Причиной гиперкалиемии могут быть три механизма, которые не исключают друг друга.
В норме калий в крови (0,4 мэкв/л) выше, чем в плазме, поскольку при образовании сгустка крови калий выходит из клеток. Это особенно важно учитывать при тромбоцитозе, так как тромбоциты высвобождают калий. При увеличении числа тромбоцитов на каждые 100 000/мм3 калий возрастает примерно на 0,15 мэкв/л. То же характерно для значительного повышения числа лейкоцитов, например, при лейкозе. Повышенное число лейкоцитов (в типичных случаях — более 200000/мм3) может быть причиной гиперкалиемии. Обычно анализ проб плазмы дает надежные результаты. Важно лишь провести анализ быстро, чтобы калий не успел выйти из клеток. Для этого пробы крови следует хранить на холоде, так как при комнатной температуре калий может перемещаться в клетки, обусловливая ложную гипокалиемию.
Поскольку почки способны экскретировать калий, само по себе повышенное его потребление не есть причиной гиперкалиемии. Это может иметь место лишь в случаях внутривенного или перорального введения очень больших количеств калия с целью компенсации его потерь, которых на самом деле уже нет. Причиной гиперкалиемии может быть частое и быстрое переливание крови. На фоне нарушений экскреции калия повышенное его потребление усугубляет гиперкалиемию.
Концентрация калия во внутриклеточном пространстве очень велика, и поэтому выход этого катиона во внеклеточную жидкость значительно влияет на его уровень в плазме и есть причиной гиперкалиемии. Перемещение калия во внеклеточное пространство происходит при метаболическом ацидозе, хотя при избытке органических кислот (например, при лактатацидозе или кетоацидозе) эффект минимален. Дыхательный ацидоз сопровождается меньшим повышением калия плазмы, чем метаболический. Выход калия во внеклеточную среду наблюдается при разрушении клеток, например, при рабдомиолизе, синдроме распада опухоли, некрозе тканей или гемолизе. При внутреннем кровотечении и гематоме калий, содержащийся в эритроцитах, также поступает во внеклеточное пространство.
Причиной гиперкалиемии могут быть обычные дозы сукцинилхолина, адреноблокаторов и отравление фторидом или дигиталисом. У больных с риском гиперкалиемии нельзя применять сукцинилхолин при наркозе. Взаимодействие адреноблокаторов с адренорецепторами тормозит нормальное поглощение калия клетками. Выход калия из мышечных клеток происходит при физической работе, и усиленная физическая активность приводит к повышению калия плазмы на 1-2 мэкв/л. При возрастании осмоляльности плазмы из клеток выходит вода, а вместе с ней и калий. Это наблюдается при гипергликемии, но в отсутствие сахарного диабета секретируемый в ответ на гипергликемию инсулин вызывает обратное перемещение калия в клетки. При диабетическом кетоацидозе, т. е. в условиях дефицита инсулина, калий покидает внутриклеточное пространство, чему способствует и гиперосмоляльность плазмы. Гиперосмоляльность обусловливает поступление калия во внеклеточное пространство после введения маннитола, гипертонических растворов. Злокачественная гипертермия, индуцируемая некоторыми ингаляционными средствами для наркоза, сопровождается выходом калия из мышечных клеток. При семейном гиперкалиемическом ппараличе происходит эпизодический выход калия из клеток, сопровождающийся приступами паралича.
Основное количество потребляемого за сутки калия выводится из организма почками, и поэтому нарушение их функции есть одной из причин гиперкалиемии. Уменьшение экскреции калия и риск гиперкалиемии пропорциональны степени почечной недостаточности. У новорожденных, особенно недоношенных, почки функционируют хуже, чем в более позднем возрасте, поэтому у них повышен риск гиперкалиемии, несмотря на отсутствие почечного заболевания.
Многие первичные нарушения функции надпочечников, как врожденные, так и приобретенные, сопровождаются снижением секреции альдостерона и есть причиной гиперкалиемии. В этих случаях, как правило, развивается метаболический ацидоз и сольтеряющий синдром с гипонатриемией. У детей с легкой надпочечниковой недостаточностью нарушения электролитного обмена проявляются лишь во время острых заболеваний, единственным нарушением может быть только гипонатриемия. Приобретенная дисфункция надпочечников бывает следствием кровоизлияния (например, синдром Уотерхауса-Фридериксена при менингококковом сепсисе), туберкулеза или аутоиммунного поражения желез. Типичные проявления недостаточности 21-гидроксилазы — у мальчиков грудного возраста включают гиперкалиемию, метаболический ацидоз, гипонатриемию и гиповолемию. У девочек это заболевание диагностируется сразу после рождения по наличию наружных половых органов промежуточного типа; своевременное лечение предупреждает электролитные нарушения.
Ренин через ангиотензин II стимулирует секрецию альдостерона. При почечной патологии, сопровождающейся недостаточностью ренина, секреция альдостерона снижается. Гипоренинемия сопровождает многие заболевания почек. В таких случаях обычно имеют место гиперкалиемия и метаболический ацидоз без гипонатриемии. У некоторых больных с электролитными сдвигами действительно находят нарушения почечной функции, но экскреция калия снижена больше, чем это определятся данной степенью почечной недостаточности.
Экскреция калия снижается при различной патологии почечных канальцев и есть одной из причин гиперкалиемии. Псевдогипоальдостеронизм типа I характеризуется гиперкалиемией, метаболическим ацидозом и потерей натрия, ведущей к гиповолемии на фоне повышенного уровня альдостерона. Аутосомно-рецессивный вариант этого заболевания обусловлен дефектом натриевых каналов в почках, которые в норме активируются альдостероном. Тяжелые клинические симптомы у этих больных проявляются в раннем детстве. При аутосомно-доминантной форме имеется дефект Рецепторов альдостерона и заболевание протекает легче; в зрелом возрасте часто наступает ремиссия.
Псевдогипоальдостеронизм типа II, называемый также синдромом Гордона, представляет собой аутосомно-доминантную патологию, характеризующуюся артериальной гипертонией из-за задержки натрия и гиперкалиемией с метаболическим ацидозом из-за нарушения экскреции калия и кислоты. В основе синдрома Гордона лежат активирующие мутации гена WNK1 или WNK4, кодирующих серин-треониновые киназы, расположенные в дистальных отделах нефрона.
Приобретенные нарушения экскреции калия вследствие дисфункции почечных канальцев наблюдаются при многих видах тубулоинтерстициальной патологии. Этим нарушениям часто сопутствуют снижение секреции кислоты и вторичный метаболический ацидоз. Иногда клиническую картину определяет именно метаболический ацидоз, но потребление больших количеств калия демаскирует нарушение его обмена. Дисфункция канальцев может сопровождаться потерей соли, что грозит гипонатриемией. У некоторых детей развивается вторичный ННД, создающий опасность обезвоживания и гипернатриемии. Наибольшему риску нарушения функции почечных канальцев подвержены дети с обструкцией мочевых путей, главным образом из-за клапанов в задней части мочеиспускательного канала. Причиной гиперкалиемии в этих случаях может быть гипорениновій гипоальдостеронизм.
Прием лекарственных препаратов как причина гиперкалиемии наиболее част при почечной недостаточности. Гиперкалиемический эффект препаратов обусловлен нарушением почечной экскреции калия. Однако при анурии ингибиторы АПФ усугубляют гиперкалиемию, вероятно, за счет снижения желудочно-кишечных потерь калия, которые при почечной недостаточности возрастают. Триметоприм индуцирует гиперкалиемию лишь в очень больших дозах, применяемых для лечения вызываемой Pneumocystis carinii пневмонии у больных СПИДом. Калийсберегающие диуретики легко могут стать причиной гиперкалиемии, особенно при их частом использовании на фоне дополнительного приема калия.