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。,（三）防治原则,1.防治原发病，限制钾的摄入,2.促进钾进入细胞内,（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,4.,拮抗钾的毒性：钙剂、钠盐,HCO,3,-,提高,PH,Na,+,拮抗,K,病例分析,患者，女性，因大面积烧伤和严重呼吸道烧伤入院,体格检查：头面及胸腹部烧伤，面积约占,85%,（,。,烧伤占,60%,），经全面积极处理，病情一直比较稳定。第,28,天发现创面感染，体温,39,，细菌培养阳性（绿脓杆菌,G,-,），血压,70/50mmHg,尿量,400ml/d,pH7.088,，,HCO,3,-,9.8mmol/L,，,PaCO,2,33.4mmHg,血,K,+,6.8mmol/L,，血,Na,+,132mmol/L,，血,Cl,-,102mmol/L,心电图：,P,波和,QRS,波振幅降低，,QRS,波间期增宽，,T,波高尖,虽经积极抢救，病情仍无好转，最终于第,33,天时引发心室纤颤和心脏停搏而死亡,病例分析,思考题：,1.,患者血钾增高的原因是什么？,2.,患者死亡的主要原因是什么？,1.,患者重度烧伤且合并,G-,感染，引起感染性休克并导致急性肾功能衰竭，患者出现少尿，肾脏排钾障碍，是造成血钾升高的主要原因。,患者并发严重代谢性酸中毒，促使钾外流；感染、烧伤引起细胞坏死，释放钾到细胞外；高热引起物质分解增强，促进钾外流。,2.,患者死亡的主要原因是高钾引发的室颤和心搏骤停,二、低钾血症,定义：血清钾浓度低于3.5,mmol/L,低钾血症,缺钾,（,一）原因和机制,1.钾摄入不足：,不能进食、禁食、静脉营养补钾不足,2.钾丢失过多,（1）经胃肠道（,2,）经肾脏（,3,）经皮肤,3.,钾向细胞内转移增多,/,向细胞外转移减少,第二节、钾代谢障碍,低钾危险，高钾致命！,代碱,肾排钾,ECF,ICF,呕吐,肠道失钾,低钾血症,腹泻,血容量,醛固酮,肾排钾,频繁呕吐、腹泻，胃肠吸引及肠瘘。滥用灌肠剂或缓泻剂（减肥产品）,2,、钾丢失过多,（,1,）经消化道丢失,钾吸收,利尿剂:速尿、利尿酸、噻嗪类,Na,+,和水,利尿剂,K,+,2,、钾丢失过多,（,2,）经肾脏丢失,K,+,Na,+,ALD,血容量,Cl,-,利尿剂,肾小管酸中毒,利尿剂:,K,+,2,、钾丢失过多,（,2,）经肾脏丢失,H,+,K,+,远曲小管,酸中毒,HCO,3,-,K,+,近曲小管,酸中毒,氢泵,醛固酮,皮质激素,肾小管酸中毒,利尿剂:,K,+,Na,+,K,+,ALD,+,2,、钾丢失过多,（,2,）经肾脏丢失,原发性或继发性,醛固酮增多,Cushing,综合征,镁缺失:,醛固酮,皮质激素,肾小管酸中毒,利尿剂:,K,+,K,+,Mg,+,2,、钾丢失过多,（,2,）经肾脏丢失,渗透性利尿：,远端流速,镁缺失:,醛固酮,皮质激素,肾小管酸中毒,利尿剂:,Na,+,K,+,Na,+,K,+,远曲小管中不易重吸收的阴离子增多,管腔内负电位增大,2,、钾丢失过多,（,2,）经肾脏丢失,渗透性利尿：,3.钾进入细胞内过多或外流减少：体钾量可正常,2,、钾丢失过多,（,3,）经皮肤丢失：大汗,（1）碱中毒,（2）药物：,受体激动剂和胰岛素激活钠钾泵,（3）毒物：钡、棉酚阻断钾通道，钾外流受阻,（4）低钾性周期性麻痹,A,、细胞内外,H,+,-K,+,交换,B,、肾脏排,H,+,减少排,K,+,增多,常染色体显性遗传病,钙通道基因突变,钙内流受阻,发作时,K+,进入细胞内,（,5,）甲状腺毒症：,甲状腺素过度激活钠钾泵,体钾,肾,消化道,汗,ECF,血钾,3.5-5.5,mmol/L,钾140-160,mmol/L,K,+,90%,ICF,1.4%,骨钾7.6,跨细胞液钾1,食物,低钾血症的原因和机制,（二）对机体的影响,1.对神经,-,肌肉的影响：,CNS,、平滑肌和骨骼肌,表现为超极化阻滞状态,因,Em-Et,距离增大而导致的可兴奋组织的兴奋性降低，称为超极化阻滞,K,+,e,K,+,i,/,K,+,e,静息电位负值,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,细胞内钾进入细胞外,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,（,1,）对中枢神经系统的影响：,轻度：精神萎靡、淡漠、倦怠,重度：反应迟钝、定向力减弱、嗜睡、昏迷,机制：低血钾,神经细胞,兴奋性降低,糖原合成减少，,能量产生不足,钠钾泵活性下降，,脑细胞水肿,（,2,）对胃肠道平滑肌的影响：,机制：低血钾,平滑肌细胞,兴奋性降低,糖原合成减少，,能量产生不足,ATP,酶活性降低，,能量利用障碍,运动减弱,恶心、呕吐厌食、腹胀、麻痹性肠梗阻,（,3,）对骨骼肌的影响：,肌无力迟缓性麻痹,血清钾浓度为,2.5,3.5mmol/L,时,:,四肢软弱无力,血清钾浓度,2.5mmol/L,时：软瘫、呼吸肌麻痹,机 制：,骨骼肌细胞兴奋性（急性和严重低钾）,细胞缺钾丙酮酸磷酸激酶及,ATP,酶活性能量产生与利用障碍骨骼肌收缩性,(),严重缺钾,(-),（,3,）对骨骼肌的影响：,血清钾浓度,2.5mmol/L,时；横纹肌溶解,肌肉缺血,正常,血管扩张,血流增多,肌细胞内糖原合成障碍,能量合成减少,2,对心脏的影响,心电图的变化,心肌生理特性的改变：,心肌兴奋性，传导性，自律性，收缩性先后,心肌功能的损害,对心肌兴奋性的影响：兴奋性,低钾血症,心肌细胞膜钾电导,钾外流,Em,负值,Em-Et,差值,兴奋所需的阈刺激,兴奋性,(1),心肌生理特性的改变,对心肌传导性的影响：,传导性,Na+,内流速度数量,低血钾,Em,负值变小,期除极速度减慢,期除极幅度降低,传导性降低,对心肌自律性的影响：自律性,低钾,心肌细胞膜钾电导,复极化,3,期末钾外流减慢,钠内流相对加速,4期自动除极化加速,自律性提高,对心肌收缩性的影响：收缩性先后,低钾,对,Ca,2+,抑制减弱,Ca,2+,内流增多,收缩性增强,严重低钾影响心肌细胞代谢,收缩性减弱,血,K,+,膜对,K,+,通透性,K,+,外流,静息膜电位,0,期,Na,+,内流,0,期除极化,自动除极化,2,期,Ca,2+,内流,心肌代谢障碍,收缩性,兴奋性,传导性,自律性,收缩性,(2),低钾心电图的改变及机制,+30,0,-30,-60,-90,0,1,2,3,4,P,Q,R,S,T,ST,段：,压低，缩短,T,波：,增宽，低平,U,波：,明显增高,QT,间期：,延长,P,波：,增宽，低平,P-R,间期：,延长,QRS,波：,增宽，幅小,复极2期缩短，复极3期（超常期）延长，动作电位时间延长,ST,段压低，,T,波压低增宽，,T,波后出现,U,波,QT,间期延长,传导性降低,心房内传导阻滞,房室间传导阻滞,心室内传导阻滞,P,波增宽,PR,间期延长,QRS,波增宽,钙内流加速,钾外流减慢,低钾血症与高钾血症对心肌细胞膜电位及心电图影响的比较,S-T,段压低,T,波低平,U,波明显,QT,间期延长,T,波高耸,Q-T,间期缩短,相同的变化为传导性降低引起的传导阻滞：,P,波压低增宽；,PR,间期延长；,R,波降低；,QRS,波增宽。,(3),低钾血症对心功能的损害,对洋地黄毒性敏感性增高,心律失常,洋地黄与,Na,+,-K,+,-ATP,酶的亲和力增高,毒性增大，治疗效果降低,兴奋性，超常期延长，自律性,3.对肾脏的影响,（,1,）形态结构变化,髓质集合管上皮细胞肿胀、增生,近端肾小管上皮细胞发生空泡变性,间质纤维化，小管萎缩或扩张,（,2,）功能变化,慢性低钾出现,尿液浓缩功能障碍,多尿,A,D,H,A,C,H,2,O,ATP,cAMP,AQP,蛋白激酶,R,慢性缺钾,NaCl,水重吸收,尿浓缩功能障碍,多尿、低比重尿和烦渴,a.,肾小管上皮细胞受损，对,ADH,反应性,b.,髓袢升支粗段对,NaCl,重吸收,，妨碍髓质,高渗梯度形成,血浆,上皮,管腔,RBC,尿,K,+,K,+,H,+,H,+,K,+,H,+,碱中毒,K,+,H,+,Na,+,Na,+,酸性尿,4.,代谢性碱中毒,反常性酸性尿,低钾血症引起碱中毒时，由于肾小管排,H,+,增多，尿液呈酸性，称为反常性酸性尿。,肾小管酸中毒,或,腹泻,引起的低血钾患者可伴有,代谢性酸中毒,（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，,静脉补钾遵循原则：,（1）不能过多,120mmol/d,（,2,）不能过快,10,mmolh,（,3,）不能过浓,40mmol/L。,（,4,）见尿补钾500,ml,日,密切观察心率和节律；定时测血钾；,细胞内缺钾恢复较慢，一般需,4-6,天。,3.积极治疗并发症：其他水电紊乱，如钠、镁。,病例分析,患者，女性，,22,岁，因结核性腹膜炎和肠梗阻进行手术，术后行持续胃肠减压,7,天，共抽吸液体,2200ml.,平均每天静脉补液（,5%,葡萄糖溶液）,2500ml,尿量,2000ml,，术后,2,周，患者精神不振，面无表情，嗜睡、食欲减退，腹胀、全身乏力、腱反射迟钝。,实验室检查：血,K,+,2.4mmol/L,，血,Na,+,140mmol/L,，血,Cl,-,103mmol/L,心电图：,、,aVF,、,V,1,、,V,5,导联,ST,段下降，,aVF,导联,T,波低平，,V,3,导联出现,u,波,治疗：立即开始每日以,KCL,加入,5%,葡萄糖滴注，,4,天后血钾升至,4.6mmol/L,，上述表现消失,病例分析,思考题：,1.,患者发生了何种电解质紊乱？,2.,其病理生理学基础是什么？,1.,手术后禁食钾摄入减少；胃肠减压 钾丢失增加；每天补充大量葡萄糖溶液，促进胰岛素分泌，促及细胞内糖原合成钾向细胞内转移,2.,神经系统兴奋性降低,精神不振，面无表情，嗜睡,低钾,胃肠平滑肌兴奋性降低,食欲减退，腹胀,骨骼肌兴奋性降低,全身乏力、腱反射迟钝,低钾,ST,段下移、,T,波低平、出现,U,波,低钾血症 高钾血症,血钾 浓 度,5.5mmol/L,钾 摄 入 不足 过多,钾 排 出 过多 障碍,钾分布异常,C,摄钾 钾外流,C,摄钾 钾外流,骨 骼 肌 兴奋性 兴奋性先 后,心 肌 兴奋性 兴奋性先 后,传导性 传导性,自律性 自律性,收缩性先 后 收缩性,酸碱失衡 代谢性碱中毒 代谢性碱中毒,尿 液 反常性酸性尿 反常性碱性尿,本章重点内容,列表比较高钾血症和低钾血症的概念、发生原因和对机体的影响（重点为心脏、骨骼肌和酸碱平衡）,分析钾代谢紊乱与酸碱平衡紊乱的关系,选择题,1血清钾浓度的正常范围是 A130150 mmol/L B140160 mmol/L C3.55.5 mmol/L D0.751.25 mmol/L E2.252.75 mmol/L,答案,(C),2,下述哪项,不是,低钾血症对骨骼肌的影响,A,肌无力,B,肌麻痹,C,超极化阻滞,D,静息电位负值减小,E,兴奋性降低,答案,(D),3重度高钾血症时，心肌的 A兴奋性 传导性 自律性 B兴奋性 传导性 自律性 C兴奋性 传导性 自律性 D兴奋性 传导性 自律性 E兴奋性 传导性 自律性,答案,(D),4重度低钾血症或缺钾的病人常有 A神经-肌肉的兴奋性升高 B心律不齐 C胃肠道运动功能亢进 D代谢性酸中毒 E少尿,答案,(B),5“去极化阻滞”是指 A低钾血症时的神经-肌肉兴奋性 B高钾血症时的神经-肌肉兴奋性 C低钾血症时的神经-肌肉兴奋性 D高钾血症时的神经-肌肉兴奋性 E低钙血症时的神经-肌肉兴奋性,答案,(B),6,影响体内外钾平衡调节的主要激素是,A,胰岛素,B,胰高血糖素,C,肾上腺糖皮质激素,D,醛固酮,E,甲状腺素,答案,(D),7影响细胞内外钾平衡调节的主要激素是 A胰岛素 B胰高血糖素 C肾上腺糖皮质激素 D醛固酮 E甲状腺素,答案,(A),8“超极化阻滞”是指 A低钾血症时的神经-肌肉兴奋性 B高钾血症时的神经-肌肉兴奋性 C低钾血症时的神经-肌肉兴奋性 D高钾血症时的神经-肌肉兴奋性 E低钙血症时的神经-肌肉兴奋性,答案,(A),9钾代谢障碍与酸碱平衡紊乱常互为影响，下述何者是正确的 A低钾血症常引起代谢性酸中毒 B高钾血症常引起代谢性碱中毒 C代谢性碱中毒常引起高钾血症 D代谢性酸中毒常引起低钾血症 E混合性酸中毒常引起高钾血症,答案,(E),10,高钾血症对机体的主要危害在于,A,引起肌肉瘫痪,B,引起严重的肾功能损害,C,引起血压降低,D,引起严重的心律紊乱,E,引起酸碱平衡紊乱,答案,(D),