正常钾代谢及钾代谢障碍

第三章,水、电解质代谢紊乱,病生,病理生理学系 茅家慧,2,3,第二节,钾代谢紊乱Potassium Imbalance,5,钾的生理功能,1.维持细胞新陈代谢 ： 糖原、蛋白质的合成2.保持细胞静息膜电位（参与动作电位的形成）3.调节细胞内外的渗透压和酸碱平衡,6,钾的正常代谢,体内分布细胞内液：90%，140 160mmol/L 细胞外液：1.4%，4.20.3mmol/L 血清钾浓度：3.55.5mmol/L其它：骨钾7.6%，消化液1%摄入与排出肾脏：多摄多排、少摄少排、不摄也排消化道：结肠汗液,7,细胞内外钾平衡,钾平衡的调节,8,1. 钾的跨细胞转移,泵-漏机制（pump-leak mechanism）泵：Na+-K+-ATP酶漏：顺浓度差通过钾离子通道出胞H+-K+交换,9,影响因素,胰岛素醛固酮肾上腺能镁离子细胞外液高钾总钾量少,运动细胞外液高渗肾上腺能总钾量多,10,影响因素,换,碱中毒,酸中毒,11,2.肾对钾排泄的调节,钾自由通过肾小球滤过近曲小管和髓袢Na+-K+-ATP酶重吸收滤过钾的90%95%远曲小管集合小管分泌排钾重吸收钾,12,远曲小管集合小管调节钾平衡,1）钾分泌机制2）集合小管对钾的重吸收,13,影响因素1.钠泵 2. 钾通透性 3.电化学梯度,1.钠泵,2. 钾通透性,3.电化学梯度,远端小管原尿流速,1）钾分泌机制,14,2）集合小管对钾的重吸收,摄钾明显不足时 闰细胞肥大对钾的净吸收,质子泵H+ -K+-ATP酶,15,3.结肠的排钾功能,结肠上皮细胞分泌钾醛固酮肾衰分泌摄入钾的1/3（34%）,4.汗液含钾,16,钾代谢障碍,血清钾正常值3.55.5mmol/L低钾血症低钾血症常合并缺钾高钾血症,17,一、低钾血症（hypokalemia）,血清钾浓度低于3.5mmol/L（一）原因和机制（1）钾摄入不足（2）钾丢失过多（3）钾的跨细胞分布异常 细胞外钾转入细胞内,18,（1）钾摄入不足,禁食、厌食、节食,钾来源减少,不吃也排,低钾血症,肾脏每天仍要随尿排出10mmol以上K+,19,（2）钾丢失过多,1）经肾失钾过多利尿剂：使远端小管原尿流速加快，血容量减少使醛固酮增多盐皮质激素过多：原发性或继发性醛固酮增多各种肾疾病：原尿流速加快或多尿肾小管性酸中毒合并钾丢失型：远曲小管性泌H+障碍使H+- Na +交换减弱， K +- Na +交换增加型：近曲小管性重吸收K+和HCO3及磷障碍镁缺失：髓袢Na+-K+-ATP酶失活重吸收滤过钾障碍2）肾外途径的过度失钾胃肠道消化液丢失钾并伴有醛固酮增多使肾排钾高温时皮肤大量出汗丢失钾,20,（3）细胞外钾转入细胞内,碱中毒：过量胰岛素使用：激活Na+-K+-ATP酶，钾随同葡萄糖入细胞合成糖原肾上腺素能受体活性增强：激活Na+-K+-ATP酶毒物：钡、棉酚阻滞钾外流通道低钾性周期性麻痹：钾进入细胞，钙内流受阻,21,（二）低钾血症对机体的影响,1、与膜电位异常相关的障碍（1）神经肌肉（2）心肌2、与细胞代谢障碍有关的损害3、对酸碱平衡的影响,22,心肌电生理特性,正常静息电位（电化学平衡）：,23,1.对膜电位的影响,|Em |,|Em | ,EmEk+=59.5lgK+e/K+i,24,对K+的通透性的影响 K+e 心肌细胞膜 K+通透性（钾电导） 骨骼肌和平滑肌 影响不大对Na+的通透性的影响 K+e |Em |快钠通道失活 Na+通透性对Ca2+的通透性的影响 K+和Ca2+竞争性通过细胞膜 K+e Ca2+通透性,2.对膜离子通透性的影响,25,（1）低钾血症对神经肌肉的影响,神经肌肉兴奋性,26,神经肌肉兴奋性降低的机制,27,神经肌肉兴奋性降低的机制,超极化阻滞,28,超极化阻滞,细胞外液K+浓度急剧降低时，细胞内液K+浓度K+i和细胞外液K+e的比值变大，静息状态下细胞内液K+外流增加，使骨骼肌和胃肠道平滑肌细胞Em负值增大，与Et间的距离Em-Et增大，细胞处于超极化状态，兴奋性降低，严重时甚至不能兴奋。,29,CNS：萎靡、倦怠、嗜睡骨骼肌：四肢无力软瘫，呼吸肌麻痹胃肠道平滑肌：食欲不振、腹胀、麻痹性 肠梗阻,神经肌肉兴奋性降低的表现,30,（2）低钾血症对心肌的影响,心肌生理特性心电图的改变心肌功能损害,31,心肌电生理特性,0期Na+内流1期K+外流2期Ca2+内流 K+外流3期K+外流4期Na+-K+泵,正常动作电位：,32,低钾血症心肌电生理特性变化,低钾,K+通透性降低,浓度差增大,33,兴奋性,K+外流 |Em | ,|Em | ,Em,Et,34,兴奋性（|Em | ）,低钾血症心肌电生理特性变化,传导性（|Em |，快钠通道逐步失活，除极延迟）,35,兴奋性（|Em | ）,低钾血症心肌电生理特性变化,传导性（快钠通道逐步失活）,收缩性：轻度（2期Ca2+内流）； 严重（细胞内缺钾导致代谢障碍而坏死）,36,兴奋性 传导性收缩性严重时自律性 （K+外流，4期Na+内流相对，自动除极加速）,低钾血症心肌电生理特性变化,37,低钾血症心肌电生理特性变化,兴奋性传导性收缩性严重时自律性,“三高一低 ”,严重或慢性细胞内缺钾时收缩性,38,低钾血症心电图的改变,39,低钾血症心肌功能损害,心律失常 窦性心动过速、异位起博、阵发性心动过速洋地黄中毒更敏感,40,2.与细胞代谢障碍有关的损害,1） 骨骼肌损害肌肉运动时没有足够钾扩血管，发生缺血缺氧性肌痉挛和横纹肌溶解肌肉代谢障碍2） 肾脏损害间质样肾炎样形态学改变尿浓缩功能障碍而多尿,41,代谢性碱中毒H+-K+交换反常性酸性尿肾小管上皮细胞内K+浓度降低，H+浓度升高，造成肾小管 K+-Na+交换减弱而H+-Na+交换加强，尿排H+ 增加排K+减少，加重代谢性碱中毒，且尿液反而呈酸性 。,（3）对酸碱平衡的影响,血液,肾小管液,碱中毒,反常性酸性尿,42,二、高钾血症,43,一、低钾血症（hypokalemia）,血清钾浓度低于3.5mmol/L（一）原因和机制（1）钾摄入不足（2）钾丢失过多（3）钾转移入细胞,二、高钾血症（hyperkalemia）,血清钾浓度高于5.5mmol/L（一）原因和机制（1）钾摄入过多（2）肾排钾减少（3）钾转移出细胞,44,（1）钾摄入不足低钾血症,禁食、厌食,（1）钾摄入过多高钾血症,静脉输入大量钾盐、 库存血,45,利尿剂醛固酮过多肾疾患肾小管性酸中毒镁缺失,（2）经肾丢失低钾血症,（2）肾排钾减少高钾血症,GFR显著下降醛固酮不足 对醛固酮反应不足潴钾利尿剂,46,（3）钾入细胞低钾血症,碱中毒药物（胰岛素、-受体激动剂）毒物低钾性周期性麻痹,（3）钾出细胞高钾血症,酸中毒胰岛素不足、药物（-受体拮抗剂）细胞损伤（组织分解、缺氧）高钾性周期性麻痹假性高钾血症,47,（二）高钾血症对机体的影响,1、膜电位异常引发的障碍（1）对神经-肌肉的影响（2）对心肌的影响2、对酸碱平衡的影响,48,（1）高钾血症对神经肌肉的影响,神经肌肉兴奋性轻度高钾重度高钾,表现：轻度时肢体的感觉异常、刺痛等症状， 严重时肌肉软弱无力甚至迟缓性麻痹。,49,血K+ ,机制：,50,血K+ ,机制：,去极化阻滞,51,去极化阻滞,细胞外液K+浓度急剧升高时，细胞内液K+浓度K+i和细胞外液K+e的比值更小，使肌肉细胞的Em负值变小甚至几乎接近于Et水平，Em值过小使快Na+通道失活，细胞处于去极化阻滞状态而不能兴奋，表现为肌肉软弱无力甚至弛缓性麻痹。,52,心肌生理特性的改变心电图变化心肌功能损害,（2）高钾血症对心肌的影响,53,心肌电生理特性变化,低钾血症,K+通透性降低,浓度差增大,K+通透性升高,浓度差减小,高钾血症,54,轻度高钾|Em | 兴奋性重度高钾Em Et兴奋性（去极化阻滞）,|Em | ,重度高钾,55,兴奋性先后,高钾血症心肌电生理特性变化,传导性,收缩性（2期Ca 2+内流）,56,高钾血症心肌电生理特性变化,兴奋性先后 传导性收缩性自律性（K+外流加速，4期Na+内流相对，自动除极减慢）,57,高钾血症心肌电生理特性变化,兴奋性先后 传导性收缩性自律性,“三低半高”,58,高钾血症心电图的改变,P波QRS波压低增宽P-R延长 Q-T稍缩短,59,高钾血症心肌功能损害,心肌功能损害心律失常 窦性心动过缓、窦性停博；传导阻滞；室颤,60,代谢性酸中毒H+-K+交换反常性碱性尿肾小管上皮细胞内K+浓度增高，H+浓度减低，造成肾小管H+-Na+交换减弱而K+-Na+交换加强，尿排K+增多，排H+减少，加重代谢性酸中毒，且尿液反而呈碱性,（3）对酸碱平衡的影响,血液,肾小管液,酸中毒,反常性碱性尿,H+,H+,61,三、钾代谢紊乱防治的病理生理基础,防治原发病低钾血症和缺钾补钾原则尽量口服静脉补钾低浓度低速度见尿补钾严重缺钾疗程长10-15天必要时补镁高钾血症对抗高K+心肌毒性和清除K+原则对抗K+的心肌毒性Na+ 、 Ca2+液K+入细胞胰岛素、葡萄糖排钾透析,神经肌肉的影响,低钾血症,高钾血症,细胞内外浓度差,细胞外流,|Em|,兴奋性,细胞内外浓度差,细胞外流,|Em|,兴奋性,EmEt,兴奋性,心肌电生理特性变化,低钾血症,高钾血症,兴奋性传导性收缩性自律性,三高一低,兴奋性先后传导性收缩性自律性,三低半高,低钾血症,K+通透性降低,浓度差增大,|Em|减小,Em与Et距离减小,心肌兴奋性,K+通透性升高,浓度差减小,|Em|减小,高钾血症,EmEt,心肌兴奋性,Em与Et距离减小,心肌兴奋性,酸碱平衡的影响,低钾血症,高钾血症,碱中毒反常性酸性尿,酸中毒反常性碱性尿,66,思考题,名词低钾血症、高钾血症超极化阻滞、去极化阻滞问答比较低钾血症、高钾血症 概念、原因机制、对机体的影响（神经-肌肉，心肌以及酸碱）,67,1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2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3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4“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,68,5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6影响细胞内外钾平衡调节的主要激素是 ( )