病理生理学-钾代谢及代谢紊乱

钾代谢及代谢紊乱(Potassiumhomeostasisanditsdisorders)钾的体内分布Contentanddistributionofpotassiumwithinbody8%2%Distributionofpotassium90%ICF（140－160mmol／L）EC（4.2mmol/L）BoneK+[K+]ofbody=50～55mmol／Kg钾代谢紊乱钾的生理功能（Functionsofpotassiuminbody）1参与细胞的新陈代谢和骨盐形成2维持细胞内的渗透压影响机体的酸碱平衡3维持线粒体的结构和功能4构建细胞膜静息电位，调节骨骼肌、心肌和平滑肌应激性以神经细胞为例复习动作电位的产生：静息时，细胞膜主要对K+有通透性静息电位的产生电化学驱动力是形成动作电位的基础

血钾浓度变化对神经肌肉、心肌的影响1．对骨骼肌、平滑肌的静息膜电位影响

钾代谢紊乱心室肌细胞的静息电位与动作单位K+静息期内向整流钾通道心肌静息电位维持主要靠内向整流钾通道对钾离子的通透性，而其通透性与血钾离子平方成正比。低血钾-内向整流钾通道对钾离子的通透性下降，钾离子外流减少，Em-Et减少，兴奋性升高心肌与骨骼肌相比，钾通道类型多样且调节机制复杂钾代谢紊乱血清钾：3.5-5.5mmol/L钾代谢紊乱：低钾血症：﹤

3.5mmol/L高钾血症：﹥

5.5mmol/L缺钾：一、原因与机制

低钾血症

(血清钾浓度<3.5mmol/L)

（一）摄入不足

如:禁食+未补或补钾不够+继续失钾

钾来源减少不吃也排低钾血症1．胃肠道失钾：严重呕吐，腹泻：

机制：

失大量含钾消化液失大量消化液→ALD↑

呕吐→代碱2．皮肤失钾：

如：大汗失钾+未补钾

3．肾排K+↑（二）排出过多

肾的排钾过多：1、利尿剂的使用机制：氢氯噻嗪依他尼酸髓袢升支粗段远端小管起始部Na+↓远端小管k+--Na+↑k+排出↑乙酰唑胺远端小管泌H+↓渗透性利尿剂尿量↑远端流速↑另：利尿后容量减少所致继发性醛固酮增多利尿后氯的缺失使远端小管泌钾增多２、醛固酮、糖皮质激素过多Cushing综合征、ECF容量↓、皮质激素治疗

原发和继发性醛固酮增多症、糖皮质激素↑

3、肾脏疾病肾小管酸中毒远端泌H+障碍远端小管k+--Na+↑k+排出↑近段k+

、HCO3-重吸收↓急性肾功能衰竭多尿期渗透性利尿作用

K+进入细胞内过多，但机体并不缺钾。

（1）碱中毒（Alkalosis）

（2）外源性胰岛素使用糖尿病（Ⅰ型）

低钾血症外源性胰岛素应用

糖原合成↑细胞外K+移入↑

血[K+]↓（三）体内钾分布异常（4）钡中毒（Bariumpoisoning）（5）-受体激动剂增加（肾上腺素、沙丁胺醇）（3）低钾性周期性麻痹（Hypokalemicperiodicparalysis）常染色体显性遗传病。发病时出现低钾血症和骨骼肌瘫痪（从肢体远端向躯干发展）。低钾血症【Mechanism】

糖原合成↑细胞外K+进入细胞内↑血[K+]↓

骨骼肌膜上电压依赖型钙通道的基因位点突变钙内流受阻肌肉兴奋－收缩偶联障碍骨骼肌瘫痪二、对机体的影响低钾血症对机体的影响与钾的生理功能密切相关低钾血症导致膜电位异常引发的一系列障碍缺钾所致的细胞代谢障碍引发的损害缺钾、低钾血症引起的酸碱平衡异常1.与膜电位异常相关的障碍（1）对神经肌肉的影响主要表现：

肌无力、肌麻痹机制：“超极化阻滞(hyperpolarizedblocking)

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。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▲CNS：萎靡、倦怠▲骨骼肌：四肢无力▲胃肠道平滑肌：食欲不振、肠蠕动↓、肠鸣音↓■轻度低钾血症（血清钾<3.0mmol/L）（Respiratorymuscleparalysis,paralyticileus）■重度低钾血症（血清钾<2.5mmol/L）

▲

CNS：嗜睡、昏迷。▲骨骼肌：软瘫肌张力↓、腱反射消、肌细胞坏死。▲胃肠道平滑肌：腹胀、麻痹性肠梗阻。低钾血症(2)、对心肌细胞的影响：

血K+↓胞膜对K+通透性↓K+外流↓静息电位负值减小兴奋性↑对Ca2+内流抑制↓2期进入细胞Ca2+↑Na+

通道开放缓慢0期Na+内流↓0期除极化↓传导性↓自律细胞

4期Na+内流加速快反应自律细胞4期自动除极化↑自律性↑严重心肌代谢障碍、心肌变性坏死收缩性↑

→收缩性↓血K+↓↓兴奋－收缩偶联↑1-22

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骨骼肌溶解

严重缺钾（血清钾<2.5mmol/L)肌肉运动胞内钾不能释出血管不能扩张

糖原合成↓

代谢障碍

骨骼肌溶解

2、缺钾所致的细胞代谢障碍引发的损害[K+]e↓血管平滑肌兴奋性↓小动脉舒张血压↓4．对血管的影响（Effectsonvasculature）

3．对酸硷平衡的影响（Effectsontheacid-basebalance）

[K+]e↓K+移出↑、H+进入↑ECF[H+]↓

小管重吸收HCO3－↑代谢性碱中毒小管上皮细胞内[K+]↓肾排NH3+、排H+↑

酸性尿低钾血症肾小管上皮细胞Na+H+↑H+NH3+NH3+K+K+H+H+谷氨酰胺NH3+血液小管液碱中毒酸性尿《反常性酸性尿机制图》H+↓5．其他方面影响（OtherEffects）（1）对洋地黄类强心药物毒性的敏感性增高低钾血症

洋地黄与Na+-K+-ATP酶的亲和力↑

洋地黄导致心律失常毒性作用↑低钾血症（2）肾损害（Kidneydamage）【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】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↓多尿、夜尿三、防治的病理生理基础

（一）防治原发病，尽早恢复正常饮食（二）补钾1）见尿补钾：尿量>30ml/小时2）途径：最好口服，如不能口服或有明显临床表现，如心律失常，软瘫，则应静滴.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20～40mmol/L为宜，滴速控制在10～20mmol/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10～15日以上。高钾血症（血清[K+]>5.5mmol/L）一、病因和发生机制1.肾排钾障碍⑴.肾小球滤过率显著下降：见于失血、休克急性肾功衰早期、慢性肾功衰晚期等⑵.远曲小管和集合小管的泌K+功能受阻肾上腺皮质功能不全（Addison病）醛固酮的合成障碍（先天性酶缺乏）继发性醛固酮不足肾小管对醛固酮的反应不足⑶保钾性利尿剂：安体舒通、安苯喋林高钾血症的主要原因2.K+从细胞内逸出细胞内K+大量移出

超过肾排K+代偿能力

血[K+]↑（l）酸中毒（Acidosis)酸中毒

H+进入↑、K+移出↑血[K+]↑小管Na+－H+↑、Na+－K+↓肾排K+↓

（2）大量溶血或组织损伤、坏死（3）严重组织缺氧、肌肉运动过度ATP生成↓膜钠泵功能↓细胞内Na+↑、细胞外K+

↑（4）高血糖、胰岛素不足血糖高渗作用和酮症酸中毒

细胞内K+外移

血[K+]↑（5）高钾血症型周期性麻痹（Hyperkalemiaperiodicparalysis）一种少见的常染色体显性遗传病。（6）某些药物作用过量洋地黄能抑制Na+－K+－ATP酶（钠泵）活性。胰岛素不足糖原合成下降细胞摄K+下降

3.摄钾过多静脉输入钾过快或浓度过高可立即引起严重的高钾血症，并导致患者猝死。输入过多库存血（2周，[K+]高出4～5倍）（二）高血钾对机体的影响[K+]i/[K+]e

Em负值降低（Em-Et）距离减小兴奋性升高[K+]i/[K+]e

Em负值过小快钠通道失活兴奋性降低1）急性轻度高钾血症（5.5～7.0mmol/L）临床表现：肢体刺痛、感觉异常和腹泻（2）急性重度高血钾症（7.0～9.0mmol/L）临床表现：肌肉无力，或弛缓性肌麻痹由于高钾血症时心脏的表现非常突出，常会掩盖骨骼肌的临床表现。去极化阻滞1、急性高血钾对骨骼肌细胞的影响：除极化阻滞

(hypopolarizedblocking)

静息电位等于或低于阈电位使细胞兴奋性降