鉀穩(wěn)態(tài)及其代謝紊亂的診治進(jìn)展

董 睿 郭志勇

鉀是人體內(nèi)重要的元素之一，在維持細(xì)胞新陳代謝和細(xì)胞膜電位、保持酸堿平衡、維護(hù)機(jī)體各種生理功能中起到了不可替代的作用。正常情況下，鉀代謝處于平衡狀態(tài)，即攝入與排出保持動(dòng)態(tài)平衡。但在各種環(huán)境因素、人為因素和疾病因素的作用下可出現(xiàn)低鉀或高鉀血癥，呈現(xiàn)出各有特點(diǎn)的臨床表現(xiàn)和異常的實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果。近年來(lái)，隨著CKD發(fā)病率逐年增高和罕見(jiàn)病診療水平的提高，鉀代謝紊亂常常出現(xiàn)在各種臨床情況中，增加了疾病診療的復(fù)雜性。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，就鉀平衡紊亂的診治進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧。

1 鉀平衡

正常情況下，機(jī)體的鉀均來(lái)源于外界的攝入，每日攝入的鉀約90%經(jīng)胃腸道吸收，其中98%以上儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)(主要存在于肌肉細(xì)胞中)，不到2%的鉀離子(K+)存在于細(xì)胞外[1]。排出體外的K+中約80%～90%自尿中排泄，10%通過(guò)腸道排出，還有一小部分通過(guò)汗液排出。機(jī)體通過(guò)平衡攝入與排出，以及調(diào)控K+在細(xì)胞內(nèi)外的分布，使血清鉀濃度穩(wěn)定于3.5～5.0 mmol/L，其中腎臟起到了重要的作用[2-3]。K+經(jīng)腎小球全部自由濾過(guò)，在近端腎小管和髓袢升支重吸收，其吸收量占濾過(guò)量的75%[4]，且不受鉀攝入的影響。腎臟主要依靠皮質(zhì)集合管(CCD)維持尿鉀排泄，其次是醛固酮敏感的遠(yuǎn)端分泌腎單位(ASDN)，包括遠(yuǎn)曲小管的后段(DCT2)、連接小管(CNT)。

K+儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)的主要驅(qū)動(dòng)力是細(xì)胞內(nèi)負(fù)電荷。K+通過(guò)K+通道排出，每排出一個(gè)K+即帶走一個(gè)正電荷，而細(xì)胞內(nèi)液(ICF)和細(xì)胞外液(ECF)中K+的比值則反映了靜息膜電位(RMP)。一過(guò)性的血鉀濃度的升高可對(duì)RMP產(chǎn)生負(fù)面影響，從而影響細(xì)胞功能。為了將血鉀濃度一過(guò)性升高的影響降到最低，機(jī)體進(jìn)化出多種生理調(diào)節(jié)機(jī)制以將K+移入細(xì)胞內(nèi)。胰島素和兒茶酚胺為促進(jìn)K+向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移的常見(jiàn)激素，但其機(jī)制不同[1-2]。胰島素通過(guò)與細(xì)胞表面特異性受體的結(jié)合，促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT)4的分泌，一方面提高組織對(duì)葡萄糖的攝取；另一方面，通過(guò)增加鈉離子(Na+)/K+-ATP酶的活性刺激K+的攝取。兒茶酚胺對(duì)于調(diào)節(jié)K+的分布也起著重要的生理作用。組織間隙中K+濃度的升高會(huì)導(dǎo)致血管擴(kuò)張，引起血流速度降低，從而增加肌肉的興奮性。兒茶酚胺通過(guò)β2受體介導(dǎo)，增加Na+/K+-ATP酶的活性，從而限制細(xì)胞外K+濃度的增高。血漿的滲透壓和酸堿平衡同樣會(huì)影響體內(nèi)鉀平衡。細(xì)胞外間隙中對(duì)血漿滲透壓形成有影響物質(zhì)(如葡萄糖、果糖、甘露醇等)的蓄積產(chǎn)生了細(xì)胞膜兩側(cè)的滲透壓梯度，有利于水從細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外流動(dòng)，而細(xì)胞容量的降低會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)K+濃縮，有利于K+的外流。

2 低鉀血癥

低鉀血癥是指血清鉀<3.5 mmol/L的一種病理生理狀態(tài)。在限制鈉的飲食條件下，正常腎臟可以排出幾乎不含Na+的尿液。而在無(wú)鉀飲食條件下，腎臟每天最多可排出15 mmol的K+。因此，僅飲食限制鉀的攝入即可導(dǎo)致低鉀血癥。

丟失的鉀過(guò)多也可引發(fā)低鉀血癥。①腎外失鉀：通過(guò)汗液大量排出鉀是此類低鉀血癥的常見(jiàn)原因，多見(jiàn)于在高溫、高濕環(huán)境中工作的重體力勞動(dòng)者。分泌性腹瀉是腎外失鉀的另一常見(jiàn)原因，容量大幅度減少會(huì)造成低鉀血癥。慢性假性腸梗阻(奧格爾維綜合征)可引起低鉀血癥，因主動(dòng)性鉀分泌引起分泌性腹瀉而造成，這種情況下，糞便中鉀濃度高，鈉濃度低。②腎性失鉀：多發(fā)生在導(dǎo)致遠(yuǎn)端腎小管鈉離子大量釋放和醛固酮活性增加的病理生理狀態(tài)下。前者是由于細(xì)胞外液濃縮引起的繼發(fā)性疾病，通常表現(xiàn)為低鉀血癥合并正常或偏低的血壓，代謝性酸中毒或堿中毒。此時(shí)，增加血清中碳酸氫根離子(HCO3-)濃度的補(bǔ)堿治療反而會(huì)加重低鉀血癥，因其增加了遠(yuǎn)端小管對(duì)碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)運(yùn)負(fù)荷。鹽皮質(zhì)激素活性增加的原發(fā)性疾病可造成腎素的自主分泌、醛固酮或非醛固酮的鹽皮質(zhì)激素分泌，或持續(xù)的鹽皮質(zhì)激素樣效應(yīng)。臨床上表現(xiàn)為高血壓、低血鉀和代謝性酸中毒，通過(guò)監(jiān)測(cè)血漿腎素活性和醛固酮水平可以判定[5]。

低鉀血癥的臨床表現(xiàn)在個(gè)體間存在較大差異，需要結(jié)合病史、實(shí)驗(yàn)室檢查、心電圖檢查等綜合評(píng)估?？杀憩F(xiàn)為乏力、肌肉酸痛，嚴(yán)重時(shí)可能由于呼吸肌、消化系統(tǒng)平滑肌受累出現(xiàn)呼吸困難或腸麻痹等。心電圖變化包括心律失常表現(xiàn)，或U波、T波平坦等。評(píng)估尿鉀的排泄量有利于判斷低鉀血癥的病因是否與腎臟相關(guān)。24 h尿鉀的測(cè)定是最常用也是最準(zhǔn)確的評(píng)估方法。24 h尿鉀>25～30 mmol提示腎性失鉀，隨機(jī)尿鉀濃度在5～15 mmol/L時(shí)一般可排除腎性失鉀，隨機(jī)尿鉀濃度>40 mmol/L時(shí)提示有腎性失鉀。尿鉀濃度為40 mmol/L亦是低鉀血癥患者因飲水量減少而產(chǎn)生高濃度尿的適當(dāng)反應(yīng)。但如果發(fā)生在患者有效血容量減少的情況下，盡管容量減少會(huì)刺激醛固酮的產(chǎn)生，但由于Na+和水輸送到遠(yuǎn)端腎單位的減少，尿液中K+的絕對(duì)量可相對(duì)較低。若患者使用利尿劑時(shí)尿鉀濃度<15 mmol/L，也可判斷為腎性失鉀[1,3,5]。

在沒(méi)有細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移的前提下，低鉀血癥體現(xiàn)的是體內(nèi)總K+的缺乏。血清鉀濃度從4 mmol/L降至3 mmol/L，提示機(jī)體總K+的缺失量為100～200 mmol；而從3 mmol/L降到2 mmol/L，提示K+的缺失量為400～600 mmol。酸血癥的患者機(jī)體總的K+的缺失將更嚴(yán)重。K+可以鉀鹽的形式通過(guò)口服或者靜脈途徑予以補(bǔ)充?？诜o藥更安全、有效，每天的補(bǔ)充量約100～150 mmol。氯化鉀(KCL)藥片刺激胃黏膜，其微膠囊更易被接受。一般情況下，非腎性失鉀通過(guò)補(bǔ)鉀治療更容易糾正[1,3,5]。對(duì)于無(wú)法口服補(bǔ)鉀或在合并嚴(yán)重鉀缺乏的情況下(如引發(fā)心律失常、呼吸肌麻痹或橫紋肌溶解)，可經(jīng)靜脈途徑補(bǔ)鉀。靜脈補(bǔ)充KCL的速度不能>20 mmol/h，濃度不能>40 mmol/L，過(guò)高的濃度會(huì)引發(fā)靜脈炎。對(duì)于合并酸中毒的患者，應(yīng)在補(bǔ)充HCO3-前即補(bǔ)充K+，因?yàn)榧m正代謝性酸中毒會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)K+的內(nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞外液K+濃度進(jìn)一步的降低。待患者情況穩(wěn)定后，可以同時(shí)補(bǔ)充HCO3-和K+。當(dāng)臨床表現(xiàn)極為嚴(yán)重(如肌肉麻痹、呼吸衰竭等)時(shí)，應(yīng)選擇不含葡萄糖或HCO3-的靜脈補(bǔ)鉀溶液[1,3,5]。

3 高鉀血癥

血清鉀水平>5.0 mmol/L，定義為高鉀血癥。高鉀血癥多由K+的產(chǎn)生及攝入過(guò)多、排出減少、分布異常，以及藥物影響等導(dǎo)致。當(dāng)腎小球?yàn)V過(guò)率、腎小管流量、遠(yuǎn)端Na+輸送量或ASDN中醛固酮敏感離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)水平降低，從而限制了腎鉀排泄時(shí)，即可發(fā)生高鉀血癥[2]。引發(fā)高鉀血癥的原因有以下3種情況。①鉀的攝入增多：由于攝入增多導(dǎo)致的高鉀血癥多發(fā)生于腎功能受損和(或)鹽皮質(zhì)激素水平降低的人群。富含鉀的食物主要為植物類食物，如檸檬、果汁、土豆。值得注意的是，有些食物既富含鉀又富含碳水化合物，會(huì)刺激胰島素的分泌和釋放，進(jìn)而降低血鉀升高的幅度。而動(dòng)物類食物富含鉀但碳水化合物含量低，則會(huì)導(dǎo)致血鉀濃度的進(jìn)一步升高[1]。②鉀的細(xì)胞內(nèi)外分布異常：通常一過(guò)性高鉀源于細(xì)胞內(nèi)外流動(dòng)。組織損傷，如橫紋肌溶解、創(chuàng)傷、大量的溶血、腫瘤溶解等是導(dǎo)致此類高鉀血癥的常見(jiàn)原因。③鉀排泄減少：腎臟排泄功能的下降，是造成此類高鉀血癥的重要原因。

急性高鉀血癥在急性腎損傷(acute kidney injury, AKI)患者中常見(jiàn)。急性腎小管壞死或腎小管間質(zhì)性腎病可導(dǎo)致遠(yuǎn)端小管和集合管的廣泛損傷，直接損傷排出K+的細(xì)胞。AKI患者快速下降的腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR)并未給正常的腎內(nèi)和腎外適應(yīng)性機(jī)制發(fā)揮維持穩(wěn)態(tài)作用提供足夠的時(shí)間。因此，由于細(xì)胞釋放K+增加，腎臟排出機(jī)制受損，AKI患者易發(fā)生危及生命的高鉀血癥[1,3,5]。但對(duì)于CKD患者而言，除非GFR降低至15～20 mL/min以下，高鉀血癥并不常見(jiàn)。這是由于即便腎臟功能顯著受損，但剩余腎單位仍可維持相對(duì)正常的血漿K+濃度。這種代償方式被認(rèn)為與健康人在飲食中攝入大量含K+食物但仍能維持正常穩(wěn)態(tài)的機(jī)制相似。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，長(zhǎng)期的K+負(fù)荷會(huì)增強(qiáng)腎臟的排K+能力，這意味著無(wú)論血漿K+濃度如何，腎臟均可將K+排出。這種由高鉀血癥引發(fā)的腎臟高排鉀狀態(tài)往往伴隨著細(xì)胞肥大、更高的線粒體密度，以及遠(yuǎn)端腎單位細(xì)胞和集合管主要細(xì)胞中基底外側(cè)膜的增殖[5-6]。

CKD、慢性心力衰竭、糖尿病、長(zhǎng)期服用RAAS抑制劑類藥物是發(fā)生慢性高鉀血癥的主要危險(xiǎn)因素。CKD患者可合并血鉀異常，腎功能顯著受損的CKD患者常并發(fā)高鉀血癥，發(fā)病率為14%～20%[7]。在慢性心力衰竭患者中，血清鉀濃度與血管緊張素系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度很高，腎臟灌注不足導(dǎo)致腎素水平升高，通過(guò)刺激醛固酮合成誘導(dǎo)鉀的排泄，而高鉀會(huì)抑制RAAS。慢性高鉀血癥通常沒(méi)有明顯的臨床癥狀，常因?qū)嶒?yàn)室檢查結(jié)果異常被發(fā)現(xiàn)。因此，對(duì)于存在高鉀血癥風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)病患者，應(yīng)當(dāng)定期檢測(cè)K+濃度[8]。

高血鉀癥患者可出現(xiàn)非特異性的心血管和神經(jīng)肌肉癥狀。心臟癥狀主要為心律失常(如竇性心動(dòng)過(guò)緩、傳導(dǎo)阻滯和異位心律失常、致命性心室纖顫及心搏驟停等)和心肌收縮受抑制(心臟擴(kuò)大、心音低弱)。神經(jīng)肌肉癥狀常見(jiàn)四肢和口周感覺(jué)麻木、極度疲乏、肌肉酸痛和肢體蒼白濕冷，甚至因呼吸肌麻痹發(fā)生窒息。中樞神經(jīng)系統(tǒng)可表現(xiàn)為煩躁不安或神志不清。此外，還可出現(xiàn)惡心、嘔吐和腹痛[3]。

高鉀血癥的治療取決于患者的體征、癥狀、嚴(yán)重程度和血鉀的升高速度，以及病因。短期內(nèi)出現(xiàn)血鉀升高至6.0 mmol/L或高鉀相關(guān)性心電圖異常表現(xiàn)屬于高鉀血癥急危重癥，需要緊急處理，包括以下方法。①?gòu)?fù)查血鉀并檢查生命體征及心電活動(dòng)，排查并去除導(dǎo)致高鉀血癥的誘因。②穩(wěn)定心?。簩?duì)于存在心電圖改變的高鉀血癥患者，一般建議給予鈣鹽(1 000～3 000 mg葡萄糖酸鈣或者1 000 mg氯化鈣)，如果其心電圖改變?cè)? min后未得到緩解或者再次復(fù)發(fā)，則應(yīng)考慮后續(xù)治療方案。③促進(jìn)K+轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)：給予胰島素聯(lián)合葡萄糖靜脈滴注；霧化吸入10 mg沙丁胺醇可以使血鉀用藥后的120 min內(nèi)峰值顯著降低，但存在心率過(guò)快、心悸及輕度焦慮等不良反應(yīng)的報(bào)道；在伴有代謝性酸中毒的患者中，可以考慮使用碳酸氫鈉中和細(xì)胞外液中的氫離子(H+)，間接促進(jìn)細(xì)胞外的K+向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移[9]。④促進(jìn)鉀排出體外：可使用袢利尿劑(如呋塞米、托拉塞米等)和噻嗪類利尿劑(如氫氯噻嗪等)。袢利尿劑的排鉀效果強(qiáng)于袢利尿劑。使用利尿劑治療高鉀血癥的前提應(yīng)當(dāng)是患者腎功能無(wú)異常且血容量正常。在使用相關(guān)利尿劑治療急性高鉀血癥的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)評(píng)估鉀、血糖及心電圖的變化；可使用聚苯乙烯磺酸鈉和聚苯乙烯磺酸鈣等陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；新型K+結(jié)合劑環(huán)硅酸鋯鈉，在全腸道內(nèi)通過(guò)置換Na+或H+而高選擇性地捕獲K+，減少腸道內(nèi)K+吸收，從而快速有效地降低血鉀濃度；處理嚴(yán)重高鉀血癥，尤其是患有終末期腎病(ESRD)并已建立血管通路的患者時(shí)首選血液透析治療，當(dāng)K+濃度持續(xù)升高超過(guò)6 mmol/L或心電圖持續(xù)無(wú)變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行緊急血液透析，以改善內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)電解質(zhì)平衡[9]。

急性高鉀血癥病情穩(wěn)定后，應(yīng)對(duì)仍有高鉀血癥風(fēng)險(xiǎn)的患者進(jìn)行長(zhǎng)期的血鉀管理。包括排查誘因、消除來(lái)源、飲食控制、減少攝入、藥物排鉀，以及調(diào)整透析方案等。