病理生理學/高鉀血症

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病理生理學

水和電解質代謝紊亂
- 鉀代謝紊亂
  - 低鉀血症
  - 高鉀血症

血清鉀濃度高於5.5mmol/L稱為高鉀血症（hyperkalemia）。體內鉀過多在理論上可以引起細胞內鉀含量增高。但在實際上，高鉀血症極少伴有可測知的細胞內鉀含量的增高。這可能是因為，只要有相對小量的鉀在體內貯留，就會引起威脅生命的高鉀血症，而且這也說明，細胞內容納鉀積聚的餘地是很小的。

應當指出，高鉀血症也未必總是伴有體內鉀過多。例如，在未經治療的糖尿病酮症酸中毒病人，可因滲透性利尿（因高血糖所致）而使尿鉀的排出大量增加，機體因而可處於缺鉀狀態。但是，大量失水所致的腎血流量減少和腎小球濾過率減少等原因，又可導致高鉀血症。

（一）原因和機制

1.鉀瀦留

⑴鉀攝入過多：在腎功能正常時，因鉀攝入過多而引起高鉀血症是罕見的。當然，靜脈內過多過快地輸入鉀鹽是有可能起高鉀血症的。口服鉀不足以引起威脅生命的高鉀血症，因為胃腸道對鉀的吸收有限，而且在大量口服鉀鹽時還會引起嘔吐或腹瀉。

⑵腎排鉀減少：這是引起高鉀血症的主要原因。臨床上高鉀血症最常見於不論何種原因引起的急性而嚴重的腎小球濾過率減少。任何原因引起的少尿也常伴有高鉀血症。這些情況，主要見於急性腎功能衰竭。在慢性腎功能衰竭的發展過程中，病人逐漸對排鉀進行適應，表現為每一腎單位排鉀量增加。據估計，腎正常的成人每天可以攝入大約每公斤體重10mmol的鉀而不發生明顯的高鉀血症。如果一個病人的腎小球濾過率減至每分鐘10ml（正常的1/10弱），他還能每天隨尿排鉀60mmol而使血清鉀水平保持正常；如果腎小球濾過率降至每分鐘5ml，則病人還能每天隨尿排鉀30mmol；在這些病人，腸道排鉀也隨著慢性腎功能衰竭的發展而適應性地增加，因而又可有10～20mmol的鉀每天隨糞排出，血清鉀仍得以保持於正常範圍。然而，腎小球濾過率顯著減少的病人顯然不能排出額外的大的鉀負荷。當然，慢性腎功能衰竭晚期患者尿量過少時，也可因鉀的排出過少而發生高鉀血症。

⑶腎小管分泌鉀的功能缺陷：在間質性腎炎患者，腎小管和腎間質受損，故腎小管泌鉀功能障礙；全身性紅斑狼瘡、腎的澱粉樣變等也可損害腎小管而使其泌鉀功能受損。

⑷鹽皮質激素缺乏：醛固酮主要作用於腎遠曲小管和集合管，促進其對鈉的重吸收和鉀氫的排泌。此外，對結腸粘膜、涎腺及汗腺等也有同樣的作用。

醛固酮的不足較常見於Addison病。患者鹽皮質激素和糖皮質激素都不足。最常見的電解質紊亂是低鈉血症。如果食鹽攝入充分，還不致發生高鉀血症。如限制食鹽就會導致高鉀血症，因為限制食鹽攝入時，到達遠曲小管的Na+減少，Na+-K+交換因而減少，再加上因醛固酮和皮質醇的不足而使腎排鉀減少，因而易於導致高鉀血症。

⑸留鉀利尿藥的大量使用：安體舒通是醛固酮的對抗藥，能抵消醛固酮的排鉀保鈉作用，長時間大量應用時可導致鉀在體內瀦留而導致高鉀血症。氨苯蝶啶能抑制遠曲小管和集合管對鉀的分泌，長時間大量應用也可引起鉀在體內瀦留和高鉀血症。

2.細胞內鉀釋出過多

⑴酸中毒：酸中毒可伴有高鉀血症，因為酸中毒時細胞外液的H+進入細胞而細胞內的K+釋出至細胞外。

⑵缺氧：缺氧時細胞內ATP生成不足，細胞膜上鈉-鉀泵運轉發生障礙，故鈉離子瀦留於細胞內，細胞外液中的K+不易進入細胞。

⑶高鉀性周期性麻痹：發作時細胞內鉀向細胞外轉移，是一種家族性疾病。

⑷細胞和組織的損傷和破壞。

①血管內溶血：重度溶血如血型不合輸血時，紅細胞的破壞使大量理K+進入血漿。此時如腎功能正常，則過多的鉀還可隨尿排出，若伴有腎功能損害，即可發生明顯的高鉀血症。

②嚴重創傷特別是在擠壓症候群（crush syndrome）伴有肌肉組織大量損傷時，從損傷組織可釋出大量的K+。特別是擠壓症候群常伴有急性腎功能衰竭，因而易發生威脅生命的高鉀血症。

（二）對機體的影響

1.對骨骼肌的影響 輕度高鉀血症（血清鉀5.5～7mmol/L）時，細胞外液鉀濃度的增高使［K+］i/［K+］e的比值減小，靜息期細胞內K+外流減少，因而靜息電位負值減小，與閾電位的距離減小，引起興奮所需的閾剌激也較小，即肌肉的興奮性增高。臨床上可出現肢體感覺異常、剌痛、肌肉震顫等症状。在嚴重高鉀血症（血清鉀7～9mmol/L）時骨骼肌細胞的靜息電位過小，因而快鈉孔道失活，細胞處於去極化阻滯狀態而不能被興奮。臨床上可出現肌肉軟弱甚至馳緩性麻痹等症状。肌肉症状常先出現於四肢，然後向軀幹發展，也可波及呼吸肌。

高鉀血症對骨骼肌的影響比較次要，因為在骨骼肌完全麻痹以前，病人往往已因致命性的心律紊亂或心搏驟停而死亡。

2.對心臟的影響

⑴對興奮性的影響：與對骨骼肌的影響相似，在輕度高鉀血症時，［K+］i/［K+］e比值減小，靜息期細胞內K+外流減少，靜息電位負值減小，故心肌興奮性增高。靜息電位減小說明細胞膜處於部分去極化狀態，因而在動作電位的0期，膜內電位上升的速度較慢，幅度較小。這是因為在部分去極化的狀態下，膜的快鈉孔道部分失活，所以在0期鈉的快速內流減少。當血清鉀顯著升高時，由於靜息電位過小，心肌興奮性也將降低甚至消失，因為這時快鈉孔道大部或全部都已失活，心搏可因而停止。

高鉀血症時攜帶復極化鉀電流的Ix孔道在開放的速度與程度上都加大，故鉀外流加速，復極化3期加速，因此動作電位時間和有效不應期均縮短。Ix孔道開放的加速與加大，雖然也傾向於使復極化2期（坪）縮短，但由於細胞外液中K+濃度的增高抑制了Ca2+在2期的內流，故坪實際上有所延長。心電圖上相當於心室復極化的T波狹窄而高聳，相當於心室動作電位時間的Q-T間期縮短。

⑵對自律性的影響：在高鉀血症時，心房傳導組織、房室束-浦肯野纖維網的快反應自律細胞膜上的鉀電導增高，故在到達最大復極電位後，細胞內鉀的外流比正常時加快而鈉內流相對減慢，因而自動去極化減慢，自律性降低。

⑶對傳導性的影響：如前文所述，高鉀血症時動作電位0期膜內電位上升的速度減慢，幅度減小，因而興奮的擴布減慢，傳導性降低，故心房內，房室間或心室內均可發生傳導延緩或阻滯。心電圖上可見代表心房去極化的P波壓低、增寬或消失，代表房-室傳導的P-R間期延長，代表心室去極化的R波降低，代表心室內傳導的QRS綜合波增寬。

高鉀血症時心肌傳導性的降低也可引起傳導緩慢和單向阻滯，同時有效不應期又縮短，因而也易形成興奮折返並進而引起包括心室纖維顫動在內的心律失常。嚴重的高鉀血症時可因心肌興奮性消失或嚴重的傳導阻滯而導致心搏驟停。

⑷對收縮性的影響：如前所述，高鉀血症時細胞外液K+濃度的增高抑制了心肌復極2期時Ca2+的內流，故心肌細胞同內Ca2+濃度降低，興奮-收縮偶聯減弱，收縮性降低。

應當提到，無論是對於骨骼肌還是對於心臟，血鉀升高的速度愈快，影響也愈嚴重。

3.對內分泌和電解質、酸鹼平衡的影響

⑴胰島素和高血糖素；血漿K+濃度上升1.0mmol/L以上時便能直接剌激胰島素釋放。胰島素的增多可促進骨骼肌細胞攝取細胞外液中的K+，因而在高鉀血症時有代償意義。與此同時，高鉀血症還直接剌激胰高血糖素的分泌，後者與增多的胰島素共同維持血糖的調節。

⑵兒茶酚胺：大鼠實驗證明，血漿鉀濃度的顯著增高能使血漿腎上腺素水平升高。腎上腺素對α受體和β受體都有剌激作用。靜脈內注射腎上腺素後最初3分鐘內引起血鉀濃度升高。這是腎上腺素作用於α受體使肝釋放K+的結果。隨後，由於腎上腺素剌激骨骼肌細胞的β受體，從而使骨骼肌加速攝取細胞外鉀，故也有代償意義。

⑶電解質和酸鹼平衡：高鉀血症似能減少腎產氨，從而使H+排出減少而傾向於發生代謝性酸中毒。酸中毒的另一原因是高鉀血症時細胞外液K+移入細胞內而細胞內的H+移向細胞外。高鉀血症還有利鈉作用。但高鉀血症作用於腎單位的哪一部分而引起Na+的重吸收減少，尚不清楚。高鉀血症又能直接剌激腎上腺皮質球狀帶，使醛固酮的分泌增多，醛固酮的增多能促進鉀的排出，故有代償意義。而且，醛固酮的增多還能抵消高鉀血症的利鈉作用。從而減少機體失鈉。

（三）防治原則

1.防治原發疾病，去除引起高鉀血症的原因包括嚴禁靜脈內推注鉀溶液等。

2.降低血鉀如果心電圖上除了T波高聳還有其他變化，如果血清K+濃度高於6.5mmol/L，必須迅速採取強有力的措施來降低血鉀。

⑴使鉀向細胞內轉移：葡萄糖和胰島素同時靜脈內注射。可使細胞外鉀向細胞內轉移。應用碳酸氫鈉（不能與鈣劑一起注射）不僅能通過提高血漿pH，並且還能通過對K+的直接作用而促使K+進入細胞內。

⑵使鉀排出體外：陽離子交換樹脂聚苯乙烯磺酸鈉（sodium polystyrene sulfonate）經口服或灌腸應用後，能在胃腸道內進行Na+-K+交換而促進體鉀排出。對於嚴重高鉀血症患者，可用腹膜透析或血液透析來移除體內過多的鉀。

3.注射鈣劑和鈉鹽　Ca2+能使閾電位上移（負值減小），使靜息電位與閾電位間的距離稍為拉開，因而心肌細胞的興奮性也傾向於有所恢復。此外，細胞外液Ca2+濃度的增高，可使復極化2期鈣內流增加，從而使心肌細胞內Ca2+濃度增高，心肌收縮性增強。輸入鈉鹽後細胞外液Na+濃度增高，心肌細胞內外電化學梯度增大，故在去極化時鈉內流加快，動作電位0期上升速度可有所加快，幅度也有所增大，故可改善心肌的傳導性。

4.糾正其他電解質代謝紊亂在引起高鉀血症的原因中，有些也可以同時引起高鎂血症，故應及時檢查並給予相應的處理（見後文）。