病理生理学 钾代谢紊乱

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当前第1页\共有79页\编于星期五\20点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、防治原则当前第2页\共有79页\编于星期五\20点体钾130-160g（50-55mmol/kg体重）ECF血钾3.5-5.5mmol/L钾140-160mmol/LK+90%ICF1.4%骨钾7.6％跨细胞液钾1％第一节、钾的正常代谢一、钾的体内分布当前第3页\共有79页\编于星期五\20点二、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+ATPEK+K+通透性K+－－+++++++－－－－第一节、钾的正常代谢当前第4页\共有79页\编于星期五\20点三、钾的平衡1.摄入(intake)：食物50-200mmol2.吸收(absorption):

肠道3.排泄(excretion):最少10mmol

肾（urine80%～90％）

肠(feces10％)

皮肤(sweat9mmol/L)多吃多排少吃少排不吃也排第一节、钾的正常代谢当前第5页\共有79页\编于星期五\20点四、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当前第6页\共有79页\编于星期五\20点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α受体，抑制细胞摄钾

激活β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+入细胞当前第7页\共有79页\编于星期五\20点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，钾内流当前第8页\共有79页\编于星期五\20点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当前第9页\共有79页\编于星期五\20点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当前第10页\共有79页\编于星期五\20点(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+的电化学梯度当前第11页\共有79页\编于星期五\20点(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当前第12页\共有79页\编于星期五\20点(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↑当前第13页\共有79页\编于星期五\20点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当前第14页\共有79页\编于星期五\20点一、高钾血症定义：血清钾浓度高于5.5mmol/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：Addision’s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！当前第15页\共有79页\编于星期五\20点3.钾转移到细胞外过多/进入细胞内减少（1）急性酸中毒当前第16页\共有79页\编于星期五\20点（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/进入细胞内减少当前第17页\共有79页\编于星期五\20点（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：

β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/进入细胞内减少当前第18页\共有79页\编于星期五\20点ECFICF血清钾消化道静脉补钾肾K+>5.5mmol/l当前第19页\共有79页\编于星期五\20点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Ｋ+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负值变小当前第20页\共有79页\编于星期五\20点严重高钾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，称为去极化阻滞当前第21页\共有79页\编于星期五\20点[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）慢性高钾血症当前第22页\共有79页\编于星期五\20点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当前第23页\共有79页\编于星期五\20点（1）对心肌兴奋性的影响:轻度↑重度↓轻度高钾[K+]i/[K+]e变小Ｋ+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↓或消失当前第24页\共有79页\编于星期五\20点（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、速度慢当前第25页\共有79页\编于星期五\20点（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４期快反应细胞自动除极↓自律性↓当前第26页\共有79页\编于星期五\20点（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↓当前第27页\共有79页\编于星期五\20点

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↓Ca2+内流↓收缩性↓当前第28页\共有79页\编于星期五\20点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当前第29页\共有79页\编于星期五\20点高钾心电图的变化PQRSTT波高尖QRS增宽PR间期延长房性停搏、室颤墓志铭当前第30页\共有79页\编于星期五\20点(1)Ｔ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当前第31页\共有79页\编于星期五\20点血浆上皮管腔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。当前第32页\共有79页\编于星期五\20点（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HCO3-提高PHNa+拮抗K＋当前第33页\共有79页\编于星期五\20点病例分析患者，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%（Ⅲ。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/dpH7.088，HCO3-9.8mmol/L，PaCO233.4mmHg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当前第34页\共有79页\编于星期五\20点病例分析思考题：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当前第35页\共有79页\编于星期五\20点二、低钾血症定义：血清钾浓度低于3.5mmol/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！当前第36页\共有79页\编于星期五\20点代碱肾排钾↑ECF―→ICF呕吐肠道失钾低钾血症腹泻血容量↓醛固酮↑肾排钾↑①频繁呕吐、腹泻，胃肠吸引及肠瘘。②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↓当前第37页\共有79页\编于星期五\20点①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-利尿剂当前第38页\共有79页\编于星期五\20点②肾小管酸中毒

①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HCO3-K+近曲小管酸中毒

氢泵当前第39页\共有79页\编于星期五\20点醛固酮③皮质激素↑②肾小管酸中毒①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

当前第40页\共有79页\编于星期五\20点⑤镁缺失:醛固酮③皮质激素↑②肾小管酸中毒①利尿剂:K+K+Mg++↓2、钾丢失过多（2）经肾脏丢失④渗透性利尿：远端流速↑当前第41页\共有79页\编于星期五\20点⑤镁缺失:醛固酮③皮质激素↑②肾小管酸中毒

①利尿剂:Na+K+Na+K+⑥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④渗透性利尿：当前第42页\共有79页\编于星期五\20点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：β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当前第43页\共有79页\编于星期五\20点体钾肾消化道汗ECF血钾mmol/L钾140-160mmol/LK+90%ICF1.4%骨钾7.6％跨细胞液钾1％食物①②③低钾血症的原因和机制当前第44页\共有79页\编于星期五\20点（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，称为超极化阻滞当前第45页\共有79页\编于星期五\20点[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、麻痹急性低钾血症当前第46页\共有79页\编于星期五\20点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当前第47页\共有79页\编于星期五\20点（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，脑细胞水肿当前第48页\共有79页\编于星期五\20点（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、麻痹性肠梗阻当前第49页\共有79页\编于星期五\20点（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：①骨骼肌细胞兴奋性↓（急性和严重低钾）②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↓当前第50页\共有79页\编于星期五\20点(＋)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当前第51页\共有79页\编于星期五\20点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↓

心肌功能的损害当前第52页\共有79页\编于星期五\20点①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当前第53页\共有79页\编于星期五\20点②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０期除极速度减慢０期除极幅度降低传导性降低当前第54页\共有79页\编于星期五\20点③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当前第55页\共有79页\编于星期五\20点④对心肌收缩性的影响：收缩性先↑后↓低钾对Ca2+抑制减弱Ca2+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当前第56页\共有79页\编于星期五\20点

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Ca2+

内流↑心肌代谢障碍收缩性↑→兴奋性↑→传导性↓自律性↑

收缩性↓当前第57页\共有79页\编于星期五\20点(2)低钾心电图的改变及机制+300-30-60-9001234PQRSTST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，幅小当前第58页\共有79页\编于星期五\20点复极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当前第59页\共有79页\编于星期五\20点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。当前第60页\共有79页\编于星期五\20点(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↑当前第61页\共有79页\编于星期五\20点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→多尿当前第62页\共有79页\编于星期五\20点ADHACH2OATPcAMPAQP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当前第63页\共有79页\编于星期五\20点血浆上皮管腔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当前第64页\共有79页\编于星期五\20点（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﹤10mmol／h（3）不能过浓﹤40mmol/L。（4）见尿补钾﹥500ml／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。当前第65页\共有79页\编于星期五\20点病例分析患者，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：Ⅱ、aVF、V1、V5导联ST段下降，aVF导联T波低平，V3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，上述表现消失当前第66页\共有79页\编于星期五\20点病例分析思考题：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波当前第67页\共有79页\编于星期五\20点

低钾血症高钾血症血钾浓度<3.5mmol/L>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当前第68页\共有79页\编于星期五\20点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当前第69页\共有79页\编于星期五\20点选择题1．血清钾浓度的正常范围是

A．130～150mmol/L

B．140～160mmol/L

C．3.5～5.5mmol/L

D．0.75～1.25mmol/L

E．2.25～2.75mmo