病理生理学钾代谢障碍

1、病理生理学钾代谢障碍授课内容：授课内容： 钾的体内分布正常钾代谢 钾平衡的调节 钾的生理功能 低钾血症和缺钾钾代谢障碍 高钾血症 钾代谢紊乱防治的病理生理基础钾的体内分布钾的体内分布体内分布n细胞内液：90%，140 160mmol/L n细胞外液：1.4%，4.20.3mmol/L 血清钾浓度：3.55.5mmol/Ln其它：骨钾7.6%，消化液1%摄入与排出n肾脏：多摄多排、少摄少排、不摄也排n消化道：结肠n汗液细胞内外钾平衡跨细胞转移机体内外钾平衡肾脏排泄结肠排出汗液丢失摄入钾平衡的调节钾平衡的调节钾平衡的调节钾平衡的调节1.钾的跨细胞转移2.肾对钾排泄的调节3.结肠的排钾功能4.汗液排

2、钾1.钾的跨细胞转移钾的跨细胞转移泵泵-漏机制漏机制（pump-leak mechanism）n泵：泵：Na+-K+-ATP酶酶n漏：顺浓度差通过钾离子通道出胞漏：顺浓度差通过钾离子通道出胞H+-K+交换交换泵K+Na+漏K+H+K+换K+H+影响因素影响因素泵K+Na+漏K+胰岛素醛固酮细胞外液高钾碱中毒肾上腺能总钾量多细胞外液高渗运动酸中毒肾上腺能总钾量少影响因素影响因素H+K+换K+H+碱中毒酸中毒钾平衡的调节钾平衡的调节1.钾的跨细胞转移2.肾对钾排泄的调节3.结肠的排钾功能4.汗液排钾2.肾对钾排泄的调节肾对钾排泄的调节钾自由通过肾小球滤过膜近曲小管和髓袢重吸收滤过钾量的90%95%

3、远曲小管集合小管对钾的分泌和重吸收调节钾平衡的调节钾平衡的调节1.钾的跨细胞转移2.肾对钾排泄的调节3.结肠的排钾功能4.汗液排钾3.结肠的排钾功能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.汗液排钾汗液排钾钾的生理功能钾的生理功能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授课内容：授课内容： 钾的体内分布正常钾代谢 钾平衡的调节 钾的生理功能 低钾血症和缺钾钾代谢障碍 高钾血症 钾代谢紊乱防治的病理生理基础钾代谢障碍钾代谢障碍血清钾正常值3.55.5mmol/Ln低钾血症 缺钾与低钾血

4、症常合并发生n高钾血症17一、低钾血症一、低钾血症 缺钾缺钾低钾血症低钾血症 血清钾浓度低于血清钾浓度低于3.5mmol/L。缺钾缺钾 细胞内钾和机体总钾量的丢失。细胞内钾和机体总钾量的丢失。低钾血症和缺钾常同时发生，也可分别发生！低钾血症和缺钾常同时发生，也可分别发生！一、低钾血症一、低钾血症血清钾浓度低于3.5mmol/L（一）原因和机制n（1）钾摄入不足n（2）钾丢失过多n（3）细胞外钾转入细胞内（1）钾摄入不足）钾摄入不足禁食、厌食、节食 肾脏每天仍要随尿排出10mmol以上K+ 单纯摄入不足造成的不严重20（2）钾丢失过多1）经肾失钾过多）经肾失钾过多n利尿剂：使利尿剂：使远端小管原

5、尿流速加快，血容量减少使醛固酮增多远端小管原尿流速加快，血容量减少使醛固酮增多n盐皮质激素过多：原发性或继发性醛固酮增多盐皮质激素过多：原发性或继发性醛固酮增多n各种肾疾病：各种肾疾病：原尿流速加快或多尿原尿流速加快或多尿n肾小管性酸中毒合并钾丢失肾小管性酸中毒合并钾丢失w型：远曲小管性型：远曲小管性泌泌H+障碍使障碍使H+- Na +交换减弱，交换减弱， K +- Na +交换增加交换增加w型：近曲小管性型：近曲小管性重吸收重吸收K+和和HCO3及磷障碍及磷障碍n镁缺失：髓袢镁缺失：髓袢Na+-K+-ATP酶失活重吸收滤过钾障碍酶失活重吸收滤过钾障碍2）肾外途径的过度失钾）肾外途径的过度失钾

6、n胃肠道消化液丢失钾并伴有醛固酮增多使肾排钾胃肠道消化液丢失钾并伴有醛固酮增多使肾排钾n高温时皮肤大量出汗丢失钾高温时皮肤大量出汗丢失钾21（3）细胞外钾转移入细胞内）细胞外钾转移入细胞内 碱中毒：碱中毒：过量胰岛素使用：激活过量胰岛素使用：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：激活肾上腺素能受体活性增强：激活Na+-K+-ATP酶酶毒物：钡、棉酚阻滞钾外流通道毒物：钡、棉酚阻滞钾外流通道低钾性周期性麻痹：钾进入细胞，钙内流受阻低钾性周期性麻痹：钾进入细胞，钙内流受阻 K+Na+尿K+泵K+Na+（二）（二）低钾血症对机体的

7、影响低钾血症对机体的影响（1）与膜电位异常相关的障碍正常静息电位（电化学平衡）浓度势能电势能细胞外液K浓度Em 细胞外K细胞内外浓度差K外流增加（达到化学平衡所需电位差 ）|Em|浓度势能电势能对对K K+ +的通透性的影响的通透性的影响nKK+ + e e降低，心肌细胞膜对降低，心肌细胞膜对K K+ +的通透性降低的通透性降低nKK+ + e e降低，对骨骼肌和平滑肌细胞膜降低，对骨骼肌和平滑肌细胞膜K K+ +的通透性的影响不大的通透性的影响不大对对NaNa+ +的通透性的影响的通透性的影响 |Em |Em |快钠通道失活快钠通道失活 NaNa+ +通透性通透性对对CaCa2+2+的通透性

8、的影响的通透性的影响 K K+ +和和CaCa2+2+竞争性通过细胞膜竞争性通过细胞膜K K+ +变化对膜离子通透性的影响变化对膜离子通透性的影响（二）（二）低钾血症对机体的影响低钾血症对机体的影响（1）与膜电位异常相关的障碍n神经肌肉（1）急性低钾血症对神经肌肉的影响）急性低钾血症对神经肌肉的影响骨骼肌无力、麻痹（超极化阻滞）胃肠道平滑肌 肌无力甚至麻痹EmEt|Em |K+外流 K+e/K+i |Em| 兴奋性超极化阻滞超极化阻滞 细胞外液细胞外液K+浓度急剧降低时，细胞内液浓度急剧降低时，细胞内液K+浓度浓度K+i和细胞外液和细胞外液K+e的比值变大，静息状态下细胞内液的比值变大，静息状

9、态下细胞内液K+外流增加，使骨骼外流增加，使骨骼肌和胃肠道平滑肌细胞肌和胃肠道平滑肌细胞Em负值增大，与负值增大，与Et间的距离间的距离EmEt增增大，细胞处于超极化状态，兴奋性降低，严重时甚至不能兴奋。大，细胞处于超极化状态，兴奋性降低，严重时甚至不能兴奋。（二）（二）低钾血症对机体的影响低钾血症对机体的影响（1）与膜电位异常相关的障碍n神经肌肉n心肌（2）低钾血症对心肌的影响低钾血症对心肌的影响心肌电生理特性心肌功能损害心肌电生理特性0期Na+内流1期K+外流2期Ca 2+内流 K+外流3期K+外流4期Na+泵401234EmEt正常动作电位低钾血症低钾血症心肌心肌电生理特性变化电生理特性

10、变化 低钾K+通透性降低浓度差增大K+顺浓度差外流延迟而减少|Em|减小Em与Et距离减小心肌兴奋性增高正常兴奋性K+外流 | Em | |Em | EmEt34兴奋性兴奋性K+外流外流，|Em | 低钾血症心肌生理特性变化401234EmEt0期Na+内流1期K+外流2期Ca 2+内流 K+外流3期K+外流4期Na+泵传导性下降n|Em | ，快钠通道失活，Na+内流减慢，0期去极速度减慢幅度降低，兴奋的扩布减慢35兴奋性兴奋性K+外流外流，|Em | 低钾血症心肌生理特性变化401234EmEt0期Na+内流1期K+外流2期Ca 2+内流 K+外流3期K+外流4期Na+泵传导性|Em |

11、，快钠通道失活收缩性（轻度低血钾）K+外流，2期Ca2+内流 收缩性（严重或慢性细胞内缺钾）细胞代谢障碍变性坏死兴奋性 传导性收缩性自律性 （K+外流减慢，4期Na+内流相对，自动除极加速）低钾血症低钾血症心肌心肌电生理特性变化电生理特性变化401234EtEm37急性低钾血症急性低钾血症心肌心肌生理特性变化生理特性变化兴奋性 传导性 收缩性 or 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低钾血症低钾血症心肌功能损害心肌功能损害心律失常自律性 窦性心动过速、期前收缩、阵发性心动过速对洋地黄类强心药物毒性的敏感性增强 洋地黄与钠泵亲和力增高（二）（二）低钾血症对机体

12、的影响低钾血症对机体的影响（1）与膜电位异常相关的障碍n神经肌肉n心肌（2）与细胞代谢障碍有关的损害（2）与细胞代谢障碍有关的损害）与细胞代谢障碍有关的损害1） 骨骼肌损害n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n肌肉代谢障碍2） 肾脏损害n间质样肾炎样形态学改变n尿浓缩功能障碍而多尿（二）（二）低钾血症对机体的影响低钾血症对机体的影响（1）与膜电位异常相关的障碍n神经肌肉n心肌（2）与细胞代谢障碍有关的损害（3）对酸碱平衡的影响碱中毒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

13、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）对酸碱平衡的影响血液肾小管液H+K+碱中毒H +Na+反常性酸性尿授课内容：授课内容： 钾的体内分布正常钾代谢 钾平衡的调节 钾的生理功能 低钾血症和缺钾钾代谢障碍 高钾血症 钾代谢紊乱防治的病理生理基础一、低钾血症一、低钾血症血清钾浓度低于血清钾浓度低于3.5mmol/L（一）原因和机制（一）原因和机制n（1）钾摄入不足）钾摄入不足n（2）钾丢失过多）钾丢失过多n（3）钾转移入细胞）钾转移入细胞二、高钾血症二、高钾血症血清钾浓度高于5.5mmol/L（一）原因和机制n（1）钾输入过多n（2）肾排钾障碍n（3）钾转移出

14、细胞（1）钾摄入不足钾摄入不足低钾血症低钾血症 禁食、厌食（1 1）钾摄入过多钾摄入过多高钾血症高钾血症 静脉输入大量钾盐、 库存血利尿剂醛固酮过多各种肾疾病肾小管性酸中毒镁缺失（2）经肾丢失低钾血症（2）肾排钾障碍高钾血症长期应用潴钾利尿剂醛固酮不足或对醛固酮反应不足：Addison病、间质性肾炎等急慢性肾衰少尿期：GFR减少或排钾障碍（3）钾入细胞钾入细胞低钾血症低钾血症碱中毒碱中毒过量胰岛素使用过量胰岛素使用肾上腺素能受体活性增强肾上腺素能受体活性增强毒物：钡、棉酚毒物：钡、棉酚低钾性周期性麻痹低钾性周期性麻痹（3 3）钾出细胞钾出细胞高钾血症高钾血症 酸中毒高血糖合并胰岛素不足受体阻滞

15、剂等药物溶血、挤压综合症时组织分解缺氧ATP不足Na+-K+-ATP酶障碍高钾性周期性麻痹假性高钾血症：静脉穿刺红细胞机械性损伤（二）（二）高钾血症对机体的影响高钾血症对机体的影响（1）神经肌肉（1）高钾血症对神经高钾血症对神经-肌肉的影响肌肉的影响急性轻度急性轻度兴奋性兴奋性感觉异常、肢体刺痛感觉异常、肢体刺痛急性重度急性重度兴奋性兴奋性肌肉软弱无力甚至弛缓性麻痹肌肉软弱无力甚至弛缓性麻痹EmEt|Em |K+外流Em 绝对值与Et距离缩短甚至接近使快钠通道失活Em= Et去极化阻滞去极化阻滞去极化阻滞细胞外液细胞外液K+浓度急剧升高时，细胞内液浓度急剧升高时，细胞内液K+浓度浓度K+i和细

16、胞外液和细胞外液K+e的比值更小，使肌肉细胞的的比值更小，使肌肉细胞的Em负值变小甚至几乎接近于负值变小甚至几乎接近于Et水平，水平，Em值过小使快值过小使快Na+通道失活，细胞处于去极化阻滞状态通道失活，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。而不能兴奋，表现为肌肉软弱无力甚至弛缓性麻痹。 （二）（二）高钾血症对机体的影响高钾血症对机体的影响（1）神经肌肉（2）心肌（2）高钾血症对心肌的影响高钾血症对心肌的影响心肌电生理特性心电图的改变高钾血症高钾血症心肌心肌电生理特性变化电生理特性变化K+通透性升高浓度差减小K+顺浓度差外流加速但总量少 |Em|减小EmEt心肌

17、兴奋性Em与Et距离减小心肌兴奋性高钾EmEt轻度高钾|Em | 兴奋性重度高钾Em Et 兴奋性（去极化阻滞）|Em |重度高钾兴奋性先后高钾血症高钾血症心肌心肌电生理特性变化电生理特性变化401234EmEt0期Na+内流1期K+外流2期Ca 2+内流 K+外流3期K+外流4期Na+泵传导性（|Em|，快钠通道逐步失活，除极延迟）高钾血症高钾血症心肌心肌电生理特性变化电生理特性变化401234EmEt0期Na+内流1期K+外流2期Ca 2+内流 K+外流3期K+外流4期Na+泵传导性收缩性（2期Ca2+内流）兴奋性先后兴奋性先后 传导性收缩性自律性 （K+外流加快，4期Na+内流相对，自动

18、除极延缓）高钾血症高钾血症心肌心肌电生理特性变化电生理特性变化401234EtEm高钾血症高钾血症心肌心肌电生理特性变化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”高钾血症心电图的改变高钾血症心电图的改变高钾血症高钾血症心肌功能损害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（二）（二）高钾血症对机体的影响高钾血症对机体的影响（1）神经肌肉（2）心肌（3）酸碱平衡酸中毒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）对酸碱平衡的影响血液肾小管液酸中毒K+H+K +Na+反常性碱性尿H+H+钾代谢障碍钾代谢障碍与与酸碱平衡酸碱平衡的的互为因果互为因果关系关系碱中毒碱中毒酸中毒低血钾低血钾高血钾酸中毒高血钾H+K+尿H+K+H