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正常钾代谢及钾代谢障碍. 一. 正常钾代谢 (一). 钾的体内分布 1. 血清钾浓度为3.5~5.5 mmol/L。. 2. 分布. 2%: ECF 98% : ICF. 3. 摄入:天然食物. 吸收:肠道 排出:尿(主要);汗/胃肠道(少量). 4. 多吃多排,少吃少排, 不吃也排。. (二 ). 钾平衡的调节 1.钾的跨细胞转移 2.肾对钾的调节 3. 结肠的排 K + 功能 4. 汗液的排 K +.
E N D
2.分布 2%: ECF 98%: ICF
3.摄入:天然食物 吸收:肠道 排出:尿(主要);汗/胃肠道(少量)
(二).钾平衡的调节1.钾的跨细胞转移 2.肾对钾的调节3.结肠的排K+功能 4.汗液的排K+
1.钾的跨细胞转移基本机制:泵漏机制(pump-leak mechanism)
泵:钠-钾泵( Na+-K+-ATP酶),逆浓度差将K+摄入细胞内 漏: K+顺浓度差通过各种K+离子 通道进入ECF。
影响钾的跨细胞转移的主要因素:1)胰岛素:直接激活Na+-K+-ATP酶→细胞摄K+影响钾的跨细胞转移的主要因素:1)胰岛素:直接激活Na+-K+-ATP酶→细胞摄K+
2) 儿茶酚胺: • a. α肾上腺能激活K+自细胞内移出 (新福林: α) • b. β肾上腺能激活Na+-K+-ATP酶, 促进细胞摄K+ (舒喘咛)肾上腺素( α、β )
4) 酸碱平衡状态:a.酸中毒:ICF的K+ECF( 酸中毒使膜对K+的通透性↑)b.碱中毒:ECF的K+ICF
2.肾对钾排泄的调节1)肾小球的滤过2)近曲小管和髓袢对K+的重吸收3) 远曲小管和集合管对K+排泄的 调节
调节因素:ALDECF的[K+]远曲小管的原尿流速酸碱平衡状态:急性酸中毒,肾排K+↓; 碱中毒,肾排K+↑慢性酸中毒时,肾排K+↑
(三).钾的生理功能1.维持细胞的新陈代谢2.保持细胞的静息电位3.调节细胞内外的渗透压和酸碱平衡(三).钾的生理功能1.维持细胞的新陈代谢2.保持细胞的静息电位3.调节细胞内外的渗透压和酸碱平衡
二.钾代谢障碍(一).低K+血症(hypokalemia)低K+血症:血清[K+]<3.5mmol/L缺钾:细胞内K+的缺失
1.低K+血症的原因和机制(1)K+跨细胞分布异常 (K+进入细胞内过多)(2) 摄入↓ (3)丢失↑(最主要原因)
(1)K+跨细胞分布异常: (K+进入细胞内过多)
a.碱中毒 : ICF H+→ECF, ECF K+ →ICF→细胞内H+↓, K+↑ 肾小管上皮细胞亦发生离子转运→H+-Na+↓,K+-Na+↑→尿K+↑
b.某些药物β-肾上腺素能受体激动剂↑: (肾上腺素、舒喘咛)胰岛素使用↑:
胰岛素使用↑: 促进糖原合成,糖原合成时K+进入细胞内 激活Na+- K+-ATPase→细胞摄K+↑
c.某些毒物:钡中毒、粗制生棉籽油→K+通道阻滞→K+外流↓d.低钾血症性周期性麻痹e.甲状腺毒症:甲状腺激素↑→ 激活骨骼肌细胞膜上Na+- K+-ATPase→细胞摄K+↑
c.某些毒物:钡中毒、粗制生棉籽 油→K+通道阻滞→K+外流↓ d.低钾血症性周期性麻痹 e.甲状腺毒症:甲状腺激素↑→ 激活骨骼肌细胞膜上Na+- K+-ATPase→细胞摄K+↑
(3)丢失↑(最主要原因)a.经肾过度丢失 利尿剂 肾小管性酸中毒 盐皮质激素过多 :ALD增多症 镁缺失
b.肾外途径过度失K+经胃肠道失K+:剧烈呕吐、腹泻等 (最常见原因) 经皮肤失K+:大量出汗
2. 对机体的影响(1) 与膜电位异常相关的障碍①对膜电位的影响Em≈E K+=59.5 lg [K+]e /[K+]i[K+]e变动,Em 也随之改变
对肌细胞膜离子通透性的影响:[K+]e↓→心肌细胞膜对K+通透性↓[K+]e↓→心肌细胞膜对Ca2+通透性↑[K+]e↑→膜电位上移(负值减小)→ 快钠通道开放概率渐降低甚至关闭
Em=59.5 lg [K+]e /[K+]i =-59.5 lg [K+]i /[K+]e
(1)工作细胞动作电位:0期除极: Na+快速内流复极1期: K+外流2期: K+外流,Ca2内流(平台期)3期: K+外流4期: K+外流逐渐减少
(2) 自律细胞动作电位:快反应自律细胞 4期:Na+内流、K+外流逐渐减少
a.心肌兴奋性: ↑ ECF [K+]↓ →细胞内K+外流↓ →Em负值↓ →Em-Et距离↓ →阈刺激↓,兴奋性 ?
b. 心肌传导性: ↓ Em负值↓ →Em-Et距离↓ →Na+内流速度↓ → 0期除极速度↓,幅度↓ →心肌传导性 ?
c.心肌自律性: ↑ 4期K+外流↓,Na+内流相对↑ →快反应自律细胞4期自动除极化加速 →自律性 ?
d.心肌收缩性: ↑ 复极2期K+外流↓,Ca2+内流相对↑ →兴奋-收缩偶联↑ →心肌收缩性 ?
B. 对ECG的影响:T波低平;U波增高;ST段下降;QRS波增宽心率增快和异位心律C. 心功能损害的具体表现:心律失常和对洋地黄类强心药物毒性的敏感性增加
③对神经肌肉的影响a.对骨骼肌的影响:肌肉松弛无力或弛缓性麻痹轻症:肌无力(下肢肌肉最常见)重症:肌麻痹(呼吸肌麻痹为低钾血症患者死亡的最主要原因)③对神经肌肉的影响a.对骨骼肌的影响:肌肉松弛无力或弛缓性麻痹轻症:肌无力(下肢肌肉最常见)重症:肌麻痹(呼吸肌麻痹为低钾血症患者死亡的最主要原因)
机制:超极化阻滞(hyperpolarized blocking)Em≈59.5lg [K+]e/[K+]i =-59.5 lg [K+]i /[K+]e
低钾血症时,由于[K+]e↓↓ → [K+]e /[K+]i↓,细胞内液K+外流↑→ Em负值↑,Em-Et距离↑→阈刺激↑→兴奋性↓,严重时甚至不能兴奋 把因Em-Et距离↑而导致的肌细胞兴奋性↓,称之为超极化阻滞。
b.对胃肠道平滑肌的影响:肌肉松弛无力或弛缓性麻痹 胃肠道运动功能减弱→麻痹性肠梗阻
(2)与细胞代谢障碍有关的损害①横纹肌溶解:a.严重低钾血症,肌肉运动时不能从细胞释放出足够的K+→舒血管反应丧失→缺血缺氧→肌痉挛、缺血坏死。(2)与细胞代谢障碍有关的损害①横纹肌溶解:a.严重低钾血症,肌肉运动时不能从细胞释放出足够的K+→舒血管反应丧失→缺血缺氧→肌痉挛、缺血坏死。
b.肌肉的糖原合成↓,能源储备不足c.Na+- K+-ATPase活性↓,使细胞 内Na+↑,与Na+伴随的物质转运 活动也受到损害。
③对酸碱平衡的影响:细胞内酸中毒 细胞外碱中毒:代谢性碱中毒的机制a.低钾血症时,ICF 的K+内移, 而ECF H+→ICF b.肾在缺钾时,排氨(排H+)↑