钾的生理作用

钾的生理作用

1、维持细胞的新陈代：K+是细胞内主要阳离子，细胞内一些酶的活动必须高浓度K+存在。糖原形成时有一定量的K+进入胞内，蛋白质合成和分解伴随一定量的K+转移。

2、维持细胞内外渗透压及酸碱平衡：低血钾时容易发生代谢性碱中毒。

3、保持神经肌肉应激性能：神经肌肉的应激性 [Na]+[ K ]

[ Ca ]+[ Mg ]+[ H ]

血K+过高，则神经肌肉过度兴奋；血K过低，神经肌肉麻痹

4、维持正常心肌收缩运动的协调：

[ Na +]+[ Ca ++ ]

心肌的应激性= K + Mg + H

血K+过高，抑制心肌；血K+过低，产生心律紊乱。

胰岛素——可刺激Na-K-ATP酶，使钠泵活性增加，血K+向胞内转移。

儿茶酚胺——促进K+向胞内转移，其机制可能是激活Na-K-ATP酶活性；也可通过刺激胰岛素分泌所致。急性心梗、脑卒中等应激状态，由于儿茶酚胺分泌增加，可促发低血钾症的发生。

物质代谢状况——细胞每合成1g糖原约有0.33mmol钾进入细胞内；每合成1g蛋白质约有0.45mmol钾进入细胞内。相反，在糖原和蛋白质分解过程，细胞内也释放出相应钾。因此，在组织生长、创伤修复或应用胰岛素时可发生低血钾。在创伤、溶血、肿瘤坏死等可能升高血钾。

醛固酮等盐皮质激素——醛固酮作用于肾脏，潴Na+排K+，以维持钾的平衡。醛固酮与血K+浓度之间也存在着反馈机制：高血K+刺激醛固酮分泌，低血钾抑制醛固酮分泌。

酸碱平衡状况——酸中毒促使K+从胞内转移到胞外，碱中毒则血K+从胞外转移到胞内。一般情况下，血PH每改变0.1单位，血K+朝相反方向改变0.6mmol/L

血渗透压——细胞外液渗透急速升高，可导致血K过高

血容量状况——血容量影响肾小球滤过液在远曲小管和集合管流率而影响K+的排泄。流率高则K+排泄增加，流率低则K+排泄少。血容量改变也可以通过醛固酮分泌，影响K+的排泄。

肾功能状况——摄入K+的90%由肾脏排出，因此肾脏为维持血K+平衡的关键器官。肾功能衰竭时发生严重代谢紊乱，伴酸中毒时，血K+升高，尤其在急性肾功能不全时可发生严重的高钾血症。

正常血清钾浓度为3.5~5.5（5.0）mEq/L，血清K+<3.5mEq/L为低血钾症。

当机体总体K＋丢失时，伴随细胞内K＋和细胞外K＋的下降，血清K＋ 浓度下降1mEq/L，则机体丢失200~300mEq。

有人把低钾血症分为轻、中、重度，即血清K＋ 3.0~3.5mmol/L为轻度低血钾；2.5~3.0mEq/L为中度低血钾；<2.5mEq/L为重度低血钾症。

低血钾症在电解质紊乱疾病中相对常见，有人统计血清K＋<3.5mmol/L在住院病人中高达20%，尤其见于高血压病人用噻嗪类利尿剂治疗时其发生率可高达48%（平均15%~30%）。低血钾使住院病人死亡率增加10倍，这是由于它的心律紊乱、高血压和其他心血管事件所致。

低钾血症的发病因素：摄入不足、排法过多：消化道排泄，肾脏排泄，皮肤排泄（出汗烧伤）、钾从胞外向胞内转移

K+摄入不足

（1）禁食或厌食 肾脏的保K+功能较差，禁食或厌食超过1周可以发生低钾血症。

（2）偏食 少数患者偏食，如仅食面包，其食物中含K+量极少

（3)营养不良，慢性酒精中毒，Crhon病等。

K+消化道排渣过多

（1）胃液丢失K+：呕吐、胃肠引流

（2）腹泻 瘘管通便剂过度，粪液中钾含量可达100mmol/L，腹泻时引起K+ 、Na+丢失，血容量下降，继发性醛固酮增高，促进低钾血症的发生，如霍乱病人。

Verner-Morrison综合征，又称胰性霍乱，水样泻-低血钾-无胃酸综合征（WDHA综合征），为胰腺非β细胞瘤，分泌肠血管活性肽（VIP），故又称VIP-oma。

临床特点为水泻、低血钾、胃酸缺乏。急性期水泻量可达5升/d，大量失K+、失Na+、失NaHCo3- ，伴有继发性醛固酮升高。有时伴高血钙，这可能VIP激活PTH/PTHrP受体所致。

绒毛状腺瘤，好发于结肠和直肠面积很大的腺瘤，患者慢性腹泻，粪液量可达1.5~3.5L/d，结肠黏液排泄过多，伴低钾血症。

长期滥用泻剂，可引起低血钾和代谢性碱中毒，因粪液中K+含量高达30-50mmol/d

甲状腺髓样癌，分泌前列腺素样物质，刺激结肠黏膜而产生腹泻。

肾脏失钾过多

1、渗透性利尿 高血糖、甘露醇、大量等渗氢化钠、重碳酸盐等，在近曲小管和享氏袢升支K+、Na+、H2O重吸收减少，到远端肾单位液体增多，尿K+排渣增加，并可引起继发性醛固酮分泌增加。

2、利尿剂 噻嗪类、醋唑磺胺、速尿、利尿酸钠等利尿剂都可使尿K+增多，引起低血钾。

3、盐皮质激素、糖皮质激素过多

醛固酮增多症（高醛固酮血症） 继发性醛固酮增多症：肾动脉狭窄、Page肾（肾包膜下肿块或血肿压迫伴高肾素血症）、分泌肾素的肾脏肿瘤等引起血循环中肾素升高，导致AII和醛固酮分泌增高，伴有低血钾。

原发性醛固酮增多症：肾上腺皮质腺瘤、增生所致的高醛固酮分别占原醛的60%和40%，罕见的还有肾上腺皮质癌或旁肿瘤（如淋巴瘤）。原醛的诊断，除常规查血浆肾素-血管紧张素-醛固酮以外，检查血浆醛固（PAC）/血浆肾素活（PRA）之比值，以提高原醛在高血压普查中的发生率。原来认为，原醛在高血压患者中占0.5%，目前认识提高后已高达5%~10%

糖皮质类固醇过多（Cushing’s syndrome）

Cushing’s综合征时糖皮质激素过高，而醛固酮和肾素浓度通常是正常的，DOC（11-去氧皮质酮）正常或中度升高。异位ACTH综合征，低血钾的发生是由于DOC和糖皮质激素（也具拟盐皮质类固醇活性）升高所致，见于支气管类癌、胰岛细胞癌、甲状腺髓样癌、嗜铬细胞瘤等。

4. 遗传性低血钾伴血压正常或降低——Bartter和Gitelmen综合征

Bartter综合征 1962年Bartter等首先描述的低血钾性碱中毒、高肾素、高醛固酮、正常血压、球旁装置肥大和增生，称Bartter综合征。 Bartter综合征是一种常染色体隐性遗传性疾病，常发生于出生前或新生儿时期，羊水过多和分娩提前很常见。出生后表现生长停滞、口渴多尿、脱水、低血压、肌无力或肌痉挛、麻木、软骨钙盐沉着和关节痛。还可有肾脏钙质沉着症。Bartter征的发生是由于基因突变导致远端集合管（DCT）和Henle氏襻升粗支（TALH）离子转运通道异常，发生水盐吸收障碍。 Bartter征球旁装置肥大增生，引起肾素和醛固酮升高。Bartter征常伴前列腺素合成和排渣增加，可以解释全身的症状，环氧化酶抑制剂（消炎痛）可以抑制前列腺素合成，改善Bartter征的症状，但不能纠正肾小管的缺陷。

根据基因不同，Bartter可有几种亚型：Bartter征I型（BSⅠ）：肾小管Na+/K+/2cl-联合转运体（NKCC2）异常，减少Nacl在TALH的重吸收，导致失盐、低血容量、低血压和高肾素-血管紧张素醛固酮系统，Na+在肾小管上皮Na+通道重吸收增加，出现低血钾碱中毒。

另联合转运体功能丧失，阻碍了Ca++的重吸收，导致严重高尿钙症（Uca/Ucr>0.40），引起肾钙化症。[但某些伴氯通道缺陷者，其钙排法率可以正常，如BS Ⅲ型]。Bartter征Ⅱ型（BSⅡ）：肾小管髓质外K+通道（ROMK）异常，TALH的Na+/K+/2cl-联合转运体受肾脏K+通道的控制，该通道使K+再循环返回TALH的小管腔内。由于肾小管K+通道功能异常，K+再循环受抑制，继发抑制Na+/K+/2cl-联合转运体、出现BSⅡ的临床表现。Bartter征Ⅲ型（BS Ⅲ）：肾小管cl-通道异常，导致cl-在TALH的重吸收障碍，cl-经Na+/K+/2cl-联合转运体进入管腔，出现B Ⅲ的临床表现。Bartter征Ⅳ型（BS Ⅳ）：这是Barttin突变， Barttin是一种蛋白，激活ICI-Kaβ-亚单位和ICI-Kb氯通道所必须的。 Barttin 突变，影响氯通道，出生前Bartter征，并伴感觉神经性耳聋。Bartter征常发生于出生前或新生儿时用，羊水过多和分娩提前很常见。出生后表现生长停滞、口渴多饮、脱水、低血压、肌肉无力、抽搐、麻木，软骨钙盐沉着，关节疼痛。与Gitelman征相比， Bartter征总是有高尿钙症和血镁正常。发生肾脏钙沉着症多见于BSⅠ、Ⅱ和Ⅳ型。

I型 II型 III型 Ⅳ型 Gitelman

羊水过多 + + + + —

生长失败 + + + + —

生长停滞 + + + + —

多尿 + + + + —

烦渴 + + + + —

肌肉痉挛/抽搐 — — — — ±

软骨钙盐沉着 — — — — ±

肾脏钙质沉着 + + — + —

感觉神经耳聋 — — — +

Bartter征的治疗包括补钾、安替舒通和非类固醇的抗类症药物。消炎痛已被广泛应用，只要尿中PGE2浓度升高。ACEI和补钾治疗已成功地治疗Bartter征。

对婴儿和儿童，也要注意促进长个子的治疗（rhGH）。

Gitelman综合征是常染色体隐性遗传性疾病，产生机制是由于远曲小管编码噻嗪类敏感的Na+/cl-转运体基因灭活，或者由于Na+/cl-联合转运体（NCCT）基因突变所致。编码NCCT的基因位于16q13。

由于NCCT功能缺陷，造成远曲小管Na+和cl-重吸收障碍，水丢失过多，细胞外液容量

减少，激活肾素-血管紧张系统，使远曲小管和集合管K+分泌而导致低血钾，尿K排泄增加。GS是常染色体隐性遗传病,临床主要表现低血钾,低血镁,低氯性代谢性碱中毒,低钙尿,血压正常。

Gitelman征的生化特点：除低血钾、代谢性碱中毒外，还有低血镁、低尿钙、高尿镁。血总钙和游离钙正常，尿钙/尿肌酐比值≤0.20,而Bartter征的Uca/ucr>0.2。大多数Gitelman征尿PGE2正常，血清Ca、P、VitD或PTH等正常，对骨密度方面，有骨密度受影响（受损）和不受影响两种。