Количество калия в организме взрослого человека средних размеров составляет 3800 мэкв или 55 мэкв/кг. Большая часть калия сосредоточена в скелетной мускулатуре, где его концентрация составляет 155 мэкв/л, или более чем в 30 раз превышает концентрацию вне клетки.
Калий в организме, в основном, внутриклеточный катион. Такой градиент концентрации необходим для клеточной целостности и играет первостепенное значение для функционирования возбудимых тканей, таких как нервная и мышечная. Градиент поддерживается за счет связанной с мембраной натрий-калиевой аденозинтрифосфатазы (АТФ-азы). Затраты на функционирование электролитного насоса составляют от 15 до 20% общих энергозатрат организма.
Нормальная концентрация калия в плазме составляет от 3,5 до 5 мэкв/л. Поддержание калиевого баланса обеспечивается внутренним и внешним механизмами. Обычно ежедневное потребление калия с пищей составляет от 1 до 1,5 мэкв/л. Около 90% усвоенного калия выводится почками. Оставшиеся 10% удаляются с каловыми массами. Здоровые почки способны выводить в 5 раз больше нормального количества или 6 мэкв/кг в сутки без повышения концентрации калия в плазме выше 6 мэкв/л. На баланс калия в организме оказывают влияние такие внутренние факторы, как инсулин, альдостерон, катехоламины и кислотно-щелочное равновесие.
Нарушения обмена калия в организме
Гиперкалиемия (излишек калия в организме)
Гиперкалиемией считают состояние с концентрацией сывороточного калия более 5,5 мэкв/л.
Этиология
Причинами гиперкалиемии могут быть почечная или надпочечниковая недостаточность, метаболический ацидоз или ятрогения. У пациентов с острой почечной недостаточностью кратковременное снижение скорости фильтрации приводит к гиперкалиемии. Однако у пациентов с хроническими болезнями почек, при условии невовлечения в патологический процесс дистального натриевого насоса, адаптационные механизмы организма предотвращают развитие гиперкалиемии, пока скорость фильтрации не упадет ниже 10 мл/мин. Указанные адаптационные механизмы включают увеличение фракции выведения калия из организма и увеличение толстокишечной экскреции (£20-30 мэкв/сут).
Излишек калия в организме развивается на фоне метаболического ацидоза в следствие обмена ионов К+ и Н+ между клеткой и внеклеточной жидкостью. Для снижения рН на каждые 0,1 характерно повышение концентрации калия в организме на 0,6 мэкв/л. Кроме того, экстраренальными причинами гиперкалиемии служат внутрисосудистый гемолиз, рабдомиолиз, припадки и тяжелое желудочно-кишечное кровотечение. Ятрогенные причины гиперкалиемии включают прием медикаментов (нестероидные противовоспалительные препараты и ингибиторы АПФ) и избыточное назначение калия.
Псевдогиперкалиемия
Мнимое повышение концентрации калия в организме происходит при различных ситуациях. Примерами служат гемолиз in vitro вследствие слишком долгого перемешивания образца перед доставкой в лабораторию, длительное время нахождения руки под жгутом и работа кулаком во время забора крови. Последнее может приводить к подъему показателя сывороточного калия на 1,6 мэкв/л. Тромбоцитоз (число тромбоцитов более 1 млн) и тяжелый лейкоцитоз (число лейкоцитов [L] > 50000) также создают видимость повышенной концентрации калия. Причиной, по-видимому, служит высвобождение калия из клеток в процессе тромбообразования in vitro. Истинный уровень калия определяют при измерении концентрации в плазме, не в сыворотке.
Оценка
Влияние тяжелой гиперкалиемии на миокард по своей значимости превосходит все остальные проявления. На электрокардиограмме можно обнаружить токсическое действие на миокард при повышении концентрации калия в сыворотке более 6 мэкв/л. Самое раннее отклонение — заострение зубца Т. По мере повышения концентрации калия в организме происходит удлинение интервала PR и интервала RR. Дальнейшее повышение концентрации связано с утратой зубца Р и расширением комплекса QRS. В итоге наступает полная блокада сердца, желудочковая тахикардия и асистолия. Экстракардиальные симптомы гиперкалиемии включают парестезии, вялый паралич и кишечную непроходимость.
Лечение
Для предотвращения остановки сердечной деятельности необходимо быстро устранить кардиотоксичный эффект гиперкалиемии. Даже в отсутствие электрокардиографических изменений истинное повышение сывороточного калия более 7 мэкв/л требует быстрого и интенсивного вмешательства.
Поскольку кальций служит антагонистом влияния гиперкалиемии на сердечную проводимость, необходимо назначение от 10 до 20 мл 10% глюконата кальция. Ответ на введение солей кальция развивается за 3-5 мин и продолжается 30 мин. Совместно проводимое лечение инсулином или гидрокарбонатом натрия направлено на перемещение калия в клетки. Назначение 100 мэкв гидрокарбоната натрия эффективно при метаболическом ацидозе. Его действие наступает сразу, однако эффект непродолжителен. Назначение 10 ЕД инсулина в 50 мл 50% раствора декстрозы (D50) удлиняет исходный ответ продолжительностью 15-45 мин до 4-6 ч. Однако ни один пункт из этого лечения не выводит калий из организма.
Калий можно вывести из организма с помощью катионо-обменной кайаксалатной смолы Ψ (50-100 г в виде клизмы) или 40 г внутрь вместе с сорбитолом. Каждый грамм препарата удаляет приблизительно от 0,5 до 1,0 мэкв калия. Действие развивается медленно, и эффект длится от 4 до 6 ч. Наиболее эффективный метод выведения калия из организма — гемодиализ.
Гипокалиемия (недостаток калия в организме)
Гипокалиемией называют состояние, когда концентрация калия в сыворотке менее 3,5 мэкв/л.
Этиология
Гипокалиемия ― частая проблема в хирургической практике. Обычно ее причинами бывают гастроинтестинальные потери в связи со рвотой, диареей или через свищи, а также при применении диуретиков.
Оценка
Часто одновременно с гипокалиемией есть метаболический алкалоз. Метаболический алкалоз снижает реабсорбцию калия почками и, таким образом, приводит к обострению гипокалиемии.
Клинические проявления гипокалиемии часто достаточно легкие — как правило, общая слабость и утомляемость. На электрокардиограмме выявляют уплощение или инверсию Т, снижение амплитуды QRS и появление зубца U. В отличие от гиперкалиемии эти изменения не так сильно зависят от степени изменения концентрации сывороточного калия. Однако у пациентов, принимающих дигоксин, дефицит калия в организме может спровоцировать развитие жизнеугрожающей аритмии.
Лечение
Целью терапевтического лечения является подъем концентрации калия в организме выше 3,5 мэкв/л и в то же время нужно избежать избытка калия в организме. Всегда, когда это возможно, следует проводить коррекцию заболевания, приведшего к гипокалиемии. Препараты калия вводят внутрь, если уровень гипокалиемии не ниже 2,5 мэкв/л, нет видимых симптомов заболевания или прием внутрь не противопоказан. Дополнительный прием калия внутрь (60-80 мэкв/л) вместе с нормальным потреблением пищи позволяет в течение нескольких дней нормализовать состояние. Если требуется более быстрое энтеральное введение или нужно проводить внутривенное введение, то пациенту необходимо наладить электрокардиографический мониторинг и частое определение концентрации калия в организме.