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低钾血症镁 教材质疑 | 低镁血症引起低钾血症是何因?

来源:[db:出处] 2021年02月18日 19:35   作者:fashion 低钾血症 肾小管 血症

前几天发了一个丁香园论坛的求助,一名医学生关于教材中低镁血症导致低钾血症的机制不清楚,由此引发了一场评论。问题详见:低血镁使得肾小管上皮细胞钠泵失活,为啥会导致低血钾?

第八版的病理生理教科书上所给的解说是:低镁使得肾小管上皮细胞的 Na+-K+-ATP 酶失活,钾重吸收妨碍所造成的。

在网上简略的查找了一些材料,发现也是如下的相似解说:

但是,这样的解说经不起深究,由于钠-钾-ATP 酶散布实在是太广泛了,假如说低镁血症引起钠-钾-ATP 酶活性减低,那么由此导致的结果肯定不只是只要低钾血症。

在经过查找材料以及同行的协助下,发现了这个问题有了新的了解。咱们结合 JASN 上的文章对这个问题进行一些深化的讨论。

首先要了解一下,在远端肾单位(远曲小管后段、衔接小管以及皮质调集管)排泄钾的首要原理:

K+经过基底膜侧的钠-钾-ATP 酶(图中蓝色椭圆形)进入肾小管上皮细胞,然后经过上皮细胞的管腔侧 ROMK 通道(图中黄色圆柱体)进入小管液(即泌 K+)。

这个 ROMK,即 the renal outer-medullary K+ channel,是今日要说的一个重要结构,有个很拗口的中文名称:肾脏外髓钾通道。也有称之为 KIR1.1,学名应该是:potassium voltage-gated channel subfamily J member 1,感爱好的可以看看这方面更多的文献。

Na+经过 ENaC(绿色圆柱体)从小管液中进入上皮细胞,使上皮细胞管腔侧去极化,这是泌 K+的动力。这儿其实 ENaC 也是一个十分有意思的结构,即 epithelial sodium channel,中文称之为:上皮钠通道。这个和肾科的日常联络更严密,有爱好也可以参看相关的文献。

因而,得出结论:Na+向细胞内搬运会影响 K+的排泄

这儿还可以解说醛固酮作为利尿剂效果靶点的一个很重要特性:保钠排钾。即 醛固酮经过 ENaC 添加 Na+的重吸收,也使得 K+的排泄添加(图中赤色箭头所示)。

接下来该看看真实的解说了!


如图所示,每幅图中的上下两个深蓝色椭圆形即表明 ROMK。右侧为基底膜侧,淡黄色弧形区域表明远端肾单位肾小管上皮细胞,可以看到,ROMK 坐落上皮细胞的顶端。左边淡蓝色为肾小管管腔侧。

上皮细胞内 Mg2+浓度为 0 时,K+在驱动力(见上)的效果下,可以自在在细胞膜的两边移动。如 图 A、图 B

咱们再来看看这个时分 K+的搬运受哪些因素影响:

榜首、细胞表里的 K+浓度差:细胞内 K+浓度能高到 140 mmol/L,而细胞外只是只要 5 mmol/L,因而化学浓度梯度会促进 K+外流。

第二、电荷:细胞膜负电荷又促进 K+内流。

内流和外流的力气,在膜电位-86mV 时到达平衡(即平衡电位 Ek)。

当细胞膜电位比平衡电位更负的时分,(比方 -100mV,但实际上生理状况下在远端肾单位上皮侧很少会呈现这么「负」的电位),钾离子是表现为内流的。如图 A 所示。相同的,当膜电位比平衡电位更「正」的时分,(比方-50mV,这种状况其实在生理状况下更常见),钾离子表现为向外流。如图 B 所示。

当细胞内 Mg2+为生理浓度(如 1 mmol/L)时,ROMK 会让 K+内流超越外流(即:内向性整流),这是由于细胞内 Mg2+是和 ROMK 绑定在一起的,这种绑定阻止了 K+的外流(见图 D)。

因而,一旦呈现低镁血症,上皮细胞内 Mg2+也会削减,这种阻止效果就弱化了,细胞内的 K+就哗啦啦的外流到小管液中了(这个时分更多的相似 B 图所示,因 A 图不是常态。),这么多 K+排泄到管腔中随尿排出体外,低钾血症也就随之而来咯。有报导,低镁血症中低钾血症的发生率约 40% ~ 60%。

经过对这个机制的了解,咱们还能了解别的一个临床上的问题,关于有些难治性低钾血症,为什么需求补镁?假如把补钾比方成往桶里倒水的话,水桶下面有一个漏水的孔(ROMK),而镁就是可以堵住这个孔的阀门,不把阀门关上,光往桶里倒水,很难倒满。

当然,还有其他状况导致低镁血症一起兼并低钾血症,比方运用利尿剂、腹泻、Bartter 综合征、Gitelman 综合征、肾毒性物质损伤了肾小管等等。

最终还看到一张有意思的图,也和我们共享下,假如缺镁的一起盐摄入过多或伴有醛固酮升高,低钾就更显着啦!结果你们自己看:

个人了解不免不足之处,还请我们不吝赐教!

诚心期望教科书可以与时俱进!


参考文献:

1. Huang CL, Kuo E.Mechanism of hypokalemia in magnesium deficiency.J Am Soc Nephrol. 2007 Oct;18(10):2649-52.

2. Yang L, Frindt G, Palmer LG.Magnesium modulates ROMK channel-mediated potassium secretion.J Am Soc Nephrol. 2010 Dec;21(12):2109-16.

特别道谢:麻省总院布莱根妇女医院 李嘉华

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