Гиперкалиемия — это повышенный уровень калия (K + ) в крови . [1] Нормальный уровень калия составляет от 3,5 до 5,0 ммоль/л (от 3,5 до 5,0 мЭкв/л ), а уровень выше 5,5 ммоль/л определяется как гиперкалиемия. [3] [4] Обычно гиперкалиемия не вызывает симптомов. [1] Иногда, когда она тяжелая, она может вызывать сердцебиение , мышечную боль , мышечную слабость или онемение . [1] [2] Гиперкалиемия может вызвать аномальный сердечный ритм , который может привести к остановке сердца и смерти. [1] [3]
Распространенными причинами гиперкалиемии являются почечная недостаточность , гипоальдостеронизм и рабдомиолиз . [1] Ряд лекарств также могут вызывать высокий уровень калия в крови, включая спиронолактон , НПВП и ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента . [1] Степень тяжести подразделяется на легкую (5,5–5,9 ммоль/л), умеренную (6,0–6,4 ммоль/л) и тяжелую (>6,5 ммоль/л). [3] Высокие уровни можно обнаружить на электрокардиограмме (ЭКГ). [3] Следует исключить псевдогиперкалиемию, вызванную распадом клеток во время или после взятия образца крови. [1] [2]
Первоначальное лечение у пациентов с изменениями ЭКГ — это соли, такие как глюконат кальция или хлорид кальция . [1] [3] Другие лекарства, используемые для быстрого снижения уровня калия в крови, включают инсулин с декстрозой , сальбутамол и бикарбонат натрия . [1] [5] Лекарства, которые могут ухудшить состояние, следует прекратить и начать диету с низким содержанием калия. [1] Меры по выведению калия из организма включают диуретики, такие как фуросемид , калийсвязывающие средства, такие как полистиролсульфонат (каексалат) и циклосиликат циркония натрия , а также гемодиализ . [1] Гемодиализ является наиболее эффективным методом. [3]
Гиперкалиемия редко встречается среди тех, кто в остальном здоров. [6] Среди госпитализированных этот показатель составляет от 1% до 2,5%. [2] Она связана с повышенной смертностью, будь то из-за самой гиперкалиемии или как маркера тяжелого заболевания, особенно у людей без хронического заболевания почек . [7] [6] Слово гиперкалиемия происходит от hyper- «высокий» + kalium «калий» + -emia «состояние крови» . [8] [9]
Симптомы повышенного уровня калия, как правило, немногочисленны и неспецифичны. [10] Неспецифические симптомы могут включать чувство усталости, онемение и слабость. [10] Иногда могут возникать сердцебиение и одышка. [10] [11] [12] Гипервентиляция может указывать на компенсаторную реакцию на метаболический ацидоз , который является одной из возможных причин гиперкалиемии. [13] Однако часто проблема обнаруживается во время скрининговых анализов крови на наличие медицинского расстройства или после госпитализации из-за осложнений, таких как сердечная аритмия или внезапная сердечная смерть . Высокие уровни калия (> 5,5 ммоль/л) связаны с сердечно-сосудистыми событиями. [13]
Снижение функции почек является основной причиной гиперкалиемии. Это особенно выражено при остром повреждении почек , когда скорость клубочковой фильтрации и канальцевый поток заметно снижены, что характеризуется сниженным выделением мочи . [13] Это может привести к резкому повышению уровня калия в условиях повышенного распада клеток, поскольку калий высвобождается из клеток и не может быть выведен почками. При хроническом заболевании почек гиперкалиемия возникает в результате снижения чувствительности к альдостерону и снижения доставки натрия и воды в дистальные канальцы. [14]
Лекарства, которые мешают мочевыделению путем ингибирования ренин-ангиотензиновой системы, являются одной из наиболее распространенных причин гиперкалиемии. Примерами лекарств, которые могут вызывать гиперкалиемию, являются ингибиторы АПФ , блокаторы рецепторов ангиотензина , [13] неселективные бета-блокаторы и иммунодепрессанты- ингибиторы кальциневрина , такие как циклоспорин и такролимус . [15] Для калийсберегающих диуретиков , таких как амилорид и триамтерен ; оба препарата блокируют эпителиальные натриевые каналы в собирательных трубочках, тем самым предотвращая выведение калия в мочу. [14] Спиронолактон действует путем конкурентного ингибирования действия альдостерона. [13] НПВП, такие как ибупрофен , напроксен или целекоксиб , ингибируют синтез простагландинов , что приводит к снижению продукции ренина и альдостерона, вызывая задержку калия. [16] Антибиотик триметоприм и противопаразитарный препарат пентамидин подавляют выведение калия, что аналогично механизму действия амилорида и триамтерена. [17]
Дефицит или резистентность минералокортикоидов (альдостерона) также может вызывать гиперкалиемию. Первичная надпочечниковая недостаточность: болезнь Аддисона [18] и врожденная гиперплазия надпочечников (ВГК) (включая дефицит ферментов, таких как 21α-гидроксилаза , 17α-гидроксилаза , 11β-гидроксилаза или 3β-дегидрогеназа ). [19]
Метаболический ацидоз может вызвать гиперкалиемию, поскольку повышенные ионы водорода в клетках могут вытеснять калий, заставляя ионы калия покидать клетку и попадать в кровоток. Однако при респираторном ацидозе или органическом ацидозе, таком как лактатацидоз , влияние на сывороточный калий гораздо менее значимо, хотя механизмы не полностью изучены. [14]
Дефицит инсулина может вызвать гиперкалиемию, поскольку гормон инсулин увеличивает поглощение калия клетками. Гипергликемия также может способствовать гиперкалиемии, вызывая гиперосмоляльность во внеклеточной жидкости, увеличивая диффузию воды из клеток и заставляя калий также перемещаться вместе с водой из клеток. Сосуществование дефицита инсулина, гипергликемии и гиперосмоляльности часто наблюдается у людей, страдающих диабетическим кетоацидозом . Помимо диабетического кетоацидоза, существуют и другие причины, которые снижают уровень инсулина, такие как использование лекарства октреотид и голодание, которые также могут вызывать гиперкалиемию. Повышенное разрушение тканей, такое как рабдомиолиз , ожоги или любая причина быстрого некроза тканей , включая синдром лизиса опухоли , может вызвать выброс внутриклеточного калия в кровь, вызывая гиперкалиемию. [13] [14]
Бета2-адренергические агонисты действуют на бета-2-рецепторы, чтобы перемещать калий в клетки. Таким образом, бета-блокаторы могут повышать уровень калия, блокируя бета-2-рецепторы. Однако повышение уровня калия не отмечается, если нет других сопутствующих заболеваний. Примерами препаратов, которые могут повышать уровень калия в сыворотке, являются неселективные бета-блокаторы, такие как пропранолол и лабеталол . Селективные бета-1-блокаторы, такие как метопролол, не повышают уровень калия в сыворотке. [14] [ необходима медицинская цитата ]
Упражнения могут вызывать выброс калия в кровоток за счет увеличения количества калиевых каналов в клеточной мембране. Степень повышения калия варьируется в зависимости от степени нагрузки, которая варьируется от 0,3 мэкв/л при легких упражнениях до 2 мэкв/л при тяжелых упражнениях, с сопутствующими изменениями ЭКГ или лактатацидозом или без них. Однако пиковые уровни калия могут быть снижены предварительной физической подготовкой, а уровни калия обычно восстанавливаются через несколько минут после упражнений. [14] Высокие уровни адреналина и норадреналина оказывают защитное действие на электрофизиологию сердца, поскольку они связываются с бета-2-адренергическими рецепторами, которые при активации внеклеточно снижают концентрацию калия. [20]
Гиперкалиемический периодический паралич — это аутосомно-доминантное клиническое состояние, при котором имеется мутация в гене, расположенном в 17q23, который регулирует выработку белка SCN4A . SCN4A является важным компонентом натриевых каналов в скелетных мышцах. Во время упражнений натриевые каналы открываются, чтобы обеспечить приток натрия в мышечные клетки для возникновения деполяризации . Но при гиперкалиемическом периодическом параличе натриевые каналы закрываются медленно после упражнений, вызывая чрезмерный приток натрия и вытеснение калия из клеток. [14] [21]
Редкие причины гиперкалиемии обсуждаются ниже. Острая передозировка дигиталиса, такая как отравление дигоксином, может вызвать гиперкалиемию [22] из-за ингибирования насоса натрий-калий-АТФазы. [14] Массивное переливание крови может вызвать гиперкалиемию у младенцев из-за утечки калия из эритроцитов во время хранения. [14] Назначение сукцинилхолина людям с такими состояниями, как ожоги, травмы, инфекции, длительная иммобилизация, может вызвать гиперкалиемию из-за широкой активации ацетилхолиновых рецепторов, а не определенной группы мышц. Гидрохлорид аргинина используется для лечения рефрактерного метаболического алкалоза. Ионы аргинина могут проникать в клетки и вытеснять калий из клеток, вызывая гиперкалиемию. Ингибиторы кальциневрина, такие как циклоспорин , такролимус , диазоксид и миноксидил , могут вызвать гиперкалиемию. [14] Яд кубомедузы также может вызвать гиперкалиемию. [23]
Избыточное потребление калия не является основной причиной гиперкалиемии, поскольку организм человека обычно может адаптироваться к повышению уровня калия, увеличивая выделение калия в мочу через секрецию гормона альдостерона и увеличивая количество каналов, секретирующих калий, в почечных канальцах. Острая гиперкалиемия у младенцев также встречается редко, даже если объем их тела невелик, при случайном приеме внутрь солей калия или калиевых препаратов. Гиперкалиемия обычно развивается при наличии других сопутствующих заболеваний, таких как гипоальдостеронизм и хроническая болезнь почек . [14]
Псевдогиперкалиемия возникает, когда измеренный уровень калия ложно завышен. [24] Это состояние обычно подозревается, когда пациент клинически здоров без каких-либо изменений на ЭКГ. Механическая травма во время взятия крови может вызвать утечку калия из эритроцитов из-за гемолиза образца крови. [24] Повторное сжимание кулака во время взятия крови может вызвать временное повышение уровня калия. [25] Длительное хранение крови также может повысить уровень калия в сыворотке. Гиперкалиемия может стать очевидной, когда концентрация тромбоцитов человека составляет более 500 000/мкл в образце свернувшейся крови ( образец сыворотки крови). Калий вытекает из тромбоцитов после того, как произошло свертывание. Высокое количество лейкоцитов (более 120 000/мкл) у людей с хроническим лимфолейкозом увеличивает хрупкость эритроцитов, тем самым вызывая псевдогиперкалиемию во время обработки крови. Эту проблему можно избежать, обрабатывая образцы сыворотки, поскольку образование сгустка защищает клетки от гемолиза во время обработки. Также существует семейная форма псевдогиперкалиемии, доброкачественного состояния, характеризующегося повышенным содержанием калия в сыворотке цельной крови, хранящейся при низких температурах. Это происходит из-за повышенной проницаемости калия в эритроцитах. [14]
Калий является наиболее распространенным внутриклеточным катионом , и около 98% калия в организме находится внутри клеток, а остальная часть находится во внеклеточной жидкости, включая кровь. Мембранный потенциал поддерживается главным образом градиентом концентрации и проницаемостью мембраны для калия с некоторым вкладом насоса Na+/K+ . Градиент калия критически важен для многих физиологических процессов, включая поддержание клеточного мембранного потенциала , гомеостаза объема клетки и передачу потенциалов действия в нервных клетках . [13]
Калий выводится из организма через желудочно-кишечный тракт , почки и потовые железы . В почках выведение калия происходит пассивно (через клубочки ), а реабсорбция активна в проксимальном канальце и восходящем колене петли Генле . Активное выведение калия происходит в дистальном канальце и собирательной трубочке ; оба процесса контролируются альдостероном . В потовых железах выведение калия происходит аналогично почке, его выведение также контролируется альдостероном. [ необходима медицинская цитата ]
Регулирование сывороточного калия является функцией потребления, соответствующего распределения между внутриклеточными и внеклеточными отсеками и эффективной экскреции организмом. У здоровых людей гомеостаз поддерживается, когда клеточное поглощение и экскреция почками естественным образом уравновешивают диетическое потребление калия пациентом. [26] [27] Когда функция почек нарушается, способность организма эффективно регулировать сывороточный калий через почки снижается. Чтобы компенсировать этот дефицит функции, толстая кишка увеличивает секрецию калия в рамках адаптивного ответа. Однако сывороточный калий остается повышенным, поскольку компенсаторный механизм толстой кишки достигает своих пределов. [28] [29]
Гиперкалиемия развивается при избыточном производстве (пероральный прием, распад тканей) или неэффективном выведении калия. Неэффективное выведение может быть гормональным (при дефиците альдостерона) или из-за причин в почках, которые нарушают выведение. [30]
Повышение уровня внеклеточного калия приводит к деполяризации мембранных потенциалов клеток из-за увеличения равновесного потенциала калия. Эта деполяризация открывает некоторые потенциалзависимые натриевые каналы , но также увеличивает инактивацию в то же время. Поскольку деполяризация из-за изменения концентрации медленная, она никогда не генерирует потенциал действия сама по себе; вместо этого она приводит к аккомодации . Выше определенного уровня калия деполяризация инактивирует натриевые каналы, открывает калиевые каналы, таким образом, клетки становятся рефрактерными . Это приводит к нарушению нервно-мышечной, сердечной и желудочно-кишечной систем органов. Наибольшую обеспокоенность вызывает нарушение сердечной проводимости, которое может вызвать фибрилляцию желудочков и/или аномально медленные сердечные ритмы . [13]
Чтобы собрать достаточно информации для диагностики, необходимо повторить измерение калия, так как повышение может быть вызвано гемолизом в первом образце. Нормальный уровень калия в сыворотке составляет от 3,5 до 5 ммоль/л. Обычно проводятся анализы крови на функцию почек ( креатинин , азот мочевины крови ), глюкозу и иногда креатинкиназу и кортизол . Расчет трансканальцевого градиента калия иногда может помочь в определении причины гиперкалиемии. [ необходима медицинская цитата ]
Также может быть проведена электрокардиография (ЭКГ), чтобы определить, существует ли значительный риск аномальных сердечных ритмов. [13] Врачи, собирающие анамнез, могут сосредоточиться на заболевании почек и приеме лекарств (например, калийсберегающих диуретиков ), оба из которых являются известными причинами гиперкалиемии. [13]
Нормальным считается уровень калия в сыворотке крови в пределах от 3,5 до 5,3 ммоль/л . [3] Уровень выше 5,5 ммоль/л обычно указывает на гиперкалиемию, а уровень ниже 3,5 ммоль/л указывает на гипокалиемию . [1] [3]
При легкой и умеренной гиперкалиемии наблюдается удлинение интервала PR и развитие пиковых зубцов T. [13] Тяжелая гиперкалиемия приводит к расширению комплекса QRS , а комплекс ЭКГ может принять синусоидальную форму. [31] По-видимому, существует прямое воздействие повышенного калия на некоторые калиевые каналы, что увеличивает их активность и ускоряет реполяризацию мембраны. Кроме того, (как отмечено выше), гиперкалиемия вызывает общую деполяризацию мембраны, которая инактивирует многие натриевые каналы. Более быстрая реполяризация сердечного потенциала действия вызывает заострение зубцов T, а инактивация натриевых каналов вызывает вялую проводимость электрической волны вокруг сердца, что приводит к меньшим зубцам P и расширению комплекса QRS. [ необходима медицинская цитата ] Некоторые калиевые токи чувствительны к внеклеточным уровням калия по причинам, которые не совсем понятны. По мере увеличения внеклеточных уровней калия проводимость калия увеличивается, так что больше калия покидает миоцит в любой заданный период времени. [32] Подводя итог, можно сказать, что классические изменения ЭКГ, связанные с гиперкалиемией, наблюдаются в следующей прогрессии: пиковая волна T, укороченный интервал QT, удлиненный интервал PR, увеличенная продолжительность QRS и, в конечном итоге, отсутствие волны P с комплексом QRS, превращающимся в синусоиду. Брадикардия, узловые ритмы и расширение QRS особенно связаны с повышенным риском неблагоприятных исходов [33]
Концентрация калия в сыворотке, при которой развиваются электрокардиографические изменения, несколько изменчива. Хотя факторы, влияющие на влияние уровня калия в сыворотке на электрофизиологию сердца, не полностью изучены, концентрации других электролитов , а также уровни катехоламинов играют важную роль. [ медицинская цитата необходима ]
Результаты ЭКГ не являются надежными данными при гиперкалиемии. В ретроспективном обзоре кардиологи, не имеющие доступа к информации, задокументировали пиковые зубцы T только в 3 из 90 ЭКГ с гиперкалиемией. Чувствительность пиковых зубцов T при гиперкалиемии варьировалась от 0,18 до 0,52 в зависимости от критериев пиковых зубцов T. [ медицинская цитата необходима ]
Профилактика рецидива гиперкалиемии обычно включает в себя снижение содержания калия в пище, отмену вызывающего заболевание лекарства и/или добавление диуретика ( например, фуросемида или гидрохлоротиазида ). [13] Полистиролсульфонат натрия и сорбитол (в сочетании с кайексалатом) иногда используются на постоянной основе для поддержания более низкого уровня калия в сыворотке, хотя безопасность долгосрочного использования полистиролсульфоната натрия для этой цели не до конца изучена. [13]
Высокие диетические источники включают овощи , такие как авокадо , [34] [35] помидоры и картофель , фрукты, такие как бананы , апельсины и орехи. [36]
Экстренное снижение уровня калия необходимо, когда возникают новые аритмии при любом уровне калия в крови или когда уровень калия превышает 6,5 ммоль/л. Для временного снижения уровня K + используются несколько агентов . Выбор зависит от степени и причины гиперкалиемии, а также других аспектов состояния человека.
Кальций ( хлорид кальция или глюконат кальция ) увеличивает пороговый потенциал посредством механизма, который до сих пор неясен, тем самым восстанавливая нормальный градиент между пороговым потенциалом и потенциалом покоящейся мембраны, который аномально повышен при гиперкалиемии. Стандартная ампула 10% хлорида кальция имеет объем 10 мл и содержит 6,8 ммоль кальция. Стандартная ампула 10% глюконата кальция также имеет объем 10 мл, но содержит только 2,26 ммоль кальция. Руководства по клинической практике рекомендуют вводить 6,8 ммоль при типичных результатах ЭКГ гиперкалиемии. [13] Это 10 мл 10% хлорида кальция или 30 мл 10% глюконата кальция. [13] Хотя хлорид кальция более концентрирован, он едкий для вен и должен вводиться только через центральный катетер. [13] Начало действия менее чем через одну-три минуты и длится около 30-60 минут. [13] Целью лечения является нормализация ЭКГ, и дозы можно повторять, если ЭКГ не улучшается в течение нескольких минут. [13]
Некоторые учебники предполагают, что кальций не следует давать при токсичности дигоксина, поскольку он был связан с сердечно-сосудистым коллапсом у людей и повышенной токсичностью дигоксина в моделях животных. Недавняя литература ставит под сомнение обоснованность этой проблемы. [ медицинская цитата необходима ]
Несколько медицинских процедур перемещают ионы калия из кровотока в клеточный отсек, тем самым снижая риск осложнений. Эффект этих мер, как правило, кратковременный, но может отсрочить проблему до тех пор, пока калий не будет удален из организма. [37]
В тяжелых случаях требуется гемодиализ , который является наиболее быстрым методом выведения калия из организма. [38] Обычно его используют, если основную причину невозможно устранить быстро, пока принимаются временные меры, или если на эти меры нет ответа.
Петлевые диуретики ( фуросемид , буметанид , торасемид ) и тиазидные диуретики (например, хлорталидон , гидрохлоротиазид или хлоротиазид ) могут увеличивать выведение калия почками у людей с нормальной функцией почек. [38]
Калий может связываться с рядом агентов в желудочно-кишечном тракте. [41] [27] Полистиролсульфонат натрия с сорбитолом (Каексалат) был одобрен для этого использования и может вводиться перорально или ректально. [38] Однако отсутствуют высококачественные доказательства, демонстрирующие эффективность полистирола натрия, а использование полистиролсульфоната натрия, особенно с высоким содержанием сорбитола, нечасто, но убедительно связано с некрозом толстой кишки . [42] [43] [44] Нет систематических исследований (>6 месяцев), изучающих долгосрочную безопасность этого препарата. [45]
Патиромер принимается внутрь и действует путем связывания свободных ионов калия в желудочно-кишечном тракте и высвобождения ионов кальция для обмена, тем самым снижая количество калия, доступного для всасывания в кровоток, и увеличивая количество, теряемое с калом. [13] [46] Конечный эффект заключается в снижении уровня калия в сыворотке крови. [13]
Циклосиликат натрия-циркония — это лекарство, которое связывает калий в желудочно-кишечном тракте в обмен на ионы натрия и водорода. [13] Начало действия наступает через один-шесть часов. [47] Принимается внутрь. [47]
Гиперкалиемия редко встречается среди здоровых людей. [6] Среди тех, кто находится в больнице, этот показатель составляет от 1% до 2,5%. [2]
В Соединенных Штатах гиперкалиемия вызывается смертельной инъекцией в случаях смертной казни . Хлорид калия — последний из трех назначаемых препаратов, который фактически вызывает смерть. Инъекция хлорида калия в сердечную мышцу нарушает сигнал, который заставляет сердце биться. Такое же количество хлорида калия не принесет вреда, если его принять внутрь, а не вводить непосредственно в кровь.
может снижать экскрецию калия, изменяя функцию нескольких транспортеров, снижая активность системы ренин-ангиотензин-альдостерон и нарушая чувствительность канальцев к альдостерону.
детей гипоальдостеронизм может быть результатом дефицита ферментов, необходимых для синтеза альдостерона.