正常鉀代謝
一、正常鉀代謝
(一)鉀的主要生理功能
(1)維持細(xì)胞新陳代謝:鉀參與多種新陳代謝過程,與蛋白質(zhì)和糖原合成密切相關(guān)。
(2)保持細(xì)胞膜靜息電位:鉀是維持神經(jīng)和肌細(xì)胞膜靜息電位的物質(zhì)基礎(chǔ)。靜息膜電位主要取決于細(xì)胞膜對鉀的通透性和膜內(nèi)外鉀的濃度差。
(3)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外液的滲透壓和酸堿平衡。
(二)鉀平衡
正常成人體內(nèi)含鉀總量為50~55mmol/kg體重。其中總鉀量的98%左右存在于細(xì)胞內(nèi),僅2%左右存在于細(xì)胞外液中。細(xì)胞內(nèi)鉀濃度高達(dá)160mmol/L,是細(xì)胞內(nèi)最主要的陽離子。而血清鉀平均濃度為4.5mmol/L(3.5~5.5mmol/L)。一般天然食物含鉀都比較豐富,人體每日生理需要量為40~120mmol/L。攝入鉀的90%經(jīng)腎從尿排出,少量隨糞便和汗液排出。
(三)鉀平衡的調(diào)節(jié)
1.鉀的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移 機(jī)體對快速變動的鉀負(fù)荷主要依靠細(xì)胞內(nèi)外K+的轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn),目的是維持血鉀濃度的恒定。由于細(xì)胞內(nèi)液具有迅速儲備大量K+的能力,因此,通過K+在細(xì)胞內(nèi)外的轉(zhuǎn)移可迅速、準(zhǔn)確地維持細(xì)胞外液的鉀濃度。泵-漏機(jī)制(pump-leak mechanism)是調(diào)節(jié)鉀跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移的基本機(jī)制。泵指Na+-K+泵,即Na+-K+-ATP酶,將鉀逆濃度差攝入細(xì)胞內(nèi);漏指鉀離子順濃度差進(jìn)入細(xì)胞外液。
(1)促進(jìn)細(xì)胞外鉀轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)的主要因素:胰島素、β-腎上腺素神經(jīng)的激活及細(xì)胞外液鉀離子濃度升高等均可直接刺激Na+-K+-ATP酶的活性,促進(jìn)細(xì)胞攝鉀;血清鉀濃度的升高可直接刺激胰島素分泌,從而促進(jìn)細(xì)胞攝鉀;堿中毒也可促進(jìn)K+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。
(2)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鉀轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外的主要因素:α-腎上腺素神經(jīng)的激活,酸中毒,細(xì)胞外液滲透壓的急劇升高,劇烈運(yùn)動時(shí)的肌肉收縮等促進(jìn)鉀離子從細(xì)胞內(nèi)移出。
2.腎對鉀的排泄調(diào)節(jié) 腎排鉀與鉀的攝入也有關(guān),多吃多排,少吃少排,但不吃也排。影響腎排鉀的主要因素如下。
1)遠(yuǎn)曲小管、集合小管調(diào)節(jié)鉀平衡:包括鉀的分泌和重吸收。
(1)鉀的分泌:正常情況下,有1/3左右的尿鉀是由遠(yuǎn)曲小管和集合小管分泌出來的。鉀的分泌由該段小管上皮主細(xì)胞(principal cells)的泵-漏機(jī)制完成。
(2)鉀的重吸收:主要由集合小管的閏細(xì)胞(intercalated cells)執(zhí)行。閏細(xì)胞的管腔面分布有H+-K+-ATP酶,向小管腔中泌H+而重吸收鉀。
2)影響遠(yuǎn)曲小管、集合小管排鉀的調(diào)節(jié)因素
(1)醛固酮:醛固酮具顯著的促排鉀功效。
(2)細(xì)胞外液的鉀濃度:細(xì)胞外液鉀濃度升高可明顯增加遠(yuǎn)曲小管和集合管的泌鉀速度。
(3)遠(yuǎn)曲小管的原尿流速:遠(yuǎn)曲小管原尿流速增大有利于鉀離子的分泌。
(4)酸堿平衡狀態(tài):H+濃度升高可抑制主細(xì)胞的Na+-K+泵,使主細(xì)胞的泌K+功能受阻。
3.結(jié)腸和汗腺的排鉀功能 正常時(shí),攝入鉀的90%由腎排出,約10%的鉀由腸道排出。在腎衰竭者腎小球?yàn)V過率明顯下降的情況下,結(jié)腸泌K+量平均可達(dá)到攝入鉀量的1/3,成為一重要排鉀途徑。此外,汗液也含有少量的鉀。
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