第二節(jié) 鉀代謝紊亂
鉀代謝紊亂主要指細(xì)胞外液中鉀離子濃度的異常變化,包括低鉀血癥和高鉀血癥。Www.Pinwenba.Com 吧
一、低鉀血癥
血清鉀濃度低于3.5 mmol/L稱為低鉀血癥(hypokalemia)。多數(shù)情況下,低鉀血癥患者體鉀缺乏,但在鉀離子分布異常、細(xì)胞外的鉀離子大量轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)時,機(jī)體含鉀總量不一定減少。
(一)原因和機(jī)制
1.鉀攝入不足 在正常飲食情況下,一般不會發(fā)生低鉀血癥。只有在昏迷、消化道梗阻不能進(jìn)食或胃腸手術(shù)后禁食患者,以及靜脈輸液時沒有補(bǔ)鉀或補(bǔ)鉀不足,由于腎臟每日仍排出一定的鉀,可導(dǎo)致低鉀血癥和缺鉀。
2.鉀丟失過多
(1)經(jīng)消化道失鉀 ①各種消化液的鉀含量均高于血清鉀,嚴(yán)重嘔吐、腹瀉、胃腸引流、腸瘺等丟失大量消化液時,都會引起鉀離子的大量丟失;②嘔吐所致的代謝性堿中毒可使細(xì)胞外的鉀離子轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)加重低鉀血癥;③嘔吐引起的血容量減少,又使醛固酮分泌增加,腎排鉀增多。消化道失鉀是小兒低鉀血癥的常見原因。
(2)經(jīng)腎失鉀 這是成人失鉀的常見原因。常見于:①長期大量使用利尿劑,如氯噻嗪、利尿酸、呋塞米等,這些藥物抑制髓襻升支對Na+的重吸收,使流至遠(yuǎn)曲小管原尿中的Na+量增加,促進(jìn)K++-Na++交換,使尿排鉀增多。利尿劑引起血容量減少,使醛固酮分泌增多,也增加尿鉀排出。②滲透性利尿,糖尿病、急性腎衰竭多尿期、腎盂腎炎、使用甘露醇等所致的利尿常伴有鉀排出增多。③原發(fā)或繼發(fā)性醛固酮增多、長期大量使用腎上腺皮質(zhì)激素,可導(dǎo)致失鉀。④腎小管酸中毒,Ⅰ型(遠(yuǎn)端)酸中毒,由于遠(yuǎn)端小管泌H++障礙,導(dǎo)致K++-Na++交換增加,尿鉀排出增多;Ⅱ型(近端)酸中毒,是一種多原因引起的近端小管重吸收HCO3-、K++和磷等障礙為特征的綜合征。⑤堿中毒時,腎小管上皮細(xì)胞排H++減少,H++-Na++交換減少,而K++-Na++交換加強(qiáng),使K++隨尿液排出增多。
(3)經(jīng)皮膚失鉀 汗液含鉀5~10 mmol/L,高溫或劇烈運(yùn)動,可因大量出汗丟失較多的鉀。
3.細(xì)胞外K++轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi) 因細(xì)胞外K++向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移而引起低鉀血癥,但體內(nèi)總鉀量未變,主要見于以下情況:①代謝性堿中毒,堿中毒時,細(xì)胞內(nèi)H++轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外,為維持離子平衡,細(xì)胞外K++即移入細(xì)胞內(nèi),引起血清鉀降低;②過量使用胰島素,一方面,可直接激活細(xì)胞膜上Na++,K++-ATP酶的活性,使細(xì)胞外的K++轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi),另一方面應(yīng)用胰島素合成糖原時,K++隨葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),可引起血清鉀降低;③α腎上腺素受體活性增強(qiáng),腎上腺素、舒喘靈等可激活Na++,K++-ATP酶促進(jìn)細(xì)胞外K++內(nèi)移;④毒物中毒,粗制棉籽油、鋇中毒等,由于阻斷K++從細(xì)胞內(nèi)流出,使K++外流減少,導(dǎo)致細(xì)胞外低鉀;⑤周期性低鉀,由于血清鉀向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移,引發(fā)的癱瘓發(fā)作。
(二)對機(jī)體的影響
低鉀血癥對機(jī)體的影響,取決于血清鉀降低的程度、速度和持續(xù)時間,血清鉀濃度越低,對機(jī)體的影響越大。
1.對神經(jīng)肌肉的影響 主要影響的是骨骼肌(先上肢)和胃腸道平滑肌,嚴(yán)重時影響下肢、軀干肌和呼吸肌。
(1)急性低鉀血癥 常見的癥狀是神經(jīng)肌肉的興奮性降低所致的肌肉無力乃至麻痹。①輕度低鉀:血清鉀濃度低于3 mmol/L時,可出現(xiàn)四肢肌無力;②重度低鉀:血清鉀濃度低于2.5 mmol/L時,可出現(xiàn)軟癱,嚴(yán)重時可出現(xiàn)呼吸肌麻痹或麻痹性腸梗阻(表現(xiàn)腹脹、腸鳴音減弱甚至消失)。因?yàn)椋外浹Y時,細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外K++濃度增大,細(xì)胞內(nèi)K++外流增多,使細(xì)胞膜靜息電位負(fù)值增大,靜息電位與閾電位之間差距增大,神經(jīng)肌肉處于超極化阻滯狀態(tài),去除極化障礙,興奮性降低,引起肌肉無力,嚴(yán)重時發(fā)生肌肉弛緩麻痹。
(2)慢性低鉀血癥 由于病程緩慢,細(xì)胞內(nèi)K++逐漸外移,靜息電位可正常,神經(jīng)肌肉興奮性無明顯降低,甚至靜息電位甚至正常,因此臨床癥狀不明顯。
(3)橫紋肌溶解 局部K++濃度增加引起血管擴(kuò)張,致使血流量增加。嚴(yán)重K++缺乏(血清鉀低于2.5 mmol/L)的患者,肌肉運(yùn)動時不能從細(xì)胞釋出足夠的K++,以致發(fā)生缺血缺氧而引起肌痙攣、缺血性壞死和橫紋肌溶解。
2.對心臟的影響 鉀在維持心臟功能上起重要作用。低鉀血癥時主要表現(xiàn)為心律失常。其發(fā)病機(jī)制主要是低血鉀影響心肌生理特征,使心肌興奮性和自律性增高,傳導(dǎo)性降低,收縮性增強(qiáng)(見圖4-7)。
(1)心肌生理特性的改變 ①心肌興奮性增高:急性低鉀血癥時,由于心肌細(xì)胞膜對鉀通透性降低,K+外流減少,造成心肌細(xì)胞的靜息電位絕對值減小,使靜息電位更接近閾電位,因而引起興奮所需的閾刺激也小,即心肌細(xì)胞的興奮性增高。細(xì)胞外K+濃度降低時對Ca2+內(nèi)流抑制作用減弱,故Ca2+內(nèi)流加速,復(fù)極化2期(平臺期)縮短,有效不應(yīng)期縮短。心肌細(xì)胞K+外流減慢,可使復(fù)極化3期延長。②心肌傳導(dǎo)性降低:低鉀血癥時因心肌靜息電位減小,故除極時鈉內(nèi)流速度減慢,0期除極速度減慢,幅度變小,因而心肌傳導(dǎo)性降低。③心肌自律性增高:低鉀血癥時心肌細(xì)胞舒張期鉀外流減慢而持續(xù)性的鈉內(nèi)流相對加速。快反應(yīng)細(xì)胞在舒張期自動除極化加速,故自律性增高。④心肌收縮性改變:輕度低血K+對Ca2+內(nèi)流抑制作用減弱,Ca2+內(nèi)流加速,心肌收縮性增加;但是嚴(yán)重或慢性低鉀血癥時,可因細(xì)胞內(nèi)缺鉀,使心肌細(xì)胞代謝障礙而發(fā)生變性壞死,因此心肌收縮性減弱。
(2)心電圖的變化 ST段壓低,T波壓低平和增寬,出現(xiàn)明顯的U波;QRS波群增寬;PR間期延長。
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3.對腎臟的影響
(1)功能變化 慢性缺鉀時,腎臟的尿濃縮功能障礙,出現(xiàn)多尿和低比重尿。其發(fā)生機(jī)制可能與遠(yuǎn)曲小管上皮細(xì)胞受損,對ADH反應(yīng)性降低有關(guān)。
(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化 腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生空泡變性。此外,還可見到間質(zhì)纖維化和小管萎縮或擴(kuò)張。
4.對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響 低鉀血癥時中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性降低,患者可表現(xiàn)為精神萎縮、淡漠,嚴(yán)重時可出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、定向力障礙、嗜睡,甚至昏迷。其原因與缺鉀,腦細(xì)胞糖代謝障礙,能量產(chǎn)生減少有關(guān)。
5.對酸堿平衡的影響 低鉀血癥常伴有代謝性堿中毒。其發(fā)生機(jī)制是:①低鉀血癥時,細(xì)胞內(nèi)K+向細(xì)胞外釋出,細(xì)胞外H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),而使細(xì)胞外H+濃度降低,引起細(xì)胞外液堿中毒;②低鉀血癥時,遠(yuǎn)曲小管內(nèi)K+-Na+交換減少,故H+-Na+交換增多,因而尿排H+增多,回吸收HCO3-也增多,此時血液呈堿性,而尿呈酸性,稱反常性酸性尿。
(三)防治和護(hù)理原則
1.積極治療原發(fā)病,盡快恢復(fù)飲食和腎功能。
2.及時補(bǔ)鉀 能口服不靜脈滴注,見尿補(bǔ)鉀。一般口服宜在餐中或餐后服用,以減少對胃腸道的刺激。因惡心、嘔吐等原因不能口服或病情需要的可靜脈補(bǔ)鉀,切忌靜脈注射,以免發(fā)生心跳停搏。補(bǔ)鉀前應(yīng)注意腎功能,靜脈補(bǔ)鉀一般應(yīng)注意以下四點(diǎn):①見尿補(bǔ)鉀,尿量>500 ml/d時,才可靜脈補(bǔ)鉀;②慢速,每小時滴入量以10~20 mmol為宜;③低濃度,輸入鉀離子濃度不得超過40 mmol/L;④限量:若體內(nèi)嚴(yán)重缺鉀時,補(bǔ)鉀需持續(xù)一段時間,不宜過急。
3.治療過程中,密切注意患者心率、心律、呼吸、尿量、血清鉀濃度的動態(tài)變化,持續(xù)心電圖監(jiān)護(hù),觀察神經(jīng)肌肉的表現(xiàn),警惕呼吸肌麻痹。
二、高鉀血癥
血清鉀濃度高于5.5 mmol/L稱為高鉀血癥(hyperkalemia)。高鉀血癥時,極少有細(xì)胞內(nèi)鉀增多,總鉀量也不一定過多。少數(shù)情況下細(xì)胞內(nèi)缺鉀,體鉀減少。
(一)原因和機(jī)制
1.鉀排出減少
(1)腎衰竭 常見于急性腎衰竭的少尿期、慢性腎衰竭晚期、休克、嚴(yán)重腹水、出血等均可因腎小球?yàn)V過率減少或腎小管排鉀功能障礙而導(dǎo)致血鉀升高。無尿時,血清鉀濃度以每日0.7 mmol/L的速度上升。
(2)醛固酮分泌減少 慢性腎上腺皮質(zhì)功能減退,如Addison病,引起醛固酮分泌減少,使排鉀減少,還可見于Ⅳ型腎小管酸中毒。
(3)保鉀利尿藥的大量使用 如氨苯喋啶、螺內(nèi)酯等。螺內(nèi)酯能競爭性對抗醛固酮的保鈉排鉀作用;氨苯喋啶可抑制遠(yuǎn)曲小管對鉀的排泌。長期使用可使腎臟排鉀減少。
2.細(xì)胞內(nèi)K
+向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移
(1)酸中毒 酸中毒引發(fā)高鉀血癥的機(jī)制是:酸中毒時細(xì)胞外H+流入細(xì)胞內(nèi),而細(xì)胞內(nèi)K++、Na++釋出至細(xì)胞外,引起高鉀血癥。此外,H++內(nèi)流及K++外流,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)H++增多而K++減少,致使遠(yuǎn)曲小管排H++增多,而排K++減少。
(2)組織細(xì)胞的損傷 細(xì)胞內(nèi)K++含量高,組織細(xì)胞損傷(如血管內(nèi)溶血、擠壓綜合征等)時,細(xì)胞內(nèi)K++大量釋放而引起高鉀血癥,特別是有腎功能損害時更加容易發(fā)生高鉀血癥。
(3)缺氧 缺氧時細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生減少,細(xì)胞膜鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生障礙,故Na++潴留于細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞外液中K++不易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi);另外,缺氧可引起酸中毒和細(xì)胞壞死,酸中毒時H++入細(xì)胞,細(xì)胞內(nèi)K++釋放入血,加之細(xì)胞溶解可加重高鉀血癥。
(4)周期性高鉀血癥 這是一種遺傳性疾病,發(fā)作時細(xì)胞內(nèi)K++轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外,引起高鉀血癥,機(jī)制不明。
(5)高血糖合并胰島素不足 見于糖尿病。由于胰島素不足,K++進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)減少;高血糖使血漿滲透壓增高,引起細(xì)胞脫水和細(xì)胞內(nèi)K++增高,促進(jìn)K++的外移。因而嚴(yán)重糖尿病患者可出現(xiàn)高鉀血癥。
(6)某些藥物 如過量洋地黃能抑制鈉泵活性,心得安可阻滯α受體,二者都影響細(xì)胞外K++進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),引起細(xì)胞外液K++增高。
3.鉀攝入過多 腎功能正常時,因鉀攝入過多而引起高鉀血癥是罕見的。靜脈輸入鉀鹽過多過快或大量輸入庫存血,尤其在尿量減少情況下,則可能引起高鉀血癥。
(二)對機(jī)體的影響
1.對神經(jīng)肌肉的影響
(1)急性高鉀血癥 ①輕度高鉀血癥時,由于細(xì)胞內(nèi)外K++濃度變小,使K++外流減少,靜息膜電位降低(絕對值),導(dǎo)致靜息電位與閾電位差距變小,興奮性增高。患者可出現(xiàn)手足感覺異常、輕度肌肉震顫等神經(jīng)肌肉興奮性增高的表現(xiàn)。②嚴(yán)重高鉀血癥時,使細(xì)胞內(nèi)的K++外流就更少,靜息電位降低(絕對值)可接近閾電位水平,使鈉通道失活,細(xì)胞膜處于去極化阻滯狀態(tài),使興奮性降低,患者可出現(xiàn)四肢軟弱無力,甚至發(fā)生遲緩性麻痹。
(2)慢性高鉀血癥 很少出現(xiàn)神經(jīng)—肌肉方面的癥狀,主要是細(xì)胞內(nèi)外K++濃度梯度變化不大所致。
2.對心臟的影響 高鉀血癥對機(jī)體影響最嚴(yán)重的是對心臟的毒性作用,常可引起心室顫動和心跳停止。其機(jī)制主要是改變了心肌細(xì)胞的電生理特征,從而使心肌的興奮性、傳導(dǎo)性、自律性和收縮性發(fā)生改變(見圖4-7)。
(1)心肌生理特性的變化 ①心肌興奮性的影響,急性輕度高血鉀(血清鉀5~7 mmol/L)時,受濃度差影響,細(xì)胞內(nèi)K++向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移減少,K++帶正電荷,使心肌細(xì)胞靜息電位減小,引起興奮所需的閾刺激也減小,即輕度高鉀心肌興奮性增高。當(dāng)血鉀濃度迅速明顯升高(血清鉀大于7~9 mmol/L)時,K++向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移更少,靜息電位更小,使靜息電位接近閾電位,出現(xiàn)去極化阻滯現(xiàn)象(Na++通道失活)。因此,重度高鉀心肌興奮性降低甚至消失。②對心肌傳導(dǎo)性的影響,高鉀血癥時,由于靜息電位減少,故動作電位0期(除極化)的幅度變小,速度減慢,因而心肌的傳導(dǎo)性降低。心房內(nèi)、房室間或心室內(nèi)均可發(fā)生傳導(dǎo)延緩或阻滯。③對心肌自律性的影響,高鉀血癥時心肌細(xì)胞膜的鉀通透性增高,故快反應(yīng)自律細(xì)胞復(fù)極過程在到達(dá)最后復(fù)極電位后,細(xì)胞內(nèi)鉀的外流加快而鈉內(nèi)流相對減慢,因而自動去極化減慢,自律性降低。④對心肌收縮性的影響,高鉀血癥時抑制Ca2+內(nèi)流,使心肌收縮性降低。
(2)心電圖的變化 T波狹窄高聳,QT間期縮短;P波壓低、增寬或消失;PR間期延長,QRS波群增寬;R波降低。
3.對酸堿平衡的影響 高鉀血癥時可出現(xiàn)代謝性酸中毒。因?yàn)椋?xì)胞外液K++濃度增高,細(xì)胞外K++移入細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞內(nèi)H++移至細(xì)胞外,從而使細(xì)胞外H+濃度增高。此時,細(xì)胞內(nèi)H++減少,使遠(yuǎn)曲小管內(nèi)H++-Na++交換減少,而K++-Na++交換增強(qiáng),尿呈堿性,稱反常性堿性尿。
(三)防治和護(hù)理原則
1.積極治療原發(fā)病 停止使用含鉀藥物和禁食含鉀豐富的食物。
2.降低對心肌的毒性作用 給予鈣劑和鈉鹽。鈣劑可使心肌收縮性增強(qiáng),鈉鹽對抗高鉀引起的心肌傳導(dǎo)性降低。
3.使K++向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 靜脈滴注葡萄糖液和胰島素,使細(xì)胞外K++進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。
4.使K++排出體外 陽離子交換樹脂聚苯乙烯磺酸鈉經(jīng)口服或灌腸后,能在胃腸道內(nèi)進(jìn)行Na++-K++交換而促進(jìn)體內(nèi)K++的排出。對于嚴(yán)重高鉀血癥患者,可用腹膜透析或血液透析(人工腎)移出體內(nèi)過多的K++。
5.注意觀察患者的血壓、呼吸及肌力的變化;持續(xù)心電圖監(jiān)測,密切注意血清鉀濃度的變化。
知識拓展
胰島素的作用
胰島素的主要生理作用是:調(diào)節(jié)糖代謝,降低血糖含量。胰島素具體功能是“三促進(jìn)”:促進(jìn)合成糖元,促進(jìn)糖類轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)(蛋白質(zhì)、脂肪),促進(jìn)糖類的氧化分解;“兩抑制”:抑制非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,抑制肝糖元分解。
胰島素由胰島B細(xì)胞分泌,作用部位是全身,胰高血糖素和胰島素在調(diào)節(jié)血糖方面呈拮抗作用。
思考題
1.名詞解釋:脫水、水腫、高鉀血癥、低鉀血癥、反常性酸性尿、反常性堿性尿、水中毒、高滲性脫水、低滲性脫水、等滲性脫水。
2.何謂水腫?如何分類?
3.試述水腫的發(fā)生機(jī)制。
4.簡述心性水腫的發(fā)生機(jī)制。
5.肝硬化失代償期為什么會出現(xiàn)水腫?
6.試述腎病綜合征患者發(fā)生水腫的機(jī)制。
7.試述引起血管內(nèi)、血管外液體交換失衡的主要因素,各舉例說明。
8.造成體內(nèi)鈉、水潴留的機(jī)制有哪些?
9.水腫對機(jī)體有哪些影響?
10.高鉀血癥、低鉀血癥對心肌的影響有何異同?
11.低滲性脫水、高滲性脫水對機(jī)體的影響有何異同?
12.反常性酸性尿、反常性堿性尿形成的機(jī)制如何?
病例討論
1.患者,男性,40歲,嘔吐、腹瀉伴發(fā)熱、口渴、尿少,4日入院。體格檢查:體溫38.2℃,血壓110/80 mmHg,汗少,皮膚黏膜干燥。實(shí)驗(yàn)室檢查:血Na++155 mmol/L,血漿滲透壓320 mOsm/L,尿比重>1.020。給予5%葡萄糖液2500 ml/d和抗生素治療,2日后體溫、尿量正常,口不渴,眼窩凹陷,皮膚彈性明顯降低,無力,腸鳴音減弱,腹壁反射消失。淺表靜脈萎陷,脈搏110次/分,血壓72/50 mmHg,血Na++120 mmol/L,血漿滲透壓255 mOsm/L,血K++3.0 mmol/L,尿比重<1.010,尿鈉8 mmol/L。
2.患者,女性,32歲,曾患過“風(fēng)濕性心臟病二尖瓣狹窄、關(guān)閉不全”。最近癥狀進(jìn)一步惡化,2周來有時夜晚入睡后感到氣悶而驚醒,并坐起喘氣和咳嗽,3日前因上呼吸道感染引起氣喘加重而入院。體檢:體溫37.5℃,心率146次/分,血壓105/82 mmHg,呼吸36次/分,神志清楚,慢性病容,端坐呼吸,口唇明顯發(fā)紺,頸靜脈怒張,呼吸淺快,雙肺水泡音。心尖部可聽到收縮期吹風(fēng)樣及舒張期隆隆樣雜音。肝大于肋下5 cm,有壓痛。雙下肢水腫,腹水(+)。胸部X線平片可見自肺門開始的蝶形云霧狀陰影,肺紋理增多,雙側(cè)膈下移。心臟呈球形,向左右擴(kuò)大。心電圖顯示心房顫動、左心室勞損。多普勒超聲心動圖顯示有二尖瓣狹窄和關(guān)閉不全,舒張期及收縮期右心室壁普遍肥厚及動力增強(qiáng),左右心腔擴(kuò)大。
問題:
(1)該患者可能發(fā)生哪個循環(huán)的水腫?
(2)患者發(fā)生水腫的機(jī)制是什么?
(3)該患者應(yīng)進(jìn)行哪些治療和護(hù)理?
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