病理生理學/低鎂血症

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病理生理學

水和電解質代謝紊亂
- 鎂代謝紊亂
  - 低鎂血症
  - 高鎂血症

（一）原因和機制

1.鎂攝入不足 一般飲食含鎂也比較豐富，故只要能正常進食，機體就不致缺鎂。成人每天鎂的攝入量約為10mmol（20mEq）。營養不良、長期禁食、厭食、長期經靜脈營養未注意鎂的補充均可導致鎂攝入不足，而小量的鎂仍繼續隨尿排出，故可發生低鎂血症。

2.鎂排出過多

⑴經胃腸道排出過多；正常時飲食中鎂的40～70％隨糞便排出體外。嚴重的腹瀉和持續的胃腸吸引可使鎂經消化道吸收減少而排出過多。

⑵經腎排鎂過多：正常腎小球濾過的鎂約有25%在近曲小管被重吸收，60～70%在髓袢升支和遠曲小管重吸收。隨尿排出的鎂，大約相當於攝入鎂量的30～60%。在下列情況下，腎排鎂增多：

①利尿藥：特別是髓袢利尿藥如加速尿、利尿酸等可抑制髓袢對鎂的重吸收而致鎂喪失，長期使用時可引起低鎂血症。由甘露醇、尿素或葡萄糖所致的滲透性利尿亦可引起鎂隨尿排出過多。

②高鈣血症：鈣與鎂在腎小管中被重吸收時有相互竟爭的作用，因而任何原因引起的高鈣血症（如甲狀旁腺功能亢進、維生素D中毒時）均可使腎小管重吸收鎂減少。甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）有促進腎小管重吸收鎂的作用。甲狀旁腺功能亢進時，過多的PTH本應使更多的鎂在腎小管內重吸收，但這種作用被高鈣血症所完全對消。

③嚴重的甲狀旁腺功能減退：由於PTH減少，腎小管中鎂的重吸收減少。

④醛固酮增多：醛固酮也能抑制腎小管重吸收鎂，故原發性醛固酮增多症和各種原因引起的繼發性醛固酮增多症均可能引起低鎂血症。

⑤糖尿病酮症酸中毒：酸中毒能明顯地妨礙腎小管對鎂的重吸收，高血糖又可通過滲透性利尿而使鎂隨尿排出增多。

⑥酒精中毒：急慢性酒精中毒常伴有低鎂血症，其機制是多因素性的：血中酒精濃度增高能增加腎臟排鎂，可能乙醇能抑制腎小管對鎂的重吸收；慢性灑精中毒者往往伴有營養不良和腹瀉，等等。

⑦強心甙：洋地黃類藥物也有促進腎排鎂的作用。

⑧慶大黴素和二氨二氯絡鉑（cisplatin）引起腎小管損害時能使腎保鎂的功能發生可復性的缺陷。

⑨腎疾患：急性腎小管壞死多尿期、慢性腎盂腎炎、腎小管酸中毒等疾病分別因滲透性利尿和腎小管功能受損而導致鎂隨尿排出增多。

3.細胞外液鎂轉入細胞過多 用胰島素治療糖尿病酮症酸中毒時，因糖原合成需要鎂，故細胞外液中的鎂過多地轉向細胞內液，故有助於引起低鎂血症。

（二）對機體的影響

1.對神經-肌肉的影響　在正常情況下，運動神經末梢在動作電位去極相的影響下，大量含乙醯膽鹼的襄泡向軸突膜移動。通過出泡作用，大量乙醯膽鹼得以釋出至神經-肌肉接頭的間隙。襄泡的釋放除受軸突膜電位變化的影響外，還與細胞間液中的Ca2+和Mg2+的濃度有關。動作電位的去極相可引起膜上的Ca2+通道開放，而Ca2+的進入量也決定著襄泡釋放的數量；Mg2+則能竟爭性地進入軸突，對抗Ca2+的作用。低鎂血症時，Ca2+的進入增多，故乙醯膽鹼的釋放量也增多。此外，Mg2+還能抑制終板膜上乙醯膽鹼受體對乙醯膽鹼的敏感性。低鎂血症時，這種抑制減弱。因此，神經-肌肉接頭處興奮傳遞加強。而且，Mg2+還能抑制神經纖維和骨骼肌的應激性；低鎂血症時，神經纖維和骨骼肌的應激性就增高，故在臨床上可出現一系列神經-肌肉應激性增高的表現如小束肌纖維收縮、震顫、陽性的Chvostek征和Trousseau征和手足搐搦。Mg2+還有抑制中樞神經系統的作用；低鎂血症時這種抑制減弱，故可出現反射亢進,對聲、光反應的過強、焦慮、易激動等症状。Mg2+對平滑肌也有抑制作用，低鎂血症時平滑肌的興奮可導致嘔吐或腹瀉。

2.對代謝的影響

⑴低鈣血症：中度至重度低鎂血症常可引起低鈣血症，其機制涉及到甲狀旁腺機能的障礙。有人發現，在低鎂血症時，病人循環血液中的免疫反應性甲狀旁腺激素（immunoreactive PTH，IPTH）減少。如果給這種病人靜脈內注射鎂劑，則IPTH濃度在數分鐘內即可明顯升高，提示PTH的分泌有障礙而不象是合成有障礙。血鈣降低剌激PTH分泌是通過甲狀旁腺腺體細胞膜結合的腺苷酸環化酶介導的。此酶需Mg2+激活，而此時血漿Mg2+濃度降低，故不易激活此酶。因此，雖然血鈣已有初步降低，也不能剌激甲狀旁腺分泌PTH，血鈣乃進一步降低而導致低鈣血症。

此時，PTH的靶器官如骨骼系統和腎小管上皮等對PTH的反應也減弱。這是因為PTH也必須通過腺苷酸環化酶的介導才能促進靶器官的功能活動。低鎂血症時靶器官上的腺苷酸環化酶同樣也不能激活，因而骨鈣的動員和鈣在腎小管的重吸收發生障礙，血鈣得不到補充。這也是低鈣血症發生的重要原因。

⑵低鉀血症：鎂缺乏時常可出現低鉀血症。實驗證明，限制大鼠飲食中的鎂含量可使尿鉀排出增加，骨骼肌含量減少。如只補鉀而不及時補鎂，則血鉀亦難以恢復。可見，低鎂可使低鉀難以糾正。臨床上也可以看到，在某些病例，低鎂是持續的難治性低鉀的原因。在這些病例，如只補鉀而不補鎂，低鉀血症同樣也得不到糾正。關於低鎂時腎保鉀功能減退的機制，可參閱本章第三節：低鉀血症的原因和機制。

3.對心臟的影響 體外灌流實驗證明，鎂對於離體動物的心肌組織，有穩定其生物電活動的作用。去除灌流液中的Mg2+可使心肌細胞靜息電位負值顯著變小，說明缺鎂可使心肌的興奮性增高。此外，對於浦肯野細胞等快反應自律細胞的緩慢而恆定的鈉內流，鎂也有阻斷作用，而這種內向電流，又是這些細胞自動去極化的一個基礎。低鎂血症時，這種阻斷作用減弱，鈉離子內流相對加速，因而心肌快反應自律細胞的自動去極化加速，自律性增高。由於缺鎂時心肌的興奮性和自律性均升高，故易發生心律失常。

除了直接作用外，缺鎂也可通過引起低鉀血症而導致心律失常，因為低鉀血症也可使心肌的興奮性和自律性增高，而且還能使有效不應期縮短，超常期延長。

低鎂血症時的心律失常可以很嚴重，甚至也可發生心室纖維顫動。

除此以外，缺鎂也可以引起心肌形態結構的變化。例如，因為鎂是許多酶系所必需的輔因子，故嚴重缺鎂可引起心肌細胞的代謝障礙從而導致心肌壞死，並可能過缺鉀而引起心肌細胞完整性的破壞。動物實驗中，缺鎂飲食引起的心肌壞死可能與低鎂血症使冠狀血管痙攣有關。

（三）防治原則

1.防治原發疾病，防止或排除引起低鎂血症的原因的作用。

2.補鎂　嚴重低鎂血症且有症状特別是各種類型的心律失常時必須及時補鎂。對於缺鎂引起的嚴重心律失常，其他療法往往都無效果。只有靜脈內緩慢注射或滴注鎂鹽（一般是用硫酸鎂）才能奏效。靜脈內補鎂要謹慎，如患者腎功能受損，則更要格外小心。在補鎂過程中要常常測定血清鎂濃度，必須防止因補鎂過快而轉變為高鎂血症。小兒靜脈內補鎂時還應特別注意防止低血壓的發生，因為鎂可使外周小動脈等血管擴張。對於較輕的低鎂血症，也可通過肌肉內注射的途徑補鎂。補鎂的劑量須視缺鎂的程度和症状的輕重而定。

3.糾正水和其他電解質代謝紊亂　包括補水，特別是補鉀和補鈣，因為低鎂血症常伴有失水、低鉀血症和低鈣血症。