正常钾代谢及钾代谢紊乱
一、正常钾代谢
钾是体内最重要的无机离子之一，正常人体钾含量为50～55 mmol/kg，其中98%存在于细胞内，2%存在于细胞外液中。血清钾含量为3.5～5.5 mmol/L。
1. 钾的吸收与排泄
人体的钾来源于食物，大部分在小肠吸收。约90%的钾经肾脏排泄，肾脏排钾的特点是：多吃多排，少吃少排，不吃也排。约10%的钾经消化道和汗液排出体外。
2. 钾的生理功能
(1) 参与细胞新陈代谢：钾参与多种新陈代谢过程，与糖原和蛋白质的合成有密切关系。
(2) 保持细胞静息膜电位：钾是维持神经和肌细胞膜静息电位的物质基础。
(3) 调节细胞内外的渗透压和酸碱平衡。
3. 钾平衡的调节
机体钾主要靠钾的跨细胞转移和肾脏的调节达到平衡。
(1) 钾的跨细胞转移：影响钾跨细胞转移的主要因素如下。①胰岛素作用：胰岛素促使钾转移到细胞内。②儿茶酚胺的作用：儿茶酚胺对钾分布的影响因受体不同而异，β受体兴奋促进钾进入细胞内，而α受体兴奋，促进钾自细胞内移出。
(2) 肾脏的调节：主要依靠肾远曲小管和集合小管对钾的分泌和重吸收来维持体内外的钾平衡。①醛固酮的作用：醛固酮在促进远曲小管重吸收钠的同时，也促进钾的排泄。②远曲小管和集合管内原尿流速：原尿的流速对钾排泄具有重要影响。流速加快，排钾增加，流速减慢，排钾减少。
二、低钾血症
当血清钾浓度低于3.5 mmol/L时称为低钾血症(hypokalemia)。
(一) 原因和机制
1. 摄入不足
一般情况下，食物所含的钾足够满足人体需要，正常饮食不会发生低钾血症，只有在不能正常进食的情况下，才可能发生。如胃肠道梗阻、胃肠术后禁食等。
2. 钾丢失过多
(1) 经肾失钾过多：这是成人失钾的最重要原因，多见于如下情况。①利尿剂的应用：速尿、利尿酸等利尿剂在利尿过程中伴有钾的大量排出，主要是通过抑制髓袢升支粗段和远端小管起始部对钠和氯的重吸收而达到利尿作用，却导致了K+-Na+交换增多而排钾增多。②渗透性利尿：临床上应用甘露醇利尿，糖尿病的高血糖、急性肾功能衰竭多尿期增高的尿素浓度等均可引起渗透性利尿。尿液增多，流速增快，排钾增多。
(2) 盐皮质激素过多：见于原发性和继发性醛固酮增多症。
(3) 经消化道失钾：见于严重腹泻、频繁呕吐、肠瘘等病人。
3. 钾跨细胞分布异常
钾跨细胞分布异常指大量钾转移到细胞内，主要原因如下。①碱中毒：碱中毒时，氢离子出细胞，钾离子进入细胞，使细胞外血钾降低，同时碱中毒使肾排钾增多。②某些毒物作用：粗制棉籽油中毒、钡缺乏等可使钾离子通道阻滞，使钾离子排出细胞受阻。③低钾血症型家族性周期性麻痹：是一种少见的常染色体显性遗传病，发作时出现骨骼肌瘫痪和低钾血症，可在6～24 h内自行缓解，它导致低钾血症的机制不清。
(二) 对机体的影响
低钾血症对机体的影响取决于血钾降低的程度、速度和持续时间。对机体的影响主要是对神经肌肉兴奋性、心肌和酸碱平衡的影响。
1. 对神经肌肉兴奋性的影响
(1) 骨骼肌：血清钾浓度低于3 mmol/L时，会出现明显的肌肉松弛无力，低于265 mmol/L，出现肌麻痹。
(2) 胃肠道平滑肌：出现肌无力甚至麻痹，表现为胃肠道功能减退，甚至出现麻痹性肠梗阻。
(3) 对神经系统的影响：轻度低钾血症病人出现精神委靡、表情淡漠、倦怠。重症病人出现反应迟钝、嗜睡甚至昏迷。
2. 对心肌的影响
低钾血症对心肌生理特性的影响如下：①心肌兴奋性升高；②心肌传导性下降；③心肌自律性升高；④心肌收缩性改变，变现为轻度低钾血症时心肌收缩性升高，严重缺钾时收缩性降低；⑤心电图表现为T波低平，U波增高，ST段下降，心率增快和异位心律，QRS波群增宽。
3. 对酸碱平衡的影响
低钾血症可诱发代谢性碱中毒和反常性酸性尿。
(三) 低血钾的防治
(1) 治疗原发病，给予富含钾的食物，如谷类、鱼、肉、蔬菜、水果等。
(2) 补钾：尽量口服补钾，钾盐口服方便安全，首选氯化钾；见尿补钾，每日尿量少于500 mL时，不宜补钾；控制剂量和速度，避免血钾突然升高，引起心室颤动和心跳骤停。
知识链接
病例讨论1
李某，女，37岁，患糖尿病半年，近3天食欲减退，呕吐频繁，精神委靡不振，乏力。今日出现神志不清急诊入院。体格检查：浅昏迷、呼吸深大，BP 80/64 mmHg，腱反射减弱。尿常规：蛋白(+)，糖(+++)，酮体(+)。入院后注射胰岛素72 U，并输入0.9%NaCl溶液及乳酸钠，病人神志逐渐清醒，但烦躁不安，并出现心律不齐。查心电图出现T波低平，频繁室性早搏，血常规示K+浓度为2.0 mmol/L，Na+浓度为141 mmol/L。
问题：
1. 病人主要发生了哪种水、电解代谢紊乱？
2. 试分析发生原因。
病例讨论2
王某，男，15个月，因腹泻、呕吐4天入院。发病以来，每天腹泻6～8次，水样便，呕吐4次，不能进食，每日补5%葡萄糖溶液1 000 mL，尿量减少，腹胀。
体格检查：精神委靡，体温37.5 ℃(肛)(正常36.5～37.7 ℃)，脉搏细速，150次/分，呼吸浅快，55次/分，血压86/50 mmHg，皮肤弹性减退，两眼凹陷，前囟下陷，腹胀，肠鸣音减弱，腹壁反射消失，膝反射迟钝，四肢凉。
实验室检查：血清Na+浓度为125 mmol/L，血清K+浓度为3.2 mmol/L。
问题：该患儿发生了何种水、电解质代谢紊乱？为什么？
三、高钾血症
血清钾浓度高于5.5 mmol/L称为高钾血症(hyperkalemia)。
(一) 原因和机制
1. 肾排钾减少
(1) 肾小球滤过率下降：主要见于急性肾功能衰竭少尿期、慢性肾功能衰竭的末期、失血性休克等引起血压显著下降情况，钾滤出受阻，血钾升高。
(2) 远曲小管集合管分泌钾功能受阻：主要由于醛固酮分泌不足引起或该段小管对醛固酮反应不足，导致钾排出减少，见于肾上腺皮质功能不全、合成障碍或某些药物疾病引起的继发性醛固酮不足等情况。
2. 钾的跨细胞分布异常
细胞内钾离子大量移出，超过肾代偿能力，引起高钾血症。主要见于如下情况。
(1) 酸中毒：氢离子和钾离子交换，氢离子入胞，钾离子出胞，肾小管上皮细胞H+-Na+交换增多，K+-Na+交换减少。
(2) 高血糖合并胰岛素不足：见于糖尿病、胰岛素缺乏、高血糖、酮体增高性酸中毒，促使细胞内钾外移，血钾升高。
(3) 某些药物作用：洋地黄类药物增多等妨碍细胞摄钾，肌肉松弛剂氯化琥珀胆碱使钾从细胞内移外，导致高钾血症。
(4) 溶血和组织坏死：见于严重创伤、血型不符的输血等，有钾离子从破裂的细胞释放出来，导致高钾血症。
(5) 高钾血症型家族性周期性麻痹：是一种少见的常染色体显性遗传病，发作时伴有肌麻痹和高钾血症，一定时间后自行缓解。
3. 摄入过多
胃肠道摄钾过多一般不会发生高钾血症，但在静脉输钾过快、浓度过高情况下，可引起高钾血症。
(二) 对机体的影响
1. 对骨骼肌的影响
当血钾浓度增高时，肌肉兴奋性升高，表现为四肢感觉异常、刺痛、轻度震颤等；当血钾增高至7～9 mmol/L，表现为肌肉无力，发生迟缓性麻痹。
2. 对心脏的影响
高钾血症对心肌生理特性有如下影响。①心肌兴奋性变化：急性高钾血症对心肌兴奋性出现先升高后降低的双向变化；②心肌传导性下降；③心肌自律性降低；④心肌收缩性减弱；⑤心电图表现为T波高尖、P波和QRST波群振幅降低，间期增宽，S波增深。
3. 对酸碱平衡的影响
高钾血症多伴有代谢性酸中毒，其机制：高钾血症时，钾离子向细胞内转移，氢离子向细胞外转移；肾脏排钾增多，排氢减少。
(三) 高血钾防治原则
(1) 防治原发病，即首先消除和控制引起高钾血症的原因和积极防治原发病，例如停用保钾利尿剂、纠正酸中毒等。
(2) 降低血钾的常用方法：
①促进钾移入细胞内：静脉注射葡萄糖和胰岛素，可使细胞外钾移入细胞内，静脉注射10%葡萄糖酸钙溶液不仅能促使钾进入细胞内，而且还能拮抗高钾对心肌的毒性作用。②加速钾离子向体外排出：口服阳离子交换树脂，经肠道排钾；高钠饮食、排钾利尿剂、盐皮质激素等促进肾排钾；对于严重高钾血症病人，可用腹膜透析或血液透析排出体内过多的钾。
小结
水、电解质代谢紊乱，主要涉及高渗性脱水、低渗性脱水、混合性脱水以及水肿的原因、机制、对机体的影响和防治与护理原则。高渗性脱水的特点是失水多于失钠，防治关键是补充钠盐；低渗性脱水的特点是失钠多于失水，防治关键是恢复细胞外液容量和血容量，纠正低血钠；等渗性脱水的特点是钠与水成等比例丢失，防治原则是补充等渗生理盐水和葡萄糖。水肿不是独立的疾病，而是许多疾病中的病理过程。水肿发生的原因和机制是多方面的。常见的类型为心性水肿、肝性水肿和肾性水肿。临床上必须予以正确的诊断才能有效地防治和护理。
钾代谢的紊乱包括低钾血症和高钾血症。低钾血症是指血清钾浓度低于3.5 mmol/L，其原因主要是钾摄入不足、钾丢失过多、钾分布异常等。低钾血症对机体造成影响包括神经肌肉的松弛甚至麻痹，心律失常、心动过速、传导阻滞、心室颤动等，代谢性碱中毒和反常性酸性尿。低血钾的防治原则是治疗原发病和适当补钾。高钾血症是指血清钾浓度高于5.5 mmol/L，其原因包括钾摄入过多、肾排钾减少、钾分布异常等。高血钾对机体的影响主要是心脏的毒性作用，表现为心律失常、心动过速、传导阻滞、心室颤动甚至心跳骤停；还有神经肌肉的先兴奋后减低的反应过程以及代谢性酸中毒和反常性碱性尿。
目标检测
一、名词解释
1. 高渗性脱水2. 脱水热3. 低渗性脱水4. 等渗性脱水5. 渗透性利尿
6. 水中毒7. 低钾血症8. 高钾血症
二、选择题
(一) A1型题
1. 体液是指()。
A. 细胞外液及溶解在其中的物质B. 细胞内液和细胞外液
C. 体内的水与溶解在其中的无机盐D. 体内的水与溶解在其中的蛋白质
E. 细胞内液及溶解在其中的物质
2. 正常成年男性体液含量约占体重的()。
A. 40%B. 50%C. 40%～50%
D. 60 %E. 70%
3. 细胞内、外液的含量可以()。
A. 是固定不变的
B. 是处于不平衡状态的
C. 主要由动脉血压变化来决定其动态平衡
D. 主要由细胞膜两侧渗透压决定其动态平衡
E. 主要由肾排出尿量的多少决定其动态平衡
4. 血浆中含量最多的阳离子是()。
A. Na+ B. K+ C. Mg2+ D. Ca2+ E. H+
5. 血浆中含量最多的阴离子是()。
A. HCO-3B. HPO2-4C. SO2-4
D. Cl- E. 蛋白质阴离子
6. 决定细胞外液渗透压的主要因素是()。(https://www.daowen.com)
A. 蛋白质B. 球蛋白C. K+D. Na+E. Ca2+
7. 细胞内液和细胞外液的渗透压是()。
A. 细胞内液大于细胞外液B. 细胞外液大于细胞内液
C. 血浆大于细胞内液D. 基本相等
E. 组织间液小于细胞内液
8. 高渗性脱水病人尿量减少的主要机制是()。
A. 细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渴中枢
B. 细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器
C. 肾血流减少D. 细胞内液减少E. 细胞外液减少
9. 脱水热产生的主要原因是()。
A. 散热障碍B. 产热增加
C. 体温调节中枢功能障碍D. 体温调节中枢调定点上移
E. 产热增加和散热减少
10. 病人口渴，尿少，尿中钠高，血清钠高于150 mmol/L，其水、电解质代谢紊乱的类型是()。
A. 等渗性脱水B. 水中毒C. 高渗性脱水
D. 水肿E. 低渗性脱水
11. 高烧病人出汗多、呼吸增快易出现()。
A. 高渗性脱水B. 低渗性脱水C. 等渗性脱水
D. 水中毒E. 低钠血症
12. 低渗性脱水时，首先出现()。
A. 细胞外液渗透压升高B. 细胞外液渗透压降低
C. 血浆渗透压增加D. 组织间液渗透压增加
E. 细胞外液渗透压正常
13. 低渗性脱水时主要脱水部位是()。
A. 细胞内液B. 细胞外液C. 血浆
D. 淋巴E. 细胞内外液
14. 下列哪一类水、电解质代谢紊乱早期易发生休克？()
A. 低渗性脱水B. 高渗性脱水C. 水中毒
D. 低钾血症E. 高钾血症
15. 给严重低渗性脱水病人输入大量水分而未补钠盐可引起()。
A. 高渗性脱水B. 等渗性脱水C. 水中毒
D. 低钾血症E. 水肿
16. 低血钾通过哪项异常引起中枢神经系统症状？()
A. 神经递质合成障碍B. 糖代谢障碍C. 磷脂合成障碍
D. 蛋白质合成障碍E. 水平衡障碍
17. 某病人作消化道手术后禁食一周，仅静脉输入葡萄糖盐水，此病人最容易发生的水、电解质代谢紊乱是()。
A. 低血钠B. 低血钙C. 低血镁D. 低血磷E. 低血钾
18. 大面积肌肉挤压伤病人易出现()。
A. 低钾血症B. 低镁血症C. 低钠血症D. 高钠血症E. 高钾血症
19. 正常血清钾浓度的范围是()。
A. 3～5 mmol/LB. 3.5～5.5 mmol/LC. 5～7 mmol/L
D. 7～9 mmol/LE. 小于3.5mmol/L
20. 高钾血症和低钾血症均可引起()。
A. 代谢性酸中毒B. 代谢性碱中毒C. 肾小管泌氢增加
D. 心律失常E. 肾小管泌钾增加
(二) A2型题
21. 某男性因地震被困在废墟5天，无水饮，被救时血压90/60 mmHg，体温38 ℃，表情淡漠、嗜睡。应该考虑病人属于()。
A. 低渗性脱水B. 高渗性脱水C. 等渗性脱水
D. 心性水肿E. 肾性水肿
22. 某病人由于大面积烧伤2天，口渴只是饮用矿泉水，被送医院，体格检查：血钠60～100 mmol/L，皮肤弹性低，眼窝凹陷，主诉头晕等。应该考虑本病人属于()。
A. 等渗性脱水B. 高渗性脱水C. 低渗性脱水
D. 心性水肿E. 肾性水肿
(三) A4型题（23~24题共用题干）
某病人，女，32岁，患十二指肠溃疡多年，病情时好时坏。近一周来频繁呕吐，并伴有腹泻，不能饮水和进食。入院时体格检查：血钠50～90 mmol/L，尿量较少，尿钠含量下降。
23. 应该诊断为()。
A. 十二指肠溃疡B. 低渗性脱水C. 高渗性脱水
D. 等渗性脱水E. 肠炎
24. 应该采取的正确措施是()。
A. 卧床休息B. 让病人多喝水
C. 只静脉滴注葡萄糖溶液D. 只静脉滴注生理盐水
E. 静脉滴注生理盐水和葡萄糖混合液
【答案】1. B2. D3. D4. A5. B6. D7. D8. B9. A10. C11. A
12. B13. B14. A15. C16. A17. E18. E19. B20. D21. B22. C
23. D24. E
三、问答题
1. 试述高渗性脱水的病因和防治原则。
2. 试述低渗性脱水的原因和防治原则。
3. 试述等渗性脱水的原因、机制、对机体的影响和治疗原则。
4. 简述心性水肿、肝性水肿和肾性水肿的成因。
5. 高钾血症对心脏的影响有哪些表现？
6. 在高温车间工作，只大量饮水可发生何种类型脱水？为什么？
7. 哪类脱水最容易发生休克？为什么？
8. 给严重高钾血症病人注射钙剂和钠盐为什么有治疗作用？
9. 试述造成血管内外液体交换障碍的因素。
(董淑芬)
参考文献
［1］ 金惠铭，王建枝. 病理生理学［M］. 7版. 北京：人民卫生出版社，2008.
［2］ 吴伟康，赵卫星. 病理学［M］. 2版. 北京：人民卫生出版社，2010.
［3］ 张建中. 病理学［M］. 北京：高等教育出版社，2010.
［4］ 张立克. 病理学［M］. 北京：人民卫生出版社，2007.