патфиз учебник новый

151

Глава 9. НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА КАЛИЯ И КАЛЬЦИЯ

Гипокалиемия

Под гипокалиемией понимают патологическое состояние вследствие снижения концентрации калия во внеклеточной жидкости, которому соответствует падение содержания калия в сыворотке крови ([К+]) до уровня ниже 3,5 ммоль/л (мэкв/л).

Гипокалиемия – это наиболее частое из нарушений обмена вводно-солевого обмена. Концентрацию калия в сыворотке на уровне ниже 3,6 ммоль/л, выявляют у 20% пациентов, находящихся в стационаре. У одной четверти таких больных концентрация калия в сыворотке крови меньше 3,0 ммоль/л, что опасно критическими расстройствами сердечного ритма. У 10-40% больных, которые находятся на амбулаторном лечении с использованием диуретиков тиазидового ряда, причиной гипокалиемии служит действие данных мочегонных средств. Гипокалиемия при концентрации калия в сыворотке крови в пределах 3,5 – 3,0 ммоль/л повышает риск летального исхода у пациентов с болезнями сердца и сосудов. В этой связи можно считать, что гипокалиемия всегда служит показанием к терапии, направленных на восстановление нормальной [К+].

Калий свободно мигрирует через наружную клеточную мембрану под действием градиентов своих осмотических концентраций, а также для поддержания электронейтральности жидкостных секторов организма. Поэтому воз-

можны две основные причины гипокалиемии:

1.Потери калия во внешнюю среду как причина его патологически низкого содержания в организме (гипокалии).

2.Перемещение калия во внеклеточный сектор из внеклеточного.

В большинстве случаев гипокалия и снижение [К+] развиваются одновременно. Условием гипокалиемии является недостаточное поступление экзогенного калия во внутреннюю среду. Дело в том, что при гипокалии и гипокалиемии почки продолжают выделять калий вместе с мочой. Поэтому, когда в послеоперационном периоде растет выделение калия во внешнюю среду или в случае потерь калия, обусловленных диареей, недостаточное возмещение дефицита [К+] быстро приводит к гипокалиемии.

Общее содержание калия в организме и его перераспределение между клетками и внеклеточным сектором регулируется действиями ряда гормонов. При этом высокое отношение содержания калия в клетке к его концентрации во внеклеточной жидкости (в плазме, сыворотке крови) поддерживается посредством действия двух систем гормональной регуляции. Инсулин и эндогенные катехоламины усиливают вхождение калия в клетку, повышая активность Na+/K+-АТФазы плазматической мембраны. Гиперкалиемия повышает секре-

152

цию инсулина, а гипокалиемия угнетает секрецию данного гормона. Блокада β-адренорецепторов (побочное действие β-адреноблокаторов) повышает концентрацию калия во внеклеточной жидкости и сыворотке крови. Эффект β- адреномиметиков снижает содержания калия во внеклеточной жидкости и сыворотке. Данный эффект лекарственных средств не зависит от общего содержания калия в организме. Синтез Na+/K+-АТФазы плазматической мембраны усиливается действием тиреоидных гормонов, что объясняет гипокалиемию вследствие гипертиреоза. Введение во внутреннюю среду экзогенного бикарбоната натрия вызывает умеренное перемещение калия в клетку. Дело в том, что экзогенные бикарбонатные анионы быстро расходуются на нейтрализацию протонов системой главного внеклеточного буфера. В результате во внеклеточном секторе высвобождаются катионы натрия, которые вытесняют калиевые катионы из внеклеточного сектора в клетку.

До сих пор остается неясным влияет ли альдостерон на перераспределение калия между клеткой и внеклеточным сектором. Действие данного минералкортикоида повышает экскрецию калия вместе с мочой, что может снизить содержание калия во всем организме, то есть вызывать гипокалию.

Катион калия свободно мигрирует из клеточного сектора во внеклеточный сектор и обратно. При этом калий мигрирует в соответствии с градиентами своих осмотических концентраций, а также для поддержания электронейтральности жидких сред организма. Гипокалиемия может быть следствием или общего снижения содержания катиона в организме (гипокалии) или миграции калия из внеклеточного сектора в клетки. В большинстве случаев снижение содержания калия в клетках и уменьшение его концентрации в сыворотке крови происходят одновременно. Иными словами, обычно гипока-

лиемия свидетельствует о гипокалии.

Непосредственными причинами гипокалиемии (табл. 9. 1) являются:

1.Низкое поступление экзогенного калия во внутреннюю среду с пищей и напитками (причина гипокалиемии и гипокалии).

2.Потери калия во внешнюю среду (причина гипокалиемии и гипокалии).

3.Миграция калия в клетки (причина гипокалиемии, которая может развиться без гипокалии).

При острых массивных потерях калия во внешнюю среду почки не способны задерживать калий в организме. Дело в том, что гипокалиемия, как правило, сочетается с дефицитом внеклеточной жидкости того или иного происхождения (частая рвота, потери содержимого желудка и кишечника по назогастральному зонду, диарея и др.). В ответ на дефицит внеклеточной жидкости развивается первичный альдостеронизм, то есть состояние повышенной секреции альдостерона при высокой активности ренина в плазме крови. Альдостеронизм задерживает в организме натрий и сохраняет объем внеклеточной

153

жидкости. Достижение этого иерархически высшего относительно предотвращения гипокалии и гипокалиемии результата достигается ростом реабсорбции натрия из просвета канальцев нефронов. Рост реабсорбции натрия невозможен без усиления секреции калия в просвет канальцев нефрона и усиления его выведения вместе с мочой. Поэтому гипокалиемии нередко сопутствует усиление почечных потерь калия.

Таблица 9.1

Причины гипокалии и гипокалиемии

154

Вероятность гипокалии и гипокалиемии более высока у пожилых пациентов. Дело в том, что одинокие старики не в состоянии приобретать продукты с высоким содержанием калия, а также не могут употреблять их в пищу из-за потери зубов. У престарелых людей нередко выявляют неспособность к проглатыванию относительно твердых по консистенции овощных и других продуктов с высоким содержанием калия. Кроме того, пожилые больные нередко принимают внутрь мочегонные средства, повышающие потери калия во внешнюю среду вместе с мочой.

Действия лекарственных средств как причины гипокалиемии

В настоящее время для устранения отека слизистой оболочки носа и нижележащих дыхательных путей, с целью расширения бронхов при бронхиальной астме, а также для устранения избыточного сокращения матки используется целый ряд лекарственных средств, обладающих β2-адреномиметическим действием. После однократного применения при обострении обструктивных расстройств вентиляции дозированного аэрозоля β2-адреномиметика [K+] снижается на 0,2 – 0,4 ммоль/л. В течение часа после повторной ингаляции величина снижения [K+] достигает 1 ммоль/л. Снижение [K+], вызванное действием аэрозолей β2-адреномиметиков, может сохраняться до четырех часов. Токолитические средства, ритодрин и нилидрин, снижают [K+] на 2,5 ммоль/л в течение шести часов после внутривенного введения данных препаратов, снижающих силу сокращений матки и прекращающих схватки.

Ксантины, эуфиллин (теофиллин) и кофеин не являются β2- адреномиметиками, но усиливают высвобождение эндогенных катехоламинов. Кроме того, ксантины повышают активность Na+/K+-АТФазы, являясь ингибиторами клеточной фосфодиэстеразы. Таким образом, эффект ксантинов запускает действие двух механизмов роста активности Na+/K+-АТФазы. Рост активности Na+/K+-АТФазы вызывает гипокалиемию. Известен такой побочный эффект эуфиллина при его нерационально длительном использовании как гипокалиемия, вызывающая опасные расстройства сердечного ритма. Несколько чашек кофе содержат дозу кофеина, которая снижает [K+]

на 0,4 ммоль/л (Passmore A.P., Kondowe G.B., Jonstone G.D., 1986).

В эксперименте было показано, что блокаторы кальциевых каналов угнетают захват калия клетками. В своих обычных дозах данные средства на концентрацию калия в сыворотке крови не влияют. Известно только, что к гипокалиемии приводит действие верапамила в массивной дозе. Эффект противомалярийного препарата хлорохина при его использовании в массивной дозе также вызывает гипокалиемию посредством угнетения выхода калия из клеток, которые находятся в состоянии возбуждения. Инсулин усиливает вход калия в клетку на системном уровне. Гипокалиемия вследствие побочного действия инсулина может стать клинически значимой при устранении диабе-

155

тического кетоацидоза посредством использования действия массивной дозы инсулина.

Наиболее частой причиной гипокалиемии является побочное действие мочегонных средств. Как диуретики тиазидовой группы, так и диуретики, действующие в области петли Генле, (петлевые диуретики) блокируют реабсорбцию натрия, которая является вторичной относительно активной реабсорбции хлоридного аниона из просвета канальцев нефрона. При этом они действуют на разные виды белков, являющихся элементами ионных каналов наружной клеточной мембраны тубулярных эпителиоцитов. В результате увеличивается поступление натрия вместе с канальцевой жидкостью в собирательные канальцы нефронов. Рост поступления натрия в собирательные канальцы усиливает реабсорбцию Na+ из их просвета. Усиление реабсорбции натрия повышает электрохимический градиент, обуславливающий секрецию калия. В результате растут потери калия вместе с мочой. Тяжесть гипокалиемии находится в прямой связи с дозой мочегонных тиазидовой группы и выше в случае диеты с повышенным содержанием поваренной соли. Одновременные действия фуросемида или буметанида (петлевого диуретика) всегда вызывают гипокалиемию, несмотря на назначение препаратов калия внутрь или внутривенное введение их растворов. Гипокалиемия как следствие побочного эффекта мочегонных средств обычно связана с тенденцией метаболического алкалоза при концентрации бикарбонатного аниона в плазме крови в пределах от 28 до 36 ммоль/л. Мочегонное средство ацетазоламид усиливает экскрецию калия посредством угнетения реабсорбции натрия, связанной с секрецией протонов в просвет канальцев. Побочное действие данного лекарственного средства вызывает гипокалиемию (следствие низкой доставки натрия в собирательные канальцы) и метаболический ацидоз (результат низкой секреции протонов в просвет канальцев в обмен на натрий).

Флюдрокортизон – это препарат минералкортикоидов, который назначают внутрь. Как экзогенный минералкортикоид данное средство усиливает экскрецию калия. При нерациональном использовании эффект препарата вызывает гипокалию. Такие экзогенные глюкортикоиды как преднизон и гидрокортизон не обладают прямыми действиями на секрецию калия в просвет почечных канальцев, но повышают экскрецию калия своим неспецифическим действием, которое состоит в повышении скорости клубочковой фильтрации и росте доставки натрия в собирательные канальцы. Госсипрол (ингибитор сперматогенеза, который назначают внутрь), вызывает гипокалиемию посредством торможения активности фермента 11β- гидроксистероиддегидрогеназы.

Пенициллин и его синтетические производные, когда их вводят внутривенно и в больших дозах, усиливают экскрецию калия посредством увеличения доставки натрия в дистальные сегменты нефрона. Антибиотики аминогликозидовой группы, циспластин (препарат для лечения злокачественных опухо-

156

лей), фоскарнет (антивирусный препарат) усиливают потери калия вместе с мочой через торможение секреции протонов эпителиоцитами собирательных канальцев, а также вызывая дефицит в организме магния.

Частое использование действия слабительных и клизмирования кишечника для снижения массы тела может быть причиной избыточных потерь калия во внешнюю среду вместе с кишечным содержимым.

Патологическое перемещение калия в клетку из внеклеточного сектора

Одним из следствий системного действия тиреоидных гормонов как стимуляторов анаболических процессов является усиление входа калия в клетку. При гипертиреозе может развиться гипокалиемия при [K+] на уровне ниже 3 ммоль/л. У пациентов с гипертиреозом синдром гипокалиемии возникает внезапно и в основном складывается из выраженной мышечной слабости и паралича. Чаще гипокалиемия вследствие гипертиреоза возникает у больных азиатского происхождения. В странах Азии у больных с гипертиреозом частота гипокалиемии составляет 2-8%. Иногда гипокалиемия проявляется лишь умеренной мышечной слабостью. У части таких пациентов ошибочно выяв-

ляют периодический семейный паралич (Stedwell R.E., Allen К.M., Binder L.S., 1992). Назначение препаратов калия внутрь быстро устраняет как гипокалиемию вследствие гипертиреоза, так и периодический семейный паралич.

Периодический семейный паралич – это моногенная болезнь, которая наследуется по аутосомно-доминантному типу. Ее причина – это мутация гена, кодирующего дигидропиридиновый рецептор (кальциевый канал, состояние которого зависит от величины трансмембранного потенциала). Данная монофакториальная болезнь характеризуется внезапными пароксизмами паралича вследствие снижения [K+] до уровня ниже 2,5 ммоль/л. Приступы паралича могут вызываться употреблением пищи с высоким содержанием углеводов, поваренной соли, а также физической нагрузкой. Для лечения семейного периодического паралича используют диуретики со свойствами антагонистов альдостерона. Внутривенное введение растворов препаратов калия может быть неотложным лечебным мероприятием, устраняющим паралич как состояние, угрожающее жизни пациентов с семейным периодическим параличом.

При белой горячке [K+] снижается в среднем на 1 ммоль/л. Тяжесть гипокалиемии при delirium tremens находится в прямой связи с концентрацией в плазме крови эндогенного адреналина. Поэтому гипокалиемию при белой горячке предположительно можно считать следствием возбуждения β1- адренорецепторов.

При избыточном приеме внутрь рентгенконтрастных препаратов бария мо-

157

жет возникнуть гипокалиемия. Барий блокирует выход калия из клетки, вызывая гипокалиемию, мышечную слабость и рабдомиолиз. При этом отравление препаратами бария вызывает рвоту и диарею, которые усиливают гипокалиемию. Отравление барием служит показанием к немедленному внутривенному введению растворов препаратов калия.

Лечение тяжелой пернициозной анемии (при гематокрите меньше 20%) препаратами витамина B12 вызывает острое снижение [K+]. Калий поглощается вновь образуемыми клетками крови. Трансфузия препаратов отмытых эритроцитов также может привести к гипокалиемии, что предположительно связывают с поглощением калия из плазмы донорскими красными кровяными клетками.

Низкое потребление калия с пищей как причина гипокалиемии

Когда суточное потребление калия с пищей снижается до уровня ниже 1 г в сутки (25 ммоль в день), выведение K+ вместе с мочой начинает превышать поступление калия во внутреннюю среду. Такое низкое поступление калия возможно только при специальной диете. Поэтому низкое поступление калия во внутреннюю среду вместе с пищей и напитками – это крайне редкая причина гипокалиемии. При экзогенном голодании масса калия, которую содержит тело человека, снижается, но гипокалиемии не развивается. Дело в том, что компенсаторное усиление катаболизма обуславливает выход калия из клетки во внеклеточный сектор.

Потери калия во внешнюю среду, не связанные с действием лекарств

Концентрация калия в стуле в физиологических условиях составляет 80 – 90 ммоль/л. Зная объем суточного стула жителя развитых стран можно легко рассчитать величину суточных потерь калия вместе со стулом. Она составляет 10 ммоль. При диарее содержания калия в стуле уменьшается, но калий усиленно теряется вместе со стулом, так как значительно растет его объем. Все болезни и патологические состояния, которые повышают объем стула, всегда приводит к гипокалиемии (табл. 9.2).

При метаболическом алкалозе и метаболическом ацидозе гипокалиемия обычно представляет собой следствие усиленных потерь калия вместе с мочой.

Гипокалиемия почти всегда сопутствует метаболическому алкалозу. При метаболическом алкалозе первого вида, патологический рост содержания бикарбонатного аниона в сыворотке крови устраняется внутривенной инфузией изоосмоляльных растворов натрия хлорида. Причина алкалоза первого вида – дефицит объема внеклеточной жидкости как стимул активации ренин-

158

ангиотензин-альдостеронового механизма (вторичного альдостеронизма). У большинства больных метаболический алкалоз первого вида развивается вследствие потерь содержимого желудка во внешнюю среду. Вторичный альдостеронизм обуславливает рост выведения калия во внешнюю среду вместе с мочой и гипокалиемию.

Таблица 9.2

Болезни и патологические состояния, которые вызывают диарею как причину гипокалиемии

Инфекционная, паразитарная и вирусная диарея

Холера

Сальмонеллезы

Стронгилоидоз

Иерсиниоз Синдром приобретенного иммунодефицита

Диарея вследствие опухолей

ВИПома Ворсинчатая аденома толстой кишки

Синдром Золлингера-Эллисона

Из-за падения кишечного всасывания

Состояние после наложения подвздошно-тощекишечного анастомоза Состояние вследствие тонкокишечного свища, энтеростомы

Из-за нарушения пищеварения различного генеза и на различных уровнях

Вследствие нарушения ионного транспорта энтероцитами

Врожденная хлоридная диарея

Как следствие цитолиза энтероцитов при терапии злокачественных опухолей

Состояние вследствие хемотерапии Состояние вследствие лучевой терапии

Диарея, связанная с геофагией

159

Реже развивается метаболический алкалоз второго вида, патогенез которого не связан с дефицитом содержания в организме натрия и внеклеточной жидкости.

Одной из причин метаболического алкалоза второго вида является патогенно увеличенная действующая концентрация минералкортикоидов, кортизола и альдостерона. При этом концентрации гормонов в сыворотке крови растут не в ответ на гиповолемию, дефицит объема внеклеточной жидкости и рост адренергической стимуляции почечной паренхимы. Их повышает не имеющая приспособительно-защитного значения избыточная секреция кортизола и альдостерона (табл. 9.3).

Таблица 9.3

Патологические состояния и болезни, связанные с высокой действующей концентрацией минералкортикоидов и гипокалиемией (без дефицита внеклеточной жидкости)

Первичный альдостеронизм

Аденома надпочечников Карцинома надпочечников

Двухсторонняя гиперплазия надпочечников

Врожденная гиперплазия надпочечников

Дефицит активности 11β-гидроксилазы* Дефицит активности 17α-гидроксилазы*

Опухоли, секретирующие ренин

Синдром эктопической секреции кортикотропина

Синдром Кушинга

Питуитарный

Адреналовый

Реноваскулярная артериальная гипертензия

Злокачественная артериальная гипертензия

Васкулит

* - моногенная болезнь

160

Патогенетически обоснованная неотложная коррекция гипокалиемии

Так как гипокалиемия может быть следствием разных причин, то нет способа ее устранения эффективного при патологическом снижении содержания калия в сыворотке крови любого происхождения. В настоящем разделе данной главы мы коснемся неотложной коррекции гипокалиемии, ассоциированной с гипокалией вследствие патологически усиленного выведения калия во внешнюю среду.

Выделяют абсолютные показания к неотложной коррекции гипокалиемии, связанной с гипокалией (при абсолютных показаниях гипокалиемиюгипокалию устраняют с использованием растворов препаратов калия):

1.Гипокалиемия при продолжающемся действии на сердце сердечных гликозидов. Если в данном случае не устранить гипокалиемии, то сохранится высокая вероятность токсичного действия на сердце сердечных гликозидов как причины критических расстройств сердечной деятельности.

2.Гипокалиемия при необходимости неотложной терапии больных в состоянии диабетических комы и кетоацидоза. Эффективная неотложная терапия при данных обусловленных сахарным диабетом критических состояниях невозможна без использования действия экзогенного инсулина. Системное действие инсулина перемещает калий в клетку на уровне всего организма. Это обуславливает необходимость устранения гипокалиемиигипокалии посредством внутривенных инфузий растворов препаратов калия. Инфузию следует начинать до парентерального введения инсулина или, по крайней мере, одновременно с ним.

3.Гипокалиемия как причина расстройств системного кровообращения, обусловленных аритмиями, или слабости диафрагмы, вызывающей явную гиповентиляцию.

4.Тяжелая гипокалиемия, о развитии которой свидетельствует падение концентрации калия в сыворотке крови до уровня ниже 3,0 ммоль/л.

Показаниями к использованию препаратов калия для устранения гипокалиемии, которые назначают не только внутривенно, но и парентерально, являются:

1.Гипокалиемия при заболеваниях сердца. При гипокалиемии и патологических изменениях состояния клеток сердца вследствие тех или иных болезней (гипертрофия левого желудочка при гипертонической болезни, ишемия при стабильной и нестабильной стенокардии и др.) возрастает риск опасных расстройств сердечного ритма.

2.Гипокалиемия при риске печеночной энцефалопатии. Дело в том, что риск печеночной энцефалопатии особенно высок у больных с циррозом печени. У таких больных в ответ на недостаточное наполнение кровью