高钾血症

血清钾离子浓度高于 5. 5mmol/L 称为高钾血症（ hyperkalemia）。

高钾血症可能是由于钾的摄入增加，钾的排泄减少，或钾从细胞内转移到细胞外造成的。最常见的原因是钾的排泄减少。钾的过量摄入或细胞外转移是非常罕见的。通常，几种因素会共同作用。

1、钾摄入量增加

仅仅因为钾的过量摄入引起高钾血症是非常罕见的，因为肾脏排泄和细胞内转移的机制非常有效。一般来说，钾的过量摄入会加重肾脏排泄障碍或钾由细胞内转移到细胞外的个体的高钾血症。

（1）钾过量摄入包括:

1）高钾低钠饮食

2）过度补钾——钾摄取的量必须很大才能成为高钾血症的唯一原因，但对于肾脏排泄功能受损的患者来说，即使摄入少量钾也会产生高钾血症

3）静脉输注高浓度钾（如全肠外营养配方）

4）食用盐替代品——一些“无盐”或“低盐”替代品每克盐含有大约10-12 mmol钾，过量食入可能是危险的，特别是对肾功能减退的情况下

5）青霉素G治疗

6）输血红细胞储存2-3周时风险最高）

7）心肌停搏液-含有20- 30mmol /L的氯化钾

2、钾排泄量减少

几乎所有出现持续性高钾血症的患者都存在肾脏排泄钾功能障碍。轻度肾功能衰竭一般不会导致静息性高钾血症，因为肾脏和胃肠道存在代偿机制。然而，一旦肾小球GFR低于15- 20ml /min，即使在没有过度钾负荷的情况下，也会发生显著的高钾血症。肾单位的减少干扰了正常的钾平衡。

其他机制，如药物作用或肾小管性酸中毒，即使在肾功能正常或轻度下降的个体中也可减少肾脏钾排泄并导致高钾血症。钾排泄减少的另外两个原因是远端钠输送减少和肾小管流量减少。

（1）减少钾排泄的药物包括：保钾利尿剂如螺内酯、氨苯蝶啶、阿米洛利）、非甾体抗炎药、血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素受体拮抗剂（ARB）、环孢霉素或他克莫司、扑热息痛、复方磺胺甲恶唑、肝素钠、酮康唑、甲吡酮、中药；

（2）可导致IV型肾小管酸中毒并导致高钾血症的疾病包括：糖尿病、镰状细胞病、下尿路梗阻、肾上腺功能不全、由自身免疫性疾病、结核病或酶缺乏导致的原发性Addison综合征、遗传性疾病。

3、钾离子向细胞外转移

就像钾摄入过量一样，钾向细胞外转移很少是引起高钾血症的唯一原因，因为肾脏排泄的机制是非常有效的。然而，无法向细胞内运输钾会加重肾排泄障碍患者的高钾血症。

（1）将钾转移到细胞外的因素包括以下几点：代谢性酸中毒、β受体阻滞剂、急性肾小管坏死、电烧伤、热烧伤、细胞去极化、头部外伤、洋地黄中毒、氟化物中毒、环孢霉素、甲氨蝶呤、丙泊酚输注综合征、横纹肌溶解征、肿瘤溶解综合征、琥珀酰胆碱

（2）渗透压增高可通过以下两种机制导致高钾血症：

1）细胞内水分的丢失，导致细胞内钾离子浓度的升高，有利于钾离子向外转移

2）当水从细胞中丢失时，携同钾离子一起转移至细胞外

3）高渗性最常见的原因是高血糖。其他高渗性情况包括高钠血症、高渗性甘露醇和高渗性造影剂的使用。

4）醛固酮缺乏是引起高钾血症的一个原因，这在一定程度上是有争议的。有证据表明，长期缺乏醛固酮会阻碍细胞对钾的摄取。

5）蟾蜍毒液是东南亚地区的传统中药和民间药，其结构和生物活性与洋地黄相似。它们通过与Na+-K+ -ATPase的α亚基结合，抑制钾的重吸收，从而导致高钾血症。

6）蟾蜍毒液是由干燥的分泌物配制而成，通常来自亚洲蟾蜍。除了作为中药的一种成分，蟾蜍毒液也出现在传说中的壮阳药中。地高辛Fab片段已被用来治疗蟾蜍毒液中毒。

4、遗传性疾病

可导致高钾血症的遗传性疾病包括:

（1）伴有纤维黏连蛋白沉积的肾小球病变（GFND）

GFND是一种遗传异质性常染色体显性遗传疾病，表现为蛋白尿、高血压、IV型肾小管酸中毒。它最终会导致终末期肾衰竭。

1）1型GFND定位于1q32号染色体，但该基因目前尚不清楚。

2）2型GFND是由位于2q34号染色体上的FN1基因突变引起的。

（2）类固醇代谢紊乱和盐皮质激素受体缺乏

经典的21-羟化酶缺乏和醛固酮合成酶缺乏导致的低醛固酮血症会引起高钾血症。11-β羟化酶缺乏、3-β羟类固醇脱氢酶缺乏、17α -羟化酶/17，20-裂解酶缺乏通常不是高钾血症的特征。

（3）先天性低醛固酮血症

先天性醛固酮减少症是由CYP11B2基因突变引起的，CYP11B2基因编码II型皮质酮甲基氧化酶，是一种常染色体隐性遗传性疾病。患有这种疾病的患者减少了对醛固酮的消耗。他们的血清中18-羟皮质酮与醛固酮的比例会升高。

（4）假性低醛固酮血症

1）I型假性低醛固酮血症（PHAI）可由上皮钠通道3个编码亚基（SCNN1A、SCNN1G或SCNN1B）中的1个失活突变引起。PHAI是一种常染色体隐性遗传疾病。由于远端小管钠的重吸收受损，导致钾分泌受损。 PHAI往往在新生儿期最严重，导致盐消耗和呼吸道感染。汗液、粪便和唾液中的钠含量都很高。有时这种疾病会被误认为是囊性纤维化。

2）另一种形式的PHAI是由NR3C2基因突变引起的，并以常染色体显性方式遗传。这种疾病的患者可能在新生儿期出现肾性盐耗和高钾性酸中毒，类似于常染色体隐性遗传。这种类型的PHAI患者通常随着年龄的增长症状逐渐改善，成年后通常无症状。

3）Gordon综合征，或假性低醛固酮增多症II型（PHAII），以高钾血症和高血压为特征，是由几个基因突变引起的。已知与PHAII相关的5个基因位点:

① PHA2A已被定位到染色体1q31-q42，但目前尚无已知基因

② PHA2B是由染色体17q21上的WNK4基因突变引起的

③ PHA2C是由染色体12p13上的WNK1基因突变引起的

④ PHA2D是由染色体5q31上KLHL3基因突变引起的

⑤ PHA2E是由染色体2q36上的CUL3基因突变引起的

引起这种疾病的基因编码远端小管的蛋白激酶，它调节肾单位的离子运输。WNK4似乎在通过跨细胞和细胞旁途径调节钠、钾和氯的运输方面有多种作用。 有趣的是，WNK1突变产生的PHAII明显比WNK4或KLHL3突变产生的PHAII严重，而CUL3突变产生的PHAII则更为严重。 所有形式的PHII通常对噻嗪类利尿剂治疗有反应。

（5）氯平衡失调

孤立性高氯血症是由CA12基因突变引起的，并以常染色体隐性遗传方式遗传。这种疾病会导致汗液中盐的过度消耗，从而导致严重的低钠血症和高钾血症。

（6）肾炎

肾炎这种疾病以肾脏增大、肝炎性门脉纤维化和终末期肾脏疾病（ESRD）为特征。这种疾病的婴儿型患者一般在2岁前达到ESRD。青少年型患者达到ESRD的平均年龄为13岁。其他类型的病人有不同的疾病发展史。最终，这种疾病会导致进行性间质纤维化和肾小管病变。常规实验室检查显示肌酐和血钾升高。

（7）高钾性周期性瘫痪（HYPP）

HYPP由SCN4A基因突变引起，以常染色体显性方式遗传。在发作期间（可通过给钾诱发），患者会感到全身虚弱无力，血清钾升高。此外，HYPP患者也可出现肌强直，这不是低钾性周期性瘫痪（HOKPP）的典型特征。许多涉及肌强直或肌无力的类似疾病与HYPP具有等位基因。

（8）伴有纤维黏连蛋白沉积的肾小球病

5、糖尿病

（1）糖尿病患者是高钾血症的独特高危人群，他们在钾代谢的各方面都存在缺陷。 典型的糖尿病健康饮食通常是高钾低钠。糖尿病患者常有潜在的肾脏疾病，常发展为低肾素性低醛固酮血症（即肾素水平下降导致的醛固酮减少），从而减少肾脏钾的排泄。

（2）许多糖尿病患者采用ACE抑制剂或ARB治疗高血压或糖尿病肾病，这加重了钾的排泄障碍。最后，糖尿病患者存在胰岛素缺乏或胰岛素抵抗，限制了钾向细胞内转移的能力。

高钾血症可由下列任何一种情况引起:

1、钾摄入量过多

（1）在GFR高于60 mL/min的人群中，仅由钾的过量摄入引起高钾血症是非常罕见的。细胞内钾的转移机制和肾脏排泄机制允许钾平衡机制正常的人能够摄取大量的钾。即使是肠外给药高达60mmol /h的钾数小时，也只能使健康个体的血清钾浓度轻微地增加。

（2）钾摄入量增加的最常见来源是通过静脉或口服补充钾。红细胞中也可能携带高浓度的钾，输血时可能导致高钾血症。

2、钾排泄减少钾从细胞内转移到细胞外

（1）钾的排泄减少，尤其是在过量摄入钾的情况下，是高钾血症最常见的原因。肾脏钾排泄减少最常见的原因包括:

肾功能衰竭（最常见）

（2）干扰钾排泄的药物（如保钾利尿剂、血管紧张素转换酶抑制剂和非甾体抗炎药）

很多情况下是这些因素的共同参与。例如一个GFR低于45mL/min的人，如果持续食用大量高钾食物，并正在服用抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统的药物，那么他患高钾血症的风险就会非常高。伴有低肾素性低醛固酮血症的糖尿病肾病患者，由于将钾转移到细胞内的能力减弱（胰岛素缺乏）和肾脏排泄功能受损（醛固酮缺乏），患高钾血症的风险就很高。第三种情况是横纹肌溶解或肿瘤溶解综合征引起的急性肾损伤，在这种情况下，高钾血症是细胞内大量钾释放到细胞外和肾脏排泄功能障碍共同导致的。

3、醛固酮产生减少

（1）远端小管对醛固酮的吸收减少（如在糖尿病、镰状细胞病或慢性尿路部分梗阻中所观察到的IV型肾小管酸中毒）

（2）原发性肾上腺疾病（如Addison病或盐耗型先天性肾上腺增生）

（3）低肾素性低醛固酮血症或肾小管疾病（Ⅰ型或II型假性低醛固酮血症）

4、细胞内向细胞外钾转移

（1）许多因素可以影响钾从细胞内向细胞外的转移（见下表）。就其本身而言，这一机制是引起高钾血症相对少见的一个原因，但它会加重由于高钾摄入或肾脏排泄钾障碍而产生的高钾血症。胰岛素缺乏或急性酸中毒会造成钾向细胞内转移障碍。

（2）这种机制导致高钾血症的的主要原因包括:

1）高渗透压

2）组织破坏（如横纹肌溶解、肿瘤溶解综合征或大量溶血）

3）异丙酚（“异丙酚输液综合征“）

4）毒素（洋地黄中毒或氟化物中毒）

5）琥珀酰胆碱（使细胞膜去极化，从而使钾离子离开细胞）

6）β受体阻滞剂

7）剧烈的或长时间的运动

8）恶性高热

9）高钾性周期性瘫痪

（3）高钾血症也可能由静脉注射一种合成氨基酸--氨基己酸（EACA）引起。在对狗进行的研究中发现EACA会导致高钾血症。其作用机制可能是由于EACA与精氨酸和赖氨酸在结构上的相似性。后一种氨基酸进入肌细胞以交换钾，从而导致细胞外钾的增加。

1、美国的统计数据

（1）高钾血症在一般健康人群中比较少见，定义为血清钾浓度大于5.0-5.3 mmol/L。在住院患者中，高钾血症的发生率从1%到10%不等。多达75%的病例与药物有关。肾功能下降、泌尿生殖系统疾病、癌症、严重糖尿病和多药联用治疗也可能导致高钾血症。

（2）尽管极低出生体重早产儿高钾血症的患病率可能超过50%，但在儿童中高钾血症的发病率尚不清楚。 儿童患者的高钾血症通常与肾功能不全、酸中毒和涉及皮质激素、醛固酮和胰岛素功能缺陷的疾病有关。

（3）患镰状细胞病和滥用药物的人由于急性横纹肌溶解而有患高钾血症的风险。这些病例多发生在男性身上，这可能反映了男性较高的肌肉质量，尽管不能绝对排除潜在的荷尔蒙倾向。

（4）糖尿病患者患高钾血症的风险增加。在一篇对一组糖尿病患者的综述中，15%（1764人中有270人）的血钾水平高于5 mmol/L;然而，只有不到4%的人的血钾水平高于5.4 mmol / L。 预测高钾血症发生的重要临床风险因素包括肾功能不全、糖尿病病程、年龄、糖化血红蛋白水平和视网膜病变，但不包括血糖水平或用于糖尿病治疗的药物。

（5）使用ACE抑制剂作为高钾血症的危险因素是一个值得关注的问题，特别是因为这些药物被广泛用于高危人群。在1998年的一项研究中，退伍军人事务部的普通内科门诊中有11%的患者有高钾血症;危险因素包括血尿素氮（BUN）和血清肌酐升高、严重糖尿病、心力衰竭、周围血管疾病和使用长效药物。在肾功能正常的患者中，高钾血症的发生率不到6%。

（6）随着心血管治疗的发展，不断增长的慢性心力衰竭患者也成为高危人群。促进这些患者发生高钾血症的因素包括心输出量和肾血流量减少导致的潜在肾功能不全，以及心力衰竭患者糖尿病的高患病率以及单独或联合使用ACE抑制剂、ARB,醛固酮抑制剂（如螺内酯）,和肾素抑制剂（如阿利吉仑）。

（7）对接受醛固酮抑制剂治疗心力衰竭患者发生高钾血症风险的初步研究显示，高钾血症仅略有增加。然而，后来的研究表明，随着治疗的普及，高钾血症的发病率和死亡率也会增加。

2、国际统计数据

（1）据报道，全世界总人口中只有不到5%的人患有高钾血症。英国、澳大利亚和以色列等不同国家的住院患者大约有10%的时间会经历高钾血症。高钾血症的发病率似乎不存在种族差异。

（2）与美国一样，危险因素包括高龄、严重早产、肾功能衰竭、糖尿病和心力衰竭。此外，一个系列报告记录了癌症和胃肠道疾病高钾血症发病率的增加。 多药联合治疗，特别是在肾功能不全的患者中钾补充剂和保钾利尿剂的使用导致近50%的患者出现高钾血症。

3、与年龄相关的人口统计学特征

（1）有几个系列报告记录了生命过程中的两个极端，即早产儿和老年人高钾血症的增加趋势。肾功能不全在这两组中均起到重要作用。

（2）对早产儿的研究表明，根据内生肌酐清除率估计，GFR较低的婴儿高血钾的发生率增加。在这些病例中，高钾血症通常发生在生命的最初48h内。即使是足月婴儿也可能由于对醛固酮（PHAI）的反应降低而出现短暂的高钾血症和低钠血症。

有几个因素增加了老年人患高钾血症的倾向。肾功能往往会随着年龄的增长而下降，即使是相对健康的人也是如此。在30岁以上的人群中，GFR每年大约下降1mm/min。肾血流量也随之减少。钾的摄入量下降，导致钾的尿路排泄下降。血浆肾素活性和醛固酮水平也会随着年龄的增长而下降，从而降低了远端肾单位分泌钾的能力。

（3）老年患者更可能服用可能干扰钾分泌的药物，如非甾体类抗炎药、血管紧张素转换酶抑制剂和保钾利尿剂。卧床不起的老年人经常使用皮下肝素，这会减少醛固酮的产生。

4、与性别有关的人口统计学特征

男性明显比女性更容易出现高钾血症。这种差异已在几个系列报告中被注意到，并与女性低钾血症发生率的增加形成对比。造成这种差异的原因尚不清楚。然而，神经肌肉疾病，包括强直性肌营养不良及相关疾病，可使患者患与胆碱能抑制剂相关的高钾血症，这在男性中更加普遍。

1、钾是细胞内的主要阳离子；体内95% -98%的钾存在于细胞内，钾主要贮存于肌肉中。体内钾的总贮存量约为50 mmol/kg（70kg人体内的钾约为为3500 mmol）。

2、正常的体内平衡机制精确地将血清钾水平维持在一个狭窄的范围内（3.5-5.0mmol/ L）。维持这一平衡的主要机制是通过钠-钾泵维持细胞内外钾平衡，这一机制和肾脏对钾的排泄作用共同决定了全身整体的钾平衡。

3、钾是通过饮食摄入的。常见的富含钾的食物包括肉类、豆类、西红柿、土豆和香蕉等水果。胃肠道（GI）吸收完全，导致每日过量摄入约1 mmol/kg （60-100 mmol）钾。

4、在正常情况下，大约90%的钾经尿路排泄，只有不到10%通过汗液或粪便排泄。在肾脏内，钾的排泄主要发生在皮质集合管（CCD）的主细胞中。尿钾的排泄依赖于远曲小管（DTC）和集合管（CCD）内的钠钾交换，以及醛固酮和其他具有盐皮质激素活性的肾上腺皮质类固醇的作用。

5、肾脏在钾平衡中的作用

（1）位于皮质集合管细胞顶膜上的钠通道（ENaC）通过醛固酮的作用驱动钠的重吸收，并在管腔内产生负电位，通过钾（ROMK）通道驱动该部位钾的分泌。醛固酮也调节钠在髓袢、远曲小管和集合管内的转运。

（2）WNK（不含K[赖氨酸]）激酶是一类信号分子，在调节远端肾单位中钠钾转运方面起到重要作用。 WNK激酶可能是几种形式高血压的发病机制之一。

（3）WNK1和WNK4调控远端小管中NaCl共转运蛋白和ROMK的表达和功能。WNK4活性的增加导致了NaCl共转运蛋白表达的降低，使得更多的钠被输送到皮质集合小管，从而促进了钾的分泌。相反，较低的WNK4活性导致NaCl共转运蛋白表达增加，远端钠的转运减少，从而限制了皮质集合小管钾的分泌。

（4）肾脏对钾的排泄通过以下途径增加:

1）醛固酮

2）WNK1和WNK4

3）钠的排泄增多 （如利尿剂）

4）尿量增多 （如渗透性利尿）

5）血钾高远端小管内阴离子的转运（如碳酸氢盐）

（5）肾脏对钾的排泄通过以下方法减少：

1）少或无醛固酮WNK1和WNK4突变

2）钠的排泄减少

3）尿量减少

4）血钾低

5）肾损伤

（6）肾脏能适应钾摄入量的急性和慢性变化。当钾的摄入量长期较高时，钾的排泄也会随之增加。然而，即使在没有摄入钾的情况下，肾脏对钾的排泄也会维持在10-15 mmol/d。因此，在没有摄入任何钾的情况下，就会出现慢性钾损失。

（7）在慢性肾脏疾病中，肾脏的适应机制允许肾脏维持钾稳态，直到肾小球滤过率（GFR）降低到15-20ml/min。此外，在出现肾功能衰竭的情况下，通过肠道排泄的钾的比例被认为是增加的，尽管这种代偿机制的证据还不清楚。

（8）结肠是肠道调节钾排泄的主要部位。因此，钾水平可以在稳定条件下保持相对正常，即使是在肾功能不全的晚期。然而，随着肾功能恶化，肾脏可能无法处理急性钾负荷。钾仅过量100-200 mmol就可使血清钾浓度增加约1 mmol/L。

（9）钾分布与血清钾水平

1）钾主要是细胞内的阳离子，因此，血清钾水平并不总是能准确反映全身地钾储备。血清钾水平取决于钾在细胞内和细胞外之间的移动以及全身钾的动态平衡。

2）有几个因素调节钾在细胞内外之间的分布，包括血糖调节激素、肾上腺素和pH值。胰岛素促进钾离子进入细胞，而胰高血糖素则阻止钾离子的进入。β受体激动剂促进钾离子进入细胞，而β受体阻滞剂和α受体激动剂则抑制钾离子进入细胞。

3）碱中毒增强了钾离子进入细胞的能力。酸中毒导致钾离子从细胞内转移到细胞外。无机酸中毒比有机酸中毒更容易导致钾离子向细胞外转移。

4）此外，渗透压的急剧升高，例如可能是高血糖引起的，会导致钾从细胞中排出。急性细胞组织破坏（如溶血或横纹肌溶解）会将钾释放到细胞外。

5）全身的和细胞内外的钾的分布的调节机制结合在一起，形成对钾水平的稳态调节。因此，即使面对钾的急性摄入或丢失，血清钾浓度也能保持稳定。例如，尽管饮食中过量的钾摄入会导致钾滞留在细胞外，血清钾会急剧上升至致死水平，但Na+ -K+ -ATPase会迅速将钾吸收到细胞内，从而防止高钾血症的发生。肾上腺素和胰岛素在维持Na+ -K+ -ATPase活性中起到重要作用。++多余的钾随后可以通过肾脏排出，使血清钾恢复到正常水平。

6）最近的研究指出，一种醛固酮非依赖性的胃肠道-肾脏信号可导致餐后肾脏钾的排泄增加。其机制尚未完全确定。

这一综合调控过程体现在肾脏钾排泄的昼夜节律上。最高的排泄量出现在中午，大约是在晚餐钾摄入量高峰后18h。

6、心脏和骨骼肌效应

（1）高浓度的钾通过降低细胞静息动作电位和阻止复极化导致肌肉瘫痪，从而导致心脏和骨骼肌功能异常。典型的心电图表现始于T波的高尖，接着是P波的延长和最终消失，以及QRS波的增宽。然而，不同程度的心脏传导阻滞也很常见。

（2）在心脏骤停之前，QRS波和T波合并形成一个正弦波。