钾代谢紊乱f.pdf

钾代谢紊乱 v正常的钾代谢正常的钾代谢 v钾代谢紊乱钾代谢紊乱 高钾血症高钾血症 低钾血症低钾血症 钾的生理功能钾的生理功能 1.新陈代谢 K+K+酶酶 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 2.维持静息电位 K+3.参与渗透压和酸碱平衡的调节 一、正常的钾代谢?q体内分布体内分布 q钾平衡的调节钾平衡的调节 q体内分布?正常人体含钾正常人体含钾:50-55mmol/k kg 摄入：香蕉、蔬菜、(50-150mmol/L)吸收：肠道 分布：ICF:98%ECF:2%血清K+:3.55.5mmol/L 排出：尿(90%)，汗液、粪便(10%)“多吃多排，少吃少排，不吃也排”食物食物 ECF ICF 血钾血钾 3.5-5.5 mmol/L 钾钾 160mmol/L K+体钾体钾90%肾肾 消化道消化道 皮肤皮肤 多摄多排多摄多排 少摄少排少摄少排 不摄也排不摄也排 q钾平衡的调节钾平衡的调节 1.细胞内外细胞内外：跨细胞膜转移跨细胞膜转移 2.体内外体内外：肾对钾排泄的调节肾对钾排泄的调节 跨细胞转移跨细胞转移:泵泵-漏漏(pump-leak)机制机制 细胞内外细胞内外 漏漏:K+通道通道 泵泵:Na+-K+-ATP酶酶 泵泵：ECFICF 钠钠-钾泵钾泵 逆浓度差逆浓度差 漏漏：ICFECF K+通道通道 顺浓度差顺浓度差 1.H+2.激素 3.渗透压 4.ECF K+5.物质代谢 6.运动 影响因素影响因素 1.H+-酸出碱入 1)碱中毒：H+ICF H+外移，纠正碱中毒 K+内移 激活泵 2)酸中毒：H+ECF H+内移，纠正酸中毒 K+外移 激活漏 2.激素 记忆：v.s.ben泵 1)胰岛素 激活Na+-K+-ATP酶 2)儿茶酚胺 受体 漏机制 受体 泵机制 3.渗透压 把K+带出 ECF 渗透压 水从ICF转移到ECF 细胞脱水 ICF K+K+浓度梯度差 漏机制漏机制“拖泥带水”e.g.H+/K+交换 K+激活泵 4.ECF K+-高入低出 5.物质代谢 6.运动 反复肌肉收缩 Na+-K+-ATP酶活性降低 K+外移 葡萄糖糖元 氨基酸蛋白质 一定量K+内移 肾脏排钾肾脏排钾 体内外体内外 近曲小管 和髓袢 远曲小管远曲小管 和集合管和集合管 肾小球 肾小球肾小球:自由滤过自由滤过 肾小管肾小管 (1)定比重吸收定比重吸收：近曲小管近曲小管:65%髓袢髓袢：25%Na+-K+-2Cl-同向转运体 (2)可调重吸收可调重吸收：主调节主调节 远曲小管远曲小管 集合管集合管 既可排泌又可重吸收既可排泌又可重吸收 血浆血浆 主细胞主细胞 管腔管腔 尿 远曲远曲小管小管、集合管泌钾集合管泌钾：主细胞主细胞 90%Na+-K+-ATP酶 Na+K+Na+K+Cl-K+顺浓度梯度 电位梯度电位梯度 K+o Na+-K+交换 激活Na+-K+泵:重吸收Na+，K+从小管间液进入PC 顺浓度梯度：经K+通道进入小管液 Na+经Na+通道进入PC 电位梯度：管腔带负电位，K+分泌到小管腔 o K+-Cl-协同转运子 血浆血浆 闰细胞闰细胞 管腔管腔 尿 远曲远曲小管小管、集合管重吸收钾集合管重吸收钾：闰细胞闰细胞 质子泵 H+K+K+o 质子泵：H+-K+-ATP酶 分泌H+，重吸收K+摄钾量明显不足时 影响远曲远曲小管小管、集合管排钾的因素集合管排钾的因素 1.ICF和ECF K+2.远端小管流速:带走已分泌的钾 3.醛固酮：增加钠通道，刺激Na+-K+泵，增加钾通道 4.远端肾单位的钠量：Na+浓度升高增强K+-Na+交换 5.H+：抑制主细胞Na+-K+泵活性，阻碍泌钾 胃肠道胃肠道、皮肤排钾皮肤排钾 体内外体内外 结肠的排钾功能结肠的排钾功能：10%(受醛固酮的调节受醛固酮的调节)皮肤的排钾功能皮肤的排钾功能：汗液汗液 肾衰粪便排K+代偿性增加到30%二、钾代谢紊乱?q低钾血症 低钾血症 q高钾血症高钾血症 低钾血症hypokalemia 血清血清钾浓度低于钾浓度低于3.5mmol/L的状态的状态 低钾血症低钾血症 v.s.缺钾缺钾 Serum K+Plasma K+：0.3-0.5mmol/L 血清血清 v.s.血浆血浆 缺钾是细胞内和机体总钾量的缺失缺钾是细胞内和机体总钾量的缺失 1.原因及机制原因及机制(1)摄入不足摄入不足 钾来源减少 钾来源减少 不吃也排 不吃也排 昏迷/肠粘膜吸收障碍/禁食未补钾/神经性厌食/减肥(2)钾丢失过多 a.胃肠丢失 b.皮肤丢失:汗液含钾 高K+；继发醛固酮增多促进排K+；酸丢失，代谢性碱中毒，H+/K+交换，K+向ICF转移。呕吐 吐出胃液 腹泄 丢失肠道液 高K+，继发醛固酮增多促进排K+；脱水，肠粘膜K+吸收下降。(碱丢失?)最主要原因 c.肾丢失肾丢失：非保钾利尿剂非保钾利尿剂 肾小管酸中毒肾小管酸中毒 盐皮质激素过多盐皮质激素过多 缺镁缺镁 增强K+-Na+交换，增快远端小管流速，醛固酮分泌增多 远曲小管：质子泵障碍，K+重吸收受阻；近曲小管：重吸收K+障碍。醛固酮保钠排钾 各种肾疾患各种肾疾患 钠水重吸收障碍，远端小管流速增加 降低K+-Na+-ATP酶活性，流至远端小管的钠增加；对排钾通道的抑制作用减弱。(3)分布异常：向细胞内转移，激活”泵”机制 a.碱中毒 H+转移到ECF维持酸碱，K+内流维持电中性 b.某些药物 c.中毒 d.低钾周期性麻痹症 肾上腺素/硫酸沙丁胺醇：受体结合激活泵；胰岛素：糖原合成需钾，刺激泵 钡、铯、棉酚阻滞外流钾通道 常染色体显性遗传病 钡餐 v.s.钡 2.低钾对机体的影响低钾对机体的影响(1)对神经肌肉的影响对神经肌肉的影响 (2)对心脏的影响对心脏的影响 (3)对代谢影响对代谢影响 (4)对酸碱平衡的影响对酸碱平衡的影响 细胞膜电位细胞膜电位 电生理相关电生理相关?静息电位静息电位(Em)：静息时细胞膜两侧存在外正内负的电位差静息时细胞膜两侧存在外正内负的电位差。阈电位阈电位(Et)：受刺激发生的迅速波动受刺激发生的迅速波动、可传播的最小动作可传播的最小动作电位电位。极化极化：静息状态下静息状态下，外正内负的状态外正内负的状态。超极化超极化：静息电位增大的过程和状态静息电位增大的过程和状态。去极化去极化：静息电位减小的过程的状态静息电位减小的过程的状态。复极化复极化：去极化后再向静息电位恢复的去极化后再向静息电位恢复的过程过程。Ek=K+i K+e 59.5log Em Nernst方程方程：计算该离子在膜内外的平衡电位 K+i/K+e|Em|Ratio-|Em|增大-|Em-Et|增大 Ratio-|Em|减小-|Em-Et|减小?高高在上”K+钾电导钾电导：细胞膜对K+的通透性 K+通道 K+e 钾电导 K+e 钾电导 内向整流钾通道(Ikir)Ik1:Em 延迟整流钾通道(Ik)Ikr,Iks：复极化 Nernst方程方程 通道理论通道理论 本质 化学 生物学 年代 1930 1980 技术 微穿刺 电极 膜片钳 X射线衍射 对象 骨骼肌 神经 心肌 分析 电化学 膜电导、通透性 生物学 通道 开、关、去激活、失活 缺陷 低钾 四性 高钾 传导、自律 收缩 高钾 兴奋性 发展 趋势 Nernst方程，通道理论与心脏电生理特性 心肌的动作电位心肌的动作电位 除极 0期 Na+快速内流 复极 1期 K+外流(短，忽略)2期 K+外流，Ca2+内流:竞争关系 3期 K+外流 4期 K+外流减少，Na+内流(快反应自律细胞)[phone] K+心肌心肌Na+通道性状通道性状 关闭关闭(备用备用)、激活、激活、失活失活 Et:-70mV Em:-90mV 略慢于激活过程 心肌电生理特性的影响因素心肌电生理特性的影响因素 q 兴奋性兴奋性：取决于取决于离子通道的性状离子通道的性状&|Em-Et|q 传导性传导性:取决于结构和生理特点取决于结构和生理特点 动作电位动作电位0期期除极速度与幅度除极速度与幅度 q 自律性自律性：取决于复极取决于复极4期速度期速度(快反应自律细胞快反应自律细胞)4期期Na+内流内流 q 收缩性收缩性：取决于取决于ICF的的Ca2+Hypokalemia(3)(1)对神经肌肉的影响对神经肌肉的影响 四肢麻痹 肠麻痹 呼吸肌麻痹 兴奋性兴奋性|Em-Et|Em|K+i/K+e 超极化阻滞超极化阻滞 K+e Hypokalemia(3)(2)对心肌电生理特性的影响对心肌电生理特性的影响 兴奋性 传导性 自律性 收缩性 Hypokalemia(3)心肌兴奋性心肌兴奋性 K+低血钾低血钾 钾通道：Ik1 通透性|Em|K+外流|Em-EtHypokalemia(3)[phone] K+0 1 2 传导性降低传导性降低|Em|K+外流|Em-Et|钾通道：Ik1 通透性 0期钠离子内流减慢 0期去极化变慢，幅度变小 快钠通道电压依从性 快反应自律细胞快反应自律细胞:[phone]期自动除极化 K+Na+自律性自律性 K+外流 4期Na+内流 收缩性收缩性 2期钙离子进入细胞 细胞代谢障碍 Ca2+v.s.K+收缩性收缩性 K+外流 Hypokalemia(3)严重持久 急性 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 4期自动除极化 2期Ca2+内流 心肌代谢障碍 收缩性 兴奋性 传导性 自律性 收缩性 兴奋性增高兴奋性增高 传导性降低传导性降低 自律性增高自律性增高 收缩性先高后低收缩性先高后低 心律失常心律失常 心室纤颤、窦性心动过速、房性或室性期前收缩 对洋地黄毒性的敏感性增加 对洋地黄毒性的敏感性增加 Hypokalemia(3)临床表现 Hypokalemia(3)浓缩功能浓缩功能：低钾低钾远端小管受损远端小管受损 对对ADH反应性反应性 多尿多尿(3)对代谢影响对代谢影响：结构功能异常结构功能异常 肾脏肾脏 横纹肌溶解横纹肌溶解：肌肉组织血管不能扩张肌肉组织血管不能扩张，缺血缺血，坏死坏死 分解代谢合成代谢 血浆血浆 上皮上皮 管腔管腔 RBC 尿 K+K+H+H+K+H+碱中毒碱中毒 K+H+Na+Na+酸性尿酸性尿 反常性酸性尿反常性酸性尿 代谢性碱中毒(4 4)对酸碱的影响对酸碱的影响 Hypokalemia(3)v 防治的病理生理基础防治的病理生理基础 消除病因消除病因 补钾补钾：口服口服输液输液“见尿补钾“见尿补钾”500ml 高钾血症 hyperkalemia 血清钾浓度高于血清钾浓度高于5.5mmol/L的状态的状态 假性高钾血症：溶血/血小板增多症/白细胞增多 1.原因和机制原因和机制(2)肾排钾减少肾排钾减少(是最主要的原因是最主要的原因)肾功能不全肾功能不全(临床最常见临床最常见)保钾利尿剂保钾利尿剂 皮质激素不足皮质激素不足 (3)钾向细胞外转移钾向细胞外转移:激活漏机制激活漏机制 酸中毒酸中毒 缺氧缺氧 组织受损组织受损 高钾性周期性麻痹高钾性周期性麻痹 (1)摄入过多摄入过多:常见于医源性常见于医源性 2.对机体的影响对机体的影响(1).对神经肌肉的影响(2).对心脏的影响(3).对酸碱的影响 Hyperkalemia(3)神经肌肉神经肌肉 K+Et Em 轻度：刺痛 重度：瘫软 Hyperkalemia(3)兴奋性兴奋性?K+轻度高血钾轻度高血钾|Em|K+i K+e Et Em 轻度：刺痛 Hyperkalemia(3)兴奋性兴奋性?重度高血钾重度高血钾 K+去极化阻滞去极化阻滞 快钠通道失活 Et Em 重度：瘫软|Em|K+i K+e Hyperkalemia(3)兴奋性兴奋性 慢性高血钾慢性高血钾 Em=-k+i k+e 无症状 Hyperkalemia(3)高血钾高血钾 K+(2).对心脏的影响对心脏的影响 兴奋性 传导性 自律性 收缩性 Hyperkalemia(3)心肌兴奋性心肌兴奋性+30 0-30-60 -90 0 1 2 3 4 正常正常 高血钾高血钾 先先 后后 机制机制:同骨骼肌同骨骼肌 K+i/K+e|Em|Ik1对钾已达最大通透性 轻度 重度 慢性 传导性传导性+30 0-30-60 -90 0 1 2 3 4 正常正常 高血钾高血钾|Em|K+i/K+e|Em-Et|0期钠离子内流减慢 0期去极化变慢，幅度变小 心肌收缩性心肌收缩性 2期钙离子进入细胞 Ca2+v.s.K+K+外流 除了Ik1还有Ik通道等，状态不一致 自律性自律性 4期自动除极化 K+外流 4期Na+内流 对心脏的影响对心脏的影响 兴奋性先高后低兴奋性先高后低 传导性降低传导性降低 自律性降低自律性降低 收缩性减弱收缩性减弱 心律失常 房室、窦性心动过缓/窦性心动过速、期前收缩、室性心动过速 血浆血浆 上皮上皮 管腔管腔 RBC 尿 K+H+H+K K+K+H+酸中毒酸中毒 K+H+Na+Na+碱性尿碱性尿 反常性碱性尿反常性碱性尿 代谢性酸中毒(3 3)对酸碱的影响对酸碱的影响 Hypokalemia(3)防治的病理生理基础防治的病理生理基础 除病因除病因 促进钾进入细胞促进钾进入细胞 用用钙钙，钠离子钠离子对抗对抗 限钾限钾 促进钾的排出促进钾的排出 监测血钾监测血钾 心电图 低钾低钾(5.5)主 因 胃肠丢失(呕吐腹泄)肾功 影 响肌肉 Nernst 兴奋性低(超极化阻滞)兴奋性高，到低(去极化阻滞)心脏 钾电导 兴奋传导 自律收缩 兴奋传导 自律收缩 Ik1通道开放低 Ik1已达最大通透性，其他通道开放高 心电 QRS波群宽 T波高尖 酸碱 碱中毒低钾代碱 反常性酸性尿 酸中毒高钾代酸 反常性碱性尿