病理生理学：04 钾代谢紊乱

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1、(Potassium homeostasis and its disorders) 一、正常钾代谢一、正常钾代谢(Normal metabolism of potassium) 体内钾体内钾的分布的分布(50-55(50-55mmol/Kgmmol/Kg体重体重) )细胞内液细胞内液骨骨细胞外液细胞外液消化液90%7.6%1%1.4%( (一一) )钾的吸收与排泄钾的吸收与排泄(Absorption and excretion of potassium) 血清钾血清钾3.5-5.5 mmol/L钾的来源钾的来源( (食物食物) )细胞内钾细胞内钾钾的去路钾的去路( (随尿、粪、随尿、粪、汗液排

2、出汗液排出) )功能功能(function)(1) (1) 参与细胞代谢参与细胞代谢(2) (2) 维持细胞膜静息电位维持细胞膜静息电位(3) (3) 维持细胞内外的渗透压维持细胞内外的渗透压 和酸碱平衡和酸碱平衡心肌应激性心肌应激性NaNa+ +.Ca.Ca2+2+.OH.OH- - K+.Mg2+.H+神经肌肉应激性神经肌肉应激性 Na+K+Ca2+Mg2+H+应激性离子应激性离子应激性离子应激性离子瘫痪性离子瘫痪性离子瘫痪性离子瘫痪性离子( (二二) ) 钾平衡的调节钾平衡的调节(Regulation of potassium balance)钾的跨细胞转移钾的跨细胞转移泵泵漏机制漏机制

3、（pump-leak mechanismpump-leak mechanism) )1. 激素：激素：胰岛素，儿茶酚胺胰岛素，儿茶酚胺2. 细胞外液的细胞外液的K+浓度浓度3. 酸碱平衡酸碱平衡影响钾在细胞内外转移的因素影响钾在细胞内外转移的因素儿茶酚胺儿茶酚胺2受体受体Na+-K+ATP酶酶胰岛素胰岛素醛固酮醛固酮K+入细胞入细胞酸中毒酸中毒H+e碱中毒碱中毒H+eK+H+H+K+K+eK+e（四）细胞外液渗透压（四）细胞外液渗透压 细胞内钾外移细胞内钾外移 （五）运动（五）运动 肌肉收缩肌肉收缩 细胞内钾外移细胞内钾外移 （六）机体总钾（六）机体总钾肾小球的滤过肾小球的滤过近曲小管、髓袢对

4、钾的重吸收近曲小管、髓袢对钾的重吸收远曲小管、集合管对钾的分泌和重吸收远曲小管、集合管对钾的分泌和重吸收肾脏对钾的调节肾脏对钾的调节Na+K+K+Na+K+小管液小管液主主 细细 胞胞小管间液小管间液-70mV0mV-50mV其影响因素有：其影响因素有： a a 管周膜管周膜Na-K-ATPNa-K-ATP酶活性酶活性 b b 管腔膜对钾通透性管腔膜对钾通透性 c c 主动重吸收主动重吸收NaNa+ + 管腔内管腔内 负电荷负电荷 K K+ +电位梯度电位梯度 远曲小管、远曲小管、集合管集合管的钾重吸收的钾重吸收小管腔小管腔闰细胞闰细胞质子泵质子泵K+H+醛固酮醛固酮: : Na- - K+泵

5、活性泵活性 细胞外液的细胞外液的K K+ +浓度浓度酸碱平衡酸碱平衡: : H使使Na-K泵活性泵活性 远曲小管液流速加快远曲小管液流速加快影响肾排钾的因素影响肾排钾的因素结肠的排钾功能结肠的排钾功能l正常时正常时 泌钾泌钾10%10%lGFRGFR 泌钾泌钾30%30%l结肠的排钾受醛固酮的调节结肠的排钾受醛固酮的调节l汗液含少量的钾汗液含少量的钾钾代谢障碍的分类钾代谢障碍的分类低钾血症低钾血症 (hypokalemia)高钾血症高钾血症 (hyperkalemia)二、低钾血症二、低钾血症(Hypokalemia)概念概念 (concept) Serum K+ 3.5mmol/L( (一一

6、) )原因和机制原因和机制(Causes and mechanisms)1. 1. 摄入不足摄入不足 (decreased K+ intake)钾来源减少钾来源减少不吃也排不吃也排Hypokalemia2. 2. 失钾过多失钾过多(increased K+ excretion) v消化液丢失消化液丢失v肾失钾肾失钾v皮肤失钾：大量出汗皮肤失钾：大量出汗利尿剂使用不当利尿剂使用不当渗透性利尿渗透性利尿3.3.钾向细胞内转移钾向细胞内转移 (K shifts into the cells) v胰岛素治疗胰岛素治疗(insulin therapy)v碱中毒碱中毒(alkalosis)v低钾性家族性周

7、期性麻痹低钾性家族性周期性麻痹 (hypokalemic familial periodic paralysis)碱中毒碱中毒(alkalosis)H+ H+K+血血K+ K+酸中毒酸中毒(acidosis)H+ H+ 血血K+ ( (二二) )对机体的影响对机体的影响 (Effects) 1. 1.对神经肌肉兴奋性的影响对神经肌肉兴奋性的影响 (effects on neuromuscular excitability) 神经肌肉兴奋性神经肌肉兴奋性 血血K K+ + 细胞内外细胞内外KK+ + 差差静息电位静息电位( (负值负值) ) 静息电位与阈电位差静息电位与阈电位差兴奋性兴奋性超极化

8、阻滞超极化阻滞机制机制(mechanism)神神经经肌肌肉肉兴兴奋奋性性的的影影响响 表现表现 (manifestation)CNS：萎靡、倦怠、嗜睡、昏迷萎靡、倦怠、嗜睡、昏迷骨骼肌：骨骼肌：四肢无力软瘫，呼吸肌麻痹四肢无力软瘫，呼吸肌麻痹胃肠道平滑肌：胃肠道平滑肌：食欲不振、腹胀、食欲不振、腹胀、 麻痹性肠梗阻麻痹性肠梗阻 细胞代谢障碍相关的损害细胞代谢障碍相关的损害骨骼肌的损害骨骼肌的损害血清钾血清钾 5.5mmol/L( (一一) )原因和机制原因和机制(Causes and mechanisms)1. 1. 排钾减少排钾减少(decreased K+ excretion)少尿少尿(o

9、liguria)潴钾性利尿剂潴钾性利尿剂醛固酮醛固酮2. K2. K+ +从细胞内逸出从细胞内逸出(K+ shifts out of cells) v 细胞损伤细胞损伤(cell injury)v 酸中毒酸中毒(acidosis)v 高钾性周期性麻痹高钾性周期性麻痹 (hyperkalemic periodic paralysis)3. 3. 入钾过多入钾过多(increased K+ intake)碱中毒碱中毒(alkalosis)H+ H+K+血血K+ 酸中毒酸中毒(acidosis)H+ H+ K+血血K+ ( (二二) )对机体的影响对机体的影响(Effects) 1. 1. 对神经肌

10、肉兴奋性的影响对神经肌肉兴奋性的影响 (effects on neuromuscular excitability) 神经肌肉兴奋性先神经肌肉兴奋性先 后后 血血K K+ + 细胞内外细胞内外 KK+ + 差差 静息电位静息电位 阈电位阈电位兴奋性兴奋性( (重度，重度，除极化阻滞除极化阻滞）静息电位静息电位与阈电位距离与阈电位距离兴奋性兴奋性( (轻度）轻度）机制机制(mechanism)神神经经肌肌肉肉兴兴奋奋性性的的影影响响2.2.对心脏的影响对心脏的影响(effects on the heart) 心肌传导性心肌传导性心肌兴奋性先心肌兴奋性先后后心肌自律性心肌自律性心肌收缩性心肌收缩性

11、心心肌肌电电生生理理变变化化K+eK+e兴奋性兴奋性 轻度血钾轻度血钾 EmEm负值负值（EmEmEtEt）传导性传导性2 2期期CaCa2 2+ +内流内流收缩性收缩性自律性自律性 重度重度血钾血钾 EmEm负值过小钠通道失活负值过小钠通道失活 兴奋性兴奋性EmEm负值负值（EmEmEtEt） 钠内流钠内流 0 0期除极速度期除极速度 K+K+通透性通透性 4 4期钾外流加快钠内流延缓期钾外流加快钠内流延缓3期期K+ +外流外流, ,复极加速复极加速 T波高尖波高尖传导性传导性 P-R间期延长间期延长 QRS波增宽波增宽传导阻滞及自律性传导阻滞及自律性 心律失常心律失常心电图的变化心电图的变

12、化高钾血症时心电图的变化高钾血症时心电图的变化心律失常：心肌传导性降低引心律失常：心肌传导性降低引起传导延缓和单向阻滞、有效起传导延缓和单向阻滞、有效不应期缩短不应期缩短- -形成兴奋折返。形成兴奋折返。 心肌功能的损害心肌功能的损害 3.3.对酸碱平衡的影响对酸碱平衡的影响(effects on acid-base balance) 高血钾高血钾 酸中毒酸中毒K+K+K+Na+血血 液液H+H+（酸中毒）（酸中毒）（碱性尿）（碱性尿）H+图图 高钾血症引起代谢性酸高钾血症引起代谢性酸中毒和反常性碱性尿的机制中毒和反常性碱性尿的机制小管上皮细胞小管上皮细胞小小 管管 液液( (三三) ) 防治

13、的病理生理基础防治的病理生理基础(Pathophysiological basis of prevention and treatment) v 减少血钾来源减少血钾来源v 促进钾移入细胞促进钾移入细胞v 对抗钾的毒性对抗钾的毒性v 排钾排钾 女，14岁，三天前开始呕吐，一天78次，伴腹痛、腹泻，一昼夜达20次左右。粪便呈水样，带少量粘液，小便量逐渐减少。入院时精神萎糜，两天来除喝水外，未进其它饮食，自觉四肢发冷，发软。体检：精神萎糜，嗜睡，双眼明显凹陷，口唇干燥，皮肤湿冷，脉快而无力，呼吸急促。实验室检查血常规：RBC 575万mm3，Hb 15.2g/dl，WBC 12X109/L，分类N

14、：87，L：12，E：1。血液生化：血Na+ 127mmol/L，血Cl- 90mmol/L，血K+ 3mmol/L，HCO3- 15.5mmol/L。大便：镜检有粘液及大量脓细胞，培养有痢疾杆菌生长。小便：色黄，酸性。 病病 例例 讨讨 论论 8岁女孩，严重腹泻4天，表情淡漠，对问题反应支离破碎，皮肤弹性下降，眼球下陷。脉搏114次/min，血压90/60mmHg，呼吸深，26次/min，血球比积58（男性 40%50%女性37%48%）， 两肺(-)，腹软无压痛，血浆pH7.13，HC03 6mmol/L，PaCO2 18mmHg，K+ 5.8mmol/L入院后静输5葡萄糖700ml，内含10mmol KHC03和110mmol NaHC03，1小时后呼吸停止，脉搏消失，心前区可闻弱而快的心音，复苏未成功。 病病 例例 讨讨 论论 讨论提纲：1、上述病例中病人为什么会发病，病因是什么？2、如何解释上述病例出现的症状，体征和各项实验室检查？3、上述病例存在哪些病理过程，其根据是什么？相互有哪些联系？4、上述病例治疗原则有哪些？死亡病例的死亡原因是什么？ 病病 例例 讨讨 论论