Значение калия в клетке 5 класс


Значение калия в клетке 5 класс

Центр. нервная система

Дневная норма потребления

Мужчины старше 60 лет

Женщины старше 60 лет

Беременные (2-я половина)

Кормящие (1-6 мес.)

Кормящие (7-12 мес.)

Мальчики (11-14 лет)

Девочки (11-14 лет)

Девушки (14-18 лет)

Калий входит в группу структурных макроэлементов, его содержание в организме взрослого человека массой 60 кг составляет около 120 грамм в зависимости от веса, конституции, пола и возраста.
Содержание калия сопоставимо с содержанием других структурных элементов – серы и хлора, но уступает кальцию и фосфору.

Биологическая роль калия

Калий вместе с другими важнейшими электролитами обеспечивает необходимое осмотическое давление в биологических жидкостях организма и в клетках, является компонентом буферных систем, поддерживает электрический потенциал на мембранах клеток всех тканей.

Главная биологическая функция калия — формирование совместно с другими электролитами (натрий, хлор) разницы потенциалов на мембранах клеток и передача ее изменения по клеточной мембране, за счет обмена с ионами натрия, что особенно важно для нервных и мышечных клеток. Это обуславливает постоянное присутствие в клетках натрия, хлора и калия. В организме эти элементы содержатся в определенном соотношении, обеспечивая гомеостаз (постоянство внутренней среды). Нарушение равновесия между калием и натрием ведет к патологии водного обмена, обезвоживанию, мышечной слабости.

Основные функции калия в организме:

  • обеспечение возбудимости и проводимости клеток нервной системы и мышечных клеток, участие в передаче нервных импульсов и сокращении мышечных клеток
  • поддержка осмотического давления в клетках, тканях и биологических жидкостях
  • обеспечение кислотно-щелочного равновесия
  • участие в нервной регуляции сердечных сокращений

Пищевые источники калия

Калий в основном содержится в растительных продуктах, однако некоторые виды животных продуктов могут быть источником калия.
Наиболее богаты калием такие продукты, как: петрушка, курага, сухое молоко, шоколад, различные орехи (особенно миндаль и фисташки), картофель, бананы, авокадо, соя, отруби. Также калий присутствует в значительном количестве в большинстве фруктов, овощей, мясе и рыбе.

Необходимо помнить, что в организме существует определенный баланс между калием и натрием. Если он был нарушен (чаще всего наблюдается дефицит калия), то прием продуктов — источников калия приводит к увеличению выведения натрия, и наоборот.

При потреблении в основном продуктов животного происхождения человек сразу получает калий и натрий уже в сбалансированном соотношении.

Дефицит калия

Основные причины

  • недостаточное поступление в результате нерационального питания
  • нарушения обмена
  • нарушения выделительных систем (почки, кишечник, кожа)
  • чрезмерное выведение калия из организма под действием лекарств (прежде всего мочегонных и слабительных средств, а также гормональных препаратов)
  • продолжительная рвота, диарея
  • чрезмерные эмоциональные и нервные нагрузки
  • избыточное поступление в организм натрия

Последствия

  • общая слабость, быстрое утомление
  • мышечные судороги (часто возникают судороги ног по ночам)
  • депрессия, снижение работоспособности
  • снижение иммунитета и адаптационных возможностей организма к воздействию внешних факторов
  • нарушения сердечнососудистой системы (нарушение ритма сердечных сокращений, сердечная недостаточность, обменные и функциональные нарушения в миокарде)
  • ломкость волос, сухость кожи
  • диспептические явления (тошнота, рвота, запор)
  • нарушение функции почек
  • невынашиваемость беременности

Избыток калия

Основные причины

  • избыточное потребление с пищевыми продуктами (длительный прием препаратов калия, потребление соответствующих минеральных вод и др.)
  • нарушение обмена
  • быстрый и значительный выход калия из клеток (при гемолизе, цитолизе, синдроме раздавливания тканей)
  • нарушение функции почек (почечная недостаточность)

Последствия

  • повышенная возбудимость нервной системы, раздражительность, беспокойство
  • потливость
  • слабость
  • нейроциркуляторная дистония
  • нарушения сердечнососудистой системы (аритмии, ослабление сократительной способности мышцы сердца)
  • паралич скелетной мускулатуры
  • кишечные колики
  • частое мочеиспускание
  • манифестация сахарного диабета

Роль калия в организме колоссальна. От этого химического элемента зависит не только нормальное функционирование выделительной, костно-мышечной, сердечно-сосудистой и нервной систем, но и другие процессы в организме. Несмотря на то, что он отлично усваивается, поступая с пищей и список продуктов, содержащий калий достаточно обширен, он быстро выводится из организма. По этой причине важно поддерживать баланс этого элемента и исключить вероятность его дефицита.

Роль для организма

В организме калий участвует во многих процессах и выполняет ряд функций, в числе которых:

  • Поддержание оптимального внутриклеточного давления за счет натриево-калиевый баланса, который обеспечивается этим элементом вместе с натрием.
  • Благодаря первому пункту, а также участию калия в образовании «топлива» из глюкозы обеспечивается правильное сокращение волокон мышц, включая сердечные.
  • Поддерживает жидкостный состав внутри клеток.
  • Поддерживает кислотно-щелочной баланс в жидких средах человеческого организма (входит в их состав).
  • Является катализатором в ряде органических реакций, включая те, которые способствует выносливости и насыщают мозг кислородом.
  • Участвует в нормальной функциональности почек, позволяет предотвратить отечность, зашлакованность.
  • Проводимость импульсов и нервная возбудимость также обеспечиваются калием.

Дефицит калия: симптомы, причины

Дефицит этого химического элемента в организме имеет свое название – гипокалиемия. Если у человека появляются нижеперечисленные симптомы, следует немедленно обратиться к врачу. Итак, высока вероятность гипокалиемии, если наблюдаются:

  • нарушения в сердечном ритме;
  • раздражительность;
  • тремор рук, ног;
  • нарушения координации;
  • мышечная слабость, частые судороги, болевые ощущения;
  • постоянная сонливость;
  • быстрая утомляемость.

В числе причин, которые могли спровоцировать дефицит калия в организме, физические перегрузки с обильным выделением пота, а также:

  • в организм с пищей этот элемент поступает в недостаточном количестве или в рационе преобладают продукты с высоким содержанием натрия;
  • стрессовое состояние;
  • применение мочегонных, гормональных или слабительных лекарственных средств, вследствие чего происходит чрезмерная потеря жидкости.

Избыток калия: симптомы, причины

В медицине более известен как гиперкалиемия и может возникнуть по следующим причинам:

  • нарушение калиевого обмена;
  • инсулин-дефицитные состояния;
  • почечная недостаточность;
  • прием препаратов на протяжении длительного времени при отсутствии необходимости в их приеме.

Избыток этого химического элемента в организме сопровождается характерными симптомами, в числе которых:

  • частое мочеиспускание;
  • колики;
  • аритмия;
  • повышенная возбудимость;
  • потливость;
  • паралич мышц.

Следует отметить, что несвоевременное решение этой проблемы в будущем может привести к сахарному диабету, поэтому крайне важно вовремя снизить уровень калия до нормы и поддерживать его правильный баланс.

Калий для спортсменов

Организм спортсмена по причине интенсивных тренировок и больших энергетических потерь особенно остро нуждается в содержании калия в достаточном количестве. Этот элемент участвует в работе нервно-мышечной системы, а при интенсивных нагрузках калий выводится из организма вместе с потом. Калий помогает восстановить силы после тренингов, поэтому он обязательно содержится в напитках для спортсменов, которые необходимо употреблять после занятий. По мнению специалистов, пища, которая приминается после тренировок, должна быть максимально насыщена калием.

Какое количество калия необходимо потреблять ежедневно?

Ежедневная норма потребления элемента напрямую зависит от возрастной категории человека. Детям рекомендуется принимать 15–30 мг на каждый килограмм веса, взрослым – один грамм (минимальная суточная норма). При поступлении калия ниже указанной нормы на протяжении долгого времени начинает развиваться гипокалиемии в тяжелой форме.

Оптимальной дозой этого элемента считается два грамма в сутки для взрослых, а для спортсменов и активных людей норма увеличивается до 3 граммов. Однако на время тренировок для набора мышечной массы лучше увеличить суточную норму калия до 4-5 граммов.

Калийсодержащие продукты

Список продуктов, содержащих этот элемент, возглавляет зеленый чай, какао и курага. В них на 100 граммов продукта содержится 2,5 и по 1,7 граммов калия соответственно. Далее идут сыры и молоко. Также этот элемент содержится в грибах, сухофруктах, шпинате, орехах, картофеле, бананах, авокадо, персиках, помидорах, свекле, брюссельской капусте, кольраби, овсянке, гречке.

Важно знать, что большое количество калия остается в воде, поэтому продукты не рекомендуется замачивать и готовить по возможности на пару. Кроме этого, многие продукты можно употреблять в сыром виде.

Витамины

Баланс калия в организме можно без труда поддержать, включив в рацион достаточное количество продуктов, содержащих этот элемент. По этой причине калийсодержащие БАДы назначаются только в случаях, когда поставлен диагноз гипокалиемия.

Есть препараты, которые назначаются в рамках профилактики сердечных-сосудистых заболеваний. Принимать средство, которое содержит магний и калий, следует только по назначению врача.

Витаминные комплексы также содержат калий – около 2% от нормы в сутки. В специальных качественных комплексах для спортсменов всегда содержится этот элемент вместе с магнием и пироксидином. При этом лучше выбирать продукты от мировых производителей. Также восстановить калиевый баланс можно с помощью спортивных напитков, которые принимают по окончании тренировки.

На самом деле, если серьезно подойти к вопросу питания и обеспечить поступление в организм суточной нормы этого элемента, не нужны какие-то дополнительные препараты, разве что общеукрепляющие витамины. А при появлении симптомов, указывающих на дисбаланс калия, в первую очередь необходимо обратиться в медицинское учреждение, где врач назначит лечение.

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щелок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.

В 1807 г. английский химик Дэви электролизом твёрдого едкого кали (KOH) выделил калий и назвал его «потассий» (лат. potassium ; это название до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском языках). В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium , от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Присутствие в природе

В свободном состоянии не встречается. Калий входит в состав сильвинита KCl•NaCl, карналлита KCl•MgCl2•6H2O, каинита KCl•MgSO4•6H2O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K2CO3 (поташ). Калий входит в состав почти всех растений.

Получение

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650°C), то чаще проводят электролиз расправленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:
K + + e — → K
2Cl — — 2e — → Cl2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:
4OH — — 4e — → 2H2O + O2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов)

Физические свойства

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Химические свойства

Калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, легко отдаёт электроны.

Является сильным восстановителем. Он настолько активно соединяется с кислородом, что образуется не оксид, а супероксид калия KO2 (или K2O4). При нагревании в атмосфере водорода образуется гидрид калия KH. Хорошо взаимодействует со всеми неметаллами, образуя галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды и т. д., а также со сложными веществами, такими, как вода (реакция проходит со взрывом), различные оксиды и соли. В этом случае они восстанавливают другие металлы до свободного состояния.

Калий хранят под слоем керосина.

Оксиды и пероксиды

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

Оксиды калия обладают ярко выраженными основными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Гидроксиды

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого калия при 20 °C в 100 г. воды составляет 112 г.

Применение

  • Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Сплав состава натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % обладает рекордно низкой температурой плавления −78 °C.
  • Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений
  • Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Важные соединения

  • Бромид калия — применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы.
  • Гидроксид калия (едкое кали) — применяется в щелочных аккумуляторах и при сушке газов.
  • Карбонат калия (поташ) — используется как удобрение, при варке стекла.
  • Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») — используется как удобрение.
  • Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент чёрного пороха.
  • Перхлорат и хлорат (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике.
  • Бихромат (хромпик) — сильный окислитель, используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина.
  • Перманганат калия — сильный окислитель, используется как антисептическое средство в медицине и для лабораторного получения кислорода.
  • Тартрат натрия-калия (сегнетова соль) в качестве пьезоэлектрика.
  • Дигидрофосфат и дидейтерофосфат в виде монокристаллов в лазерной технике.
  • Пероксид калия и супероксид калия используются для регенерации воздуха на подводных лодках и в изолирующих противогазах (поглощает углекислый газ с выделением кислорода).
  • Фтороборат калия — важный флюс для пайки сталей и цветных металлов.
  • Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), при добыче золота и при нитроцементации стали.
  • Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).

Биологическая роль

Калий — важнейший биогенный элемент, особенно в растительном мире. При недостатке калия в почве растения развиваются очень плохо, уменьшается урожай, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют в качестве удобрений.

Калий в организме человека

Калий содержится большей частью в клетках, до 40 раз больше чем в межклеточном пространстве. В процессе функционирования клеток избыточный калий покидает цитоплазму, поэтому для сохранения концентрации он должен нагнетаться обратно при помощи натрий-калиевого насоса. Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

  • Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений
  • Поддержание осмотической концентрации крови
  • Поддержание кислотно-щелочного баланса
  • Нормализация водного баланса
  • Обеспечение мембранного транспорта
  • Активация многих энзимов
  • Нормализация ритма сердца

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграмм, для взрослых от 1800 до 5000 миллиграмм. Необходимость в калии зависит от общего веса тела, физической активности, физиологического состояния, и климата места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

Основными пищевыми источниками являются сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин В6, затрудняет — алкоголь.

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

Изотопы

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39 K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41 K (6,730 %). Третий изотоп 40 K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251×10 9 лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра 40 K, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. 40 K считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40 Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Источники, недостатки, передозировка, лечение и многое другое

Если вы купите что-либо по ссылке на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Как это работает.

Калий - это минерал, который содержится в продуктах, которые вы едите. Это еще и электролит. Электролиты проводят электрические импульсы по всему телу. Они помогают выполнять ряд основных функций организма, в том числе:

  • кровяное давление
  • нормальный водный баланс
  • мышечные сокращения
  • нервные импульсы
  • пищеварение
  • сердечный ритм
  • баланс pH (кислотность и щелочность)

Ваш организм не производит калий естественным путем.Итак, важно употреблять правильный баланс продуктов и напитков, богатых калием.

Недостаточное потребление калия может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Однако чрезмерное употребление может вызвать временные или долгосрочные проблемы со здоровьем.

Здоровые почки поддерживают нормальный уровень калия в организме, поскольку они выводят излишки калия с мочой.

Самый распространенный источник калия - пища. Источники, богатые калием, включают:

  • фруктов, таких как абрикосы, бананы, киви, апельсины и ананасы
  • овощей, таких как листовая зелень, морковь и картофель
  • постное мясо
  • цельнозерновые
  • бобы и орехи

Большинство людей получают достаточно калия, соблюдая сбалансированную диету.При низком уровне калия врач может назначить минерал в форме добавки. Если у вас серьезный дефицит, вам может потребоваться внутривенное (IV) лечение.

Определенные состояния могут вызывать дефицит калия или гипокалиемию. К ним относятся:

Симптомы гипокалиемии различаются в зависимости от того, насколько серьезен ваш дефицит.

Временное снижение уровня калия может не вызывать никаких симптомов. Например, если вы сильно потеете после тяжелой тренировки, уровень калия может нормализоваться после еды или питья электролитов до того, как будет нанесен какой-либо ущерб.

Однако серьезные недостатки могут быть опасны для жизни. Признаки дефицита калия включают:

  • крайняя усталость
  • мышечные спазмы, слабость или спазмы
  • нерегулярное сердцебиение
  • запор, тошнота или рвота

Гипокалиемия обычно диагностируется с помощью анализа крови. Ваш врач может также назначить электрокардиограмму вашего сердца и анализ газов артериальной крови для измерения уровня pH в вашем теле.

Магазин калиевых добавок.

Слишком много калия может вызвать гиперкалиемию. Это редко бывает у людей, которые придерживаются сбалансированной диеты. Факторы риска передозировки включают:

  • прием слишком большого количества добавок калия
  • заболевание почек
  • длительные физические упражнения
  • употребление кокаина
  • калийсберегающие диуретики
  • химиотерапия
  • очевидный диабет
  • тяжелые ожоги

  • слишком много калия - нарушение сердечного ритма (аритмия).Тяжелые случаи могут привести к летальному исходу.

    Люди с легкими формами повышенного содержания калия редко имеют заметные симптомы. Ваш врач должен периодически назначать анализ крови, если у вас есть какие-либо факторы риска.

    Существуют различные методы лечения несбалансированного уровня калия, которые зависят от того, слишком ли высокий у вас уровень или слишком низкий.

    Гипокалиемия (низкая)

    Добавки калия обычно являются первым курсом действий при слишком низких уровнях. Добавки наиболее эффективны, если ваши почки в хорошей форме.

    Тяжелая гипокалиемия может потребовать внутривенного лечения, особенно если у вас аномальное сердцебиение.

    Калийсберегающие диуретики могут избавить организм от избытка натрия. Это поможет нормализовать уровень электролитов. Но некоторые мочегонные средства и добавки калия могут оказывать резкое воздействие на пищеварительный тракт.

    Попросите врача дать вам таблетки, покрытые воском, чтобы предотвратить проблемы с пищеварением. Только люди с нормальной функцией почек могут использовать калийсберегающие диуретики.

    Гиперкалиемия (высокая)

    Легкие случаи гиперкалиемии можно лечить с помощью рецептурных препаратов, которые увеличивают выведение калия.Другие методы включают мочегонные средства или клизму.

    В тяжелых случаях может потребоваться более сложное лечение. Диализ почек может удалить калий. Это лечение предпочтительнее при почечной недостаточности.

    Людям со здоровыми почками врач может порекомендовать инсулин и глюкозу. Они помогают транспортировать калий из крови к клеткам для удаления.

    Ингалятор альбутерола также может снизить опасно высокие уровни. Глюконат кальция можно временно использовать для стабилизации сердца и снижения риска серьезных сердечных осложнений, связанных с гиперкалиемией.

    Изменения калия в организме могут не вызывать беспокойства, если у вас нет факторов риска. Здоровых почек часто бывает достаточно, чтобы регулировать калий в организме.

    Медицинские условия, влияющие на уровни, следует регулярно контролировать. Позвоните своему врачу, если у вас возникнут необычные симптомы.

    .

    5 Калий | Нормы потребления воды, калия, натрия, хлоридов и сульфатов с пищей

    отмечены для женщин, причем белые женщины неиспаноязычного происхождения в возрасте от 19 до 30 лет имеют более высокий уровень потребления, чем афроамериканки неиспаноязычного происхождения той же возрастной группы.

    Как и ожидалось, в диапазоне содержания калия в рационе, оцененном при исследовании чувствительности к соли (рис. 5-1), концентрация калия в сыворотке крови оставалась в пределах нормы, увеличиваясь лишь незначительно (с ≈ 3.От 8 до 4,0 ммоль / л) при добавлении бикарбоната калия (Morris et al., 1999b). Было высказано предположение, что такое дозозависимое подавление чувствительности к соли может предотвратить или отсрочить возникновение гипертонии (Berenson et al., 1979; Frisancho et al., 1984; Grim et al., 1980; Morris et al., 1999b). . У гипертоников добавка калия может смягчить прессорный эффект хлорида натрия (Iimura et al., 1981; Morgan et al., 1984).

    Антипрессорный эффект пищевого калия может частично быть результатом его натрийуретического действия (Morris et al., 1999b; Шмидлин и др., 1999). Как упоминалось ранее, калий воздействует непосредственно на почечные канальцы, увеличивая выведение хлорида натрия с мочой (Brandis et al., 1972; Stokes et al., 1982), на действие, очевидно, не влияет анион, сопровождающий проглатываемый калий (van Buren et al. ., 1992).

    Артериальное давление

    Эпидемиологические доказательства

    В многочисленных обсервационных исследованиях (таблица 5-2) изучалась взаимосвязь между артериальным давлением и потреблением калия с пищей или экскрецией калия с мочой, используемой в качестве показателя потребления (Ascherio et al., 1992; Дай и др., 1984; Дайер и др., 1994; Гелейнсе и др., 1996; Хаджар и др., 2001; Хоу и Барретт-Коннор, 1984; Лэнгфорд, 1983; Лю и др., 1988, 1996; Роуз и др., 1988; Такемори и др., 1989; Tunstall-Pedoe, 1999; Walker et al., 1979). Многие, но не все, исследования подтвердили обратную связь, то есть более высокое потребление калия, связанное с более низким кровяным давлением. В исследовании Intersalt более высокая экскреция калия с мочой на 50 ммоль (2,0 г) была связана с 2,5 и 1.На 5 мм рт. Ст. Ниже уровень систолического и диастолического артериального давления соответственно (Rose et al., 1988).

    В то время как артериальное давление обратно пропорционально потреблению калия и напрямую связано с потреблением натрия и соотношением натрий: калий, артериальное давление обычно более тесно связано с соотношением натрий: калий, чем потребление одного электролита. Эта закономерность была очевидна в Intersalt и других наблюдательных исследованиях (Khaw and Barrett-Connor, 1988; Morris and Sebastian, 1995;

    ). .

    Калий | eClinpath

    Физиология

    Калий является основным внутриклеточным катионом (внутриклеточная концентрация K + составляет приблизительно 140 мэкв / л) и важен для поддержания мембранного потенциала покоя клеток, особенно мышц и нервов. 60-75% калия в организме содержится в мышечных клетках, а остальная часть - в костях. Только 5% калия находится во внеклеточной жидкости (ВКЖ), поэтому концентрация калия в крови не всегда является отражением общего уровня калия в организме.Плазма (ECF) K + , концентрация строго регулируется ; довольно небольшие изменения могут иметь заметное влияние на функцию органов, при этом серьезные отклонения от нормы K + в плазме являются опасными для жизни ситуациями.

    Плазма [K + ] регламент

    Регулирование плазмы K + в основном достигается за счет почечной экскреции и перемещения K + из внеклеточной жидкости во внутриклеточную (транслокация). Если эти механизмы работают нормально, количество проглоченного K + мало влияет на плазму K + .Прием в меньшей степени влияет на уровень калия в плазме, однако, если один или несколько регуляторных механизмов неисправны, то количество проглоченного K + может усугубить нарушения в плазме K + . У некоторых видов с пищей с высоким содержанием калия (например, жвачных) изменения в потреблении могут влиять только на концентрацию в плазме.

    • Поступление : Попадание внутрь K + неселективно всасывается в желудке и тонком кишечнике. Если диетический K + недостаточен, почечная экскреция K + уменьшается (но все еще происходит), но выведение может увеличиваться при состояниях хронического высокого K + в рационе.Коровы потребляют значительное количество калия с пищей и, как следствие, имеют высокий уровень выделения калия почками (Sattler and Fecteau, 2014, Schneider et al, 2016).
    • Экскреция : Калий выделяется почечными канальцами и толстой кишкой, причем последний вносит лишь небольшой вклад в общее выведение K + . Дополнительным источником выделения калия является слюна жвачных животных (Sockett et al 1986). Контроль экскреции с мочой K + происходит в дистальных канальцах.
      • Около 70% отфильтрованного K + абсорбируется в проксимальных извитых канальцах почек независимо от баланса K + (за счет увлечения растворителем водой и пассивной параклеточной диффузии)
      • Около 20% всасывается в восходящей части петли Генле (через параклеточное и трансцеллюлярное всасывание, последнее происходит через транспортер Na-K-2Cl). Некоторое количество калия также может выводиться в этом сегменте.
      • Остальные 10% попадают в дистальный отдел нефрона.Здесь K + может выводиться или резорбироваться в зависимости от приема с пищей (дефицит = преобладает абсорбция, хронический избыток = происходит незначительное выделение). Почки более эффективно выводят калий из организма, чем его сохраняют.
        • Экскреция в дистальном отделе нефрона происходит, главным образом, через почечный наружный мозговой канал калия или каналы ROMK в основных клетках соединительного канальца, кортикального собирательного канала и первой части мозгового собирательного канала. Этот канал открыт в основных условиях, но его активность также связана с поглощением Na + транспортерами натрия (ENaC), которое стимулируется альдостероном.Базолатеральные насосы Na / K (также стимулируемые альдостероном) перемещают калий из крови в клетки почечных канальцев для выведения. В дистальном нефроне есть и другие K-каналы, в том числе каналы maxi-K, которые активируются увеличением скорости потока в дистальных канальцах (или доставкой натрия, то есть опосредованной ENaC абсорбцией натрия, которая создает отрицательную разность потенциалов в просветах, что способствует выведению калия). и считаются безмолвными во время базальных состояний. Экскреция K + дистальным нефроном регулируется следующим, хотя основными регуляторами являются абсорбция натрия в дистальных канальцах и альдостерон:
          • Альдостерон : В условиях гипохлоремии или гиповолемии высвобождение альдостерона стимулирует абсорбцию натрия через ENaC, что создает отрицательный электрический заряд просвета, который способствует выведению калия.Альдостерон увеличивает активность базолатерального насоса Na / K, увеличивая внутриклеточные концентрации калия, тем самым способствуя экскреции K + в обмен на натрий. Это также напрямую вызывает потерю калия за счет увеличения проводимости (проницаемости) просветной мембраны. Альдостерон также способствует выведению K + в толстую кишку. Когда секреция альдостерона стимулируется высоким содержанием калия через прямое воздействие на надпочечники (по сравнению с ренин-ангиотензиновой системой при стимуляции низким содержанием хлоридов или гиповолемией), натрий не сохраняется, но калий выводится через повышенную проницаемость просветной мембраны и стимуляцию базолатерального отдела. Насос Na / K, который увеличивает внутриклеточную концентрацию калия.
          • Скорость потока в дистальных канальцах : Увеличение скорости потока (осмотический диурез, увеличение потока мочи после инфузионной терапии, диуретики, увеличение доставки натрия в собирательные канальцы из-за снижения абсорбции натрия выше в нефроне) усиливает секрецию K + в просвет канальца (выведение). Это работает за счет вымывания K и увеличения дистальной доставки натрия с увеличением абсорбции натрия через ENaC (повышенная электроотрицательность просвета, вызванная абсорбцией натрия, способствует выведению калия).Снижение скорости потока, например, вызванное повышенной резорбцией проксимальных почечных канальцев в условиях гиповолемии, может привести к снижению доставки натрия к дистальному нефрону, с уменьшением скорости потока, уменьшением экскреции K + и, таким образом, может способствовать гиперкалиемии.
          • Внеклеточная концентрация K + : Стимулирует высвобождение альдостерона, если оно высокое, вызывая выведение калия без всасывания натрия.
          • Электроотрицательность просвета канальцев почек : Повышенная электроотрицательность в собирающих канальцах усиливает секрецию (выведение) калия в просвет канальцев.Это может быть вторичным по отношению к увеличению абсорбции натрия из-за увеличения доставки натрия (см. Выше скорость дистального потока) или высокой концентрации отрицательно заряженных молекул, таких как кетокислоты и некоторые антибиотики.
          • pH: Ацидемия снижает выведение калия (см. Механизмы ниже в разделе «Причины гиперкалиемии»). Алкалиемия способствует потере калия, заставляя его перемещаться внутриклеточно в клетку канальцев в обмен на водород. Высокий уровень внутриклеточного калия создает благоприятный градиент концентрации, облегчая выведение.Алкалиемия также стимулирует переносчик натрия, ENaC, который увеличивает электроотрицательность просвета за счет поглощения натрия.
          • Диета: Дефицит K + в рационе будет стимулировать резорбцию (хотя некоторое количество K + всегда теряется с мочой), тогда как хронический избыток будет стимулировать выведение (за счет стимуляции высвобождения альдостерона и базолатерального Na / K насоса).
          • ADH : Стимулирует секрецию в просвет канальцев (открывая каналы Na / K в просветной мембране в основных клетках собирательного кортикального протока), но также снижает экскрецию (вызывая абсорбцию воды, что снижает скорость дистального потока, уменьшая выведение калия) .Таким образом, АДГ, вероятно, не влияет на концентрацию калия в сыворотке или плазме.
        • Поглощение в дистальном нефроне происходит трансцеллюлярно через α-интеркалированные клетки с использованием насоса HK-ATPase на апикальной мембране) в остальной части мозгового собирательного канала (кроме начальной части) в обмен на H + (активность эти клетки приводят к избыточной секреции водорода, что способствует метаболическому алкалозу в состоянии гипокалиемии).
    • Транслокация :
      • Инсулин и катехоламины: Транслокация K + в клетки из ECF в значительной степени зависит от инсулина и катехоламинов, которые стимулируют поглощение клетками, особенно в скелетных мышцах.Катехоламины стимулируют насос Na / K-АТФазы, который выводит Na наружу и K внутрь (таким образом уменьшая содержание K в сыворотке / плазме) в скелетных мышцах. Инсулин связывается с рецептором на поверхности клеток (рецептор-1 субстрата инсулина). Передача сигналов ниже по течению с этим рецептором вызывает поглощение K и глюкозы (последняя через рецепторы GLUT-4).
      • Некроз тканей также может вызывать выделение внутриклеточного калия, особенно в скелетных мышцах.
      • Изменения кислотно-основного статуса: сдвиги K + в клетки и из клеток также могут происходить с изменениями pH ECF.В частности, при алкалозе (при доминирующем нарушении или в щелочных состояниях) калий перемещается в клетки, что приводит к гипокалиемии. Минеральный метаболический ацидоз (гиперхлоремический) может напрямую вызывать преходящую гиперкалиемию, стимулируя перемещение калия из клеток или снижая поглощение калия клетками. Это опосредовано падением внутриклеточного pH, которое снижает внутриклеточные концентрации натрия. Снижение внутриклеточного натрия снижает активность насоса Na / K (который выводит 3Na на 2K дюйма).Напротив, накопление нехлоридсодержащей кислоты при титровании или ацидоз с высокой анионной щелью не вызывает непосредственно гиперкалиемии из-за транслокации. Это связано с тем, что органическая кислота (например, L-лактат) и H, которые они переносят, вместе перемещаются в клетку (через переносчики монокарбоксилата, например, MCT1), и падение внутриклеточного pH не такое серьезное, как при минеральном ацидозе. Таким образом, внутриклеточные концентрации Na и активность Na / K (вытесняет Na и K внутрь) поддерживаются при ацидозе с высокой анионной щелью.Считается, что гиперкалиемия, которая часто наблюдается у животных с титрованным ацидозом, является вторичной по отношению к снижению почечной экскреции и транслокации , а не (см. Механизмы ниже) (влияние pH на обработку калия почками рассматривается Hamm et al 2013). Фактически, в экспериментальных условиях органический ацидоз связан с нормальным или низким содержанием калия (Aronson and Griebisch 2011). При изменениях кислотно-основного статуса изменения калия (уменьшение алкалоза и увеличение минерального ацидоза) более серьезны при первичном метаболизме, чем при первичных респираторных состояниях.
      • Эндотоксины: это стимулирует насос Na / K и вызывает высвобождение инсулина, оба из которых направляют K внутрь клеток.

    Методы

    Концентрации этих основных электролитов в сыворотке или плазме могут быть измерены ионно-специфическими электродами или пламенной фотометрией. Измерение электролитов ионно-специфическими электродами называется потенциометрией. Существует два типа потенциометрии: прямая и косвенная. Прямая потенциометрия используется в аппаратах для определения газов крови и не требует разбавления образца.Косвенная потенциометрия используется автоматическими химическими анализаторами, такими как те, что используются в Корнельском университете, и включает разбавление образца перед анализом. Это различие важно, потому что эндогенные факторы, такие как липемия, могут ложно снижать концентрацию электролитов с помощью косвенной, но не прямой потенциометрии.

    Техника, используемая в Корнелле

    Прямая (анализатор газов крови) или непрямая (химический анализатор) потенциометрия. В наших биохимических профилях для получения результатов измерения калия используется непрямая потенциометрия.

    Процедура

    При использовании этого метода электрод, содержащий раствор внутреннего электролита, погружается в образец пациента, который отделен от внутреннего раствора мембраной, которая может определять электродвижущую силу (ЭДС), создаваемую ионами в обоих растворах. Эта ЭДС определяется разницей в концентрации тестового иона в тестовом растворе и внутреннем заполняющем растворе (тестовый ион при фиксированной концентрации). ЭДС предсказывается уравнением Нернста (см. Методы для получения более подробной информации о методе).Для тестирования с помощью химического анализатора образец перед анализом разбавляют 1:32 (непрямая потенциометрия).

    Единицы измерения

    Концентрация калия измеряется в мЭкв / л (условные единицы, используемые в Корнелле), мг / дл (условные единицы) или ммоль / л (единицы СИ). Формула преобразования приведена ниже:

    мэкв / л x 1 = ммоль / л
    мг / дл ÷ 3,9 = ммоль / л

    Пример рассмотрения

    Тип образца

    Сыворотка, плазма и моча.Плазма дает более точные значения, чем сыворотка, поскольку калий выделяется из тромбоцитов во время свертывания крови.

    Антикоагулянт

    Гепарин является предпочтительным антикоагулянтом. K 3 EDTA следует избегать, потому что это вызывает ложно высокие уровни K + в образце из-за калия в антикоагулянте.

    • КРС : Внутренние исследования в лаборатории клинической патологии Корнельского университета на крови крупного рогатого скота показывают, что значения в гепаринизированной плазме несколько выше (0-0.3 мэкв / л), чем в сыворотке (Naeves и Stokol, неопубликованные данные).

    Стабильность

    • Человек : Информационный лист продукта от производителя реагента
      • Сыворотка и плазма : 2 недели при комнатной температуре, 2 недели в холодильнике.
      • Моча : хранить при 4 ° C
    • Корова : внутренние исследования лаборатории клинической патологии Корнельского университета показывают, что калий более стабилен в гепаринизированной цельной крови по сравнению с цельной цельной кровью, не разделенной сгустками, и более стабилен при 22 ° C, чем при 4 ° C.Повышенная стабильность при 4 ° C объясняется повышенным ингибированием Na / K-АТФазы в клетках (которая вытесняет калий и натрий), что приводит к увеличению внеклеточного калия.
      • Пробирки с гепарином / зеленой крышкой : Результаты по содержанию калия более стабильны в гепаринизированных образцах цельной крови (неотделенных), хранящихся при 22 ° C (без изменений результатов через 4 или 6 часов после сбора) по сравнению с 4 ° C (увеличивается на 0,1-0,2 мэкв / л через 4 часа и 0,2-0,3 мэкв / л через 6 часов) после сбора.
      • Пробирки для сгустка : Уровни калия слегка повышены в цельной крови, поддерживаемой при 4 ° C (на 0.1-0,3 мэкв / л) или 22 ° C (на 0,1-0,2 мэкв / л) в течение 4 часов (Naeves и Stokol, неопубликованные данные).

    Независимо от вышеуказанных результатов у крупного рогатого скота, которые относятся только к хранению на срок до 4-6 часов, все же рекомендуется удалять сыворотку или плазму сразу же из клеток после сбора (центрифугированием), чтобы избежать ложного увеличения Уровни K + , вызванные высвобождением K + из внутриклеточных хранилищ в клетках (содержание калия в клетках намного выше, чем в ECF).Эритроциты и тромбоциты являются основными источниками внутриклеточного калия, однако только некоторые виды (лошади, некоторые породы крупного рогатого скота, такие как голштинская, свиньи, ламы) имеют высокое содержание калия в красных кровяных тельцах. У собак нет высокого содержания калия в красных кровяных тельцах, за исключением некоторых пород собак (японские или другие азиатские породы, например, акита, сиба-ину). Также ретикулоциты у всех пород собак богаты калием. Утечка калия из клеток может происходить без явного гемолиза, а также может происходить в пробирках с сепаратором сыворотки, если сыворотка не отделена от эритроцитов.Ложно высокий уровень калия - один из наиболее распространенных артефактов, которые можно увидеть на химических панелях из образцов, отправленных в Корнельскую лабораторию от лошадей, верблюдов и крупного рогатого скота (поскольку мы видим кровь, в первую очередь, от голштинцев), когда сыворотка или плазма не были отделены от клеток .

    Помехи

    • Липемия : Заметная липемия (триглицериды> 600 мг / дл) может незначительно снизить уровень калия из-за эффекта исключения растворителя. Это основано на внутренних наблюдениях, сравнивающих результаты прямой и непрямой потенциометрии на одном и том же образце от собак с выраженной гипертриглицеридемией.Влияние на калий невелико (например, снижение на 0,3-0,5 мг-экв / л) по сравнению с действием натрия и хлорида.
    • Гемолиз : Гемолиз или измененная стабильность мембран красных кровяных телец без гемолиза (например, при хранении) могут повышать уровень калия в сыворотке или плазме крови у видов или пород с высоким содержанием калия в красных кровяных тельцах (лошади, верблюды, свиньи, некоторые породы крупного рогатого скота, такие как голштинская). , некоторые азиатские породы собак) или у собак с выраженным ретикулоцитозом.
    • Icterus : Нет эффекта.

    Интерпретация теста

    Гиперкалиемия

    Гиперкалиемия увеличивает мембранный потенциал покоя (т. Е. Делает его менее отрицательным, так что его легче поляризовать или активировать, например, увеличение с -90 до -80). Это предрасполагает клетку к чрезмерной возбудимости и приводит к возбудимости мышц и нервов, наиболее серьезным последствием которой является аритмия сердца и даже остановка (помните, что высокий уровень KCl можно использовать в качестве решения для эвтаназии, чтобы вызвать остановку сердца).Гиперкалиемия потенциально может в некоторой степени способствовать ацидозу, ингибируя почечный аммиагенез (основной способ, которым почки выводят кислоты) (Hamm et al 2013).

    • Артефакт:
      • Сыворотка: Сыворотка K + обычно выше, чем плазменная K + из-за высвобождения K + из тромбоцитов во время свертывания. Основываясь на внутренних исследованиях в Корнелле (например, когда мы установили наши референсные интервалы для сыворотки и плазмы родственных видов) и предыдущих отчетах, разница между K + в сыворотке и плазме у животных с нормальным количеством тромбоцитов может достигать 0.7 мг-экв / л для собак, 1,6 мг-экв / л для кошек, 1,6 мг-экв / л для крупного рогатого скота голштинской породы (это может быть связано с гемолизом в образцах) и 0,8 мг-экв / л для альпак. Эта разница может быть выше (но не сильно) у животных с тромбоцитозом (особенно если последний отмечен, то есть> 1 млн / мкл). Таким образом, гепаринизированная плазма является предпочтительным образцом для измерения калия.
      • Гемолиз (in vivo или in vitro) или утечка из эритроцитов: Внутрисосудистый ( in vivo ) гемолиз при гемолитической анемии, артефактный ( in vitro ) гемолиз или утечка из эритроцитов при хранении или неправильном обращении с образцом, может увеличиваться K + у животных с высоким содержанием K + в эритроцитах, включая лошадей, свиней (Di Martino et al, 2015), некоторые породы крупного рогатого скота (e.грамм. Голштинский), карибу (внутренние исследования в Корнелле) и верблюдовых. Это будет зависеть от степени гемолиза или разрушения мембраны эритроцитов (более вероятно, если оно будет высоким). Высокий уровень калия является одним из наиболее распространенных ложно ненормальных результатов химического анализа (наряду с ложно низким уровнем глюкозы) в отправленных по почте образцах, в которых сыворотка или плазма не были отделены от клеток у этих вышеупомянутых видов. Некоторые породы собак также имеют высокий уровень K + в зрелых эритроцитах, например, акиты и другие японские породы. У всех собак высокий уровень K + в ретикулоцитах , поэтому K + может быть ошибочно увеличен в гемолизированных образцах (или образцах с отсроченным отделением от клеток) с очень высоким количеством ретикулоцитов от любой породы собак.
      • Лейкоцитоз: Очень высокое количество лейкоцитов (> 100 000 / мкл) потенциально может привести к гиперкалиемии из-за утечки внутриклеточного K + из клеток. Таких случаев мы особо не выявили.
      • K + Антикоагулянт EDTA: Загрязнение образца сыворотки / плазмы K + EDTA приведет к очень высоким (нефизиологическим) значениям K + (> 20 мЭкв / л), а также к выраженной гипокальциемии ( <5 мг / дл; из-за хелатирования).Мы иногда видим этот неизбежный артефакт в образцах.
      • Загрязнение жидкостями с высоким содержанием калия: Если образец крови взят из непромытой внутривенной линии, используемой для введения жидкостей, богатых калием, K + может быть ложно высоким.
    • Физиологические:
      • Возраст : Сообщается, что уровень калия выше у жеребят младше 5 месяцев, чем у взрослых лошадей. Сообщается, что у жеребят младше 1 недели K + выше, чем у жеребят старше 1 недели.
    • Ятрогенный: Добавление калия во внутривенные жидкости обычно не приводит к гиперкалиемии, если функция почек нормальная.
    • Патофизиологический:
      • Трансклеточные сдвиги: Переход K + из внутриклеточной жидкости (ICF) в ECF происходит при значительном некрозе тканей, упражнениях (это происходит особенно у лошадей и происходит из-за высвобождения K + из мышц, особенно скелетных мышц. которые имеют высокую массу; K + является местным сосудорасширяющим средством для мышечных клеток), уроперитонеум (у жеребят и мелких животных - переход из брюшной полости, где в моче с высоким содержанием K + , в кровь), гипертонус (например,грамм. сахарный диабет; возникает из-за увлечения растворителем), дефицита инсулина (например, сахарного диабета) и потенциально гиперхлоремического метаболического ацидоза (временная гиперкалиемия наблюдается после экспериментального введения хлорида аммония собакам). Большой анионный промежуток или метаболический ацидоз титрования (накопление нехлоридной кислоты, например, лактата, уремических фосфатных кислот) обычно не приводит к гиперкалиемии. Гиперкалиемия у животных с титрованным ацидозом обычно возникает не из-за транслокации, а, как полагают, из-за снижения почечной экскреции K + (см. Ниже).
        • Гиперкалиемическая полимиопатия лошадей: Это происходит из-за генетического дефекта в альфа-субъединице натриевого канала мышечных клеток (натриевые каналы остаются постоянно открытыми), наблюдаемого у четвероногих лошадей и других сильно мускулистых пород, таких как аппалуза и пейнтс. Это семейное заболевание у четвероногих лошадей и, по-видимому, наследуется как аутосомно-доминантное заболевание. У мужчин состояние клинически ухудшается. Он характеризуется периодическими эпизодами фасцикуляции и слабости мышц, сопровождающихся увеличением значений K + в сыворотке, что, вероятно, связано с утечкой из мышц из-за дефектных каналов.Описаны нормокалиемические варианты. У Quarterhorses единственная точечная мутация в рецепторе рианодина, внутриклеточном кальциевом канале, вызывает избыток кальция в мышцах, что приводит к миопатии с последующим высвобождением калия (Alerman et al 2009).
      • Снижение почечной экскреции : Гиперкалиемия является признаком анурической или олигурической острой почечной недостаточности, обструкции или разрыва мочевыводящих путей (как указано выше) и гипоальдостеронизма (болезнь Аддисона).
        • Диарея новорожденных крупного рогатого скота: Чистка телят связана с гиперкалиемией. В двух исследованиях с участием 124 и 836 телят с диареей у 28-34% была гиперкалиемия, у меньшего числа - гипокалиемия (11% в одном из исследований) (Trefz et al. 20133a, Treftz et al 2013b). В обоих исследованиях гиперкалиемия была связана с серьезностью обезвоживания, о чем свидетельствуют азотемия, гиперфосфатемия и L-лактоацидоз. Азотемия может быть преренальной из-за гиповолемии или сочетания преренальной и вторичной почечной азотемии.Гиперфосфатемию приписывали азотемии и ацидемии, вызывающей распад внутриклеточного органического фосфата (который предположительно превращается в неорганический фосфат). Гиперкалиемия у этих телят объяснялась снижением почечной экскреции, главным образом из-за гиповолемии (из-за связи с азотемией и L-лактоацидозом), с возможным вкладом ацидемии. Гиповолемия будет способствовать проксимальной почечной резорбции натрия, уменьшая дистальную доставку и скорость дистального кровотока, что приводит к задержке калия (поскольку экскреция зависит от скорости потока, а более высокая скорость потока приводит к большей экскреции).Ацидемия также будет способствовать дистальной экскреции калия с помощью механизмов, указанных ниже. Гиперкалиемия не была связана с D-лактоацидозом (например, употреблением алкоголя в рубце), который действительно вызывает ацидемию, но не связан с гиповолемией. Отсутствие связи между гиперкалиемией и D-лактоацидозом было постулировано как вторичное по отношению к отсутствию дегидратации при последнем синдроме в сочетании с облигатной потерей калия с D-лактатом, который выводится почками (Trefz et al 2013a). Несмотря на то, что уровни альдостерона положительно коррелируют с концентрацией калия у этих телят (Trefz and Lorenz, 2017), другие почечные реакции (предположительно из-за гиповолемии и L-лактат-ацидоза), вероятно, доминируют.Также возможно, что у этих телят с гиповолемией с диареей, в том числе с преренальной азотемией, снижена экскреция калия с слюной, что способствует гиперкалиемии.
        • Уроабдомен : Собаки, кошки и лошади с мочеиспусканием часто имеют высокий уровень калия из-за пониженной почечной экскреции. Хотя у некоторых видов крупного рогатого скота с мочевым брюшком может быть гиперкалиемия (Смит и др., 1983, Хилтон и Трент, 1987), экспериментальная обструкция мочевыводящих путей не привела к гиперкалиемии, которую связывали с повышенной экскрецией калия со слюной (Сокетт и др., 1986).
        • Болезнь Аддисона (гипоальдестеронизм) вызывает низкий уровень натрия и высокий уровень калия с соотношением натрий: калий <27: 1. Изменения электролитов (высокий K + , низкий Na + ), имитирующие болезнь Аддисона, можно увидеть при повторном дренировании грудных выпотов, тяжелой диарее (например, сальмонелле или инфекции власоглавов) и лимфангиосаркоме, хотя точный механизм не ясен. Измерение отношения натрия к калию - это , а не , чувствительный или специфический диагностический тест для болезни Аддисона (он будет нормальным при вариантах болезни Аддисона, при которых минералокортикоиды нормальны, но глюкокортикоиды недостаточны).Это чаще всего встречается у собак и редко у других видов. Сообщается, что у лошадей с хронической почечной недостаточностью может быть повышенный уровень калия, что объясняется вторичным гипоальдостеронизмом.
        • Ацидоз (особенно при доминирующем нарушении) : Ацидоз (метаболический или респираторный) снижает выведение K + и способствует резорбции в дистальных отделах нефрона. Снижение экскреции происходит из-за снижения активности базолатерального Na / K насоса (который стимулирует выведение калия с мочой основными клетками дистального нефрона) и более высокого сопротивления (снижение проводимости) апикальной мембраны основных клеток.Снижение экскреции также считается вторичным по отношению к усиленному почечному аммиагенезу - аммиак подавляет абсорбцию натрия эпителиальным каналом натрия (который связан с экскрецией калия основными клетками) и может влиять на просветные K-каналы, которые выводят калий с мочой. Поглощение калия интеркалированными клетками также стимулируется посредством ацидоза, активирующего насос H / K (вызывающего выделение водорода из дистальных канальцев, соответствующую корректирующую реакцию на метаболический ацидоз и компенсаторную реакцию на респираторный ацидоз) в обмен на абсорбцию калия.Однако помните, что выведение калия часто увеличивается при болезненных состояниях, связанных, в частности, с метаболическим ацидозом. Например, при гиповолемии, стимулирующей лактоацидоз, даже если ацидоз может способствовать абсорбции / уменьшению экскреции калия (что приведет к увеличению калия в крови), альдостерон и АДГ будут стимулировать резорбцию натрия и воды, что вызовет выведение калия. Таким образом, концентрация калия в крови будет отражать противоположные эффекты альдостерона (стимулируя выведение калия) и ацидоза (способствуя удержанию калия).У новорожденных телят с диареей, L-лактат-ацидозом и гиперкалиемией лактат, по-видимому, стимулирует задержку калия, несмотря на высокие концентрации альдостерона (Trefz and Lorenz 2017). В состояниях хронического ацидоза подавляется всасывание натрия (и воды) в проксимальных канальцах, что приводит к увеличению дистальной доставки натрия, дистальной скорости потока и экскреции калия, что способствует гипокалиемии в крови (Hamm et al 2013).
      • Механизмы прочие
        • Снижение слюноотделения : Заметное обезвоживание у жвачных животных может вызвать гиперкалиемию из-за снижения выработки слюны, особенно если имеется сопутствующая почечная дисфункция.Это нечасто, поскольку у крупного рогатого скота с анорексией часто бывает низкий уровень калия, который компенсирует любое повышение, вызванное снижением выработки слюны.

    Гипокалиемия

    Гипокалиемия снижает мембранный потенциал покоя клеток (т.е. делает его более отрицательным, что гиперполяризует клетки, делая их менее чувствительными к стимулам, например, от -90 до -95). Это означает, что мышцы и нервы слабее и требуют более сильных стимулов для активации, что приводит к мышечной слабости и аритмии.Гипокалиемия также препятствует действию АДГ на почечные канальцы и изменяет кровоток через прямую вазу, истощая мозговой интерстиций растворенных веществ, способствуя нарушению способности к концентрации. Гипокалиемия также способствует (или усугубляет) или вызывает метаболический алкалоз (в состояниях хронической гипокалиемии, что редко встречается в ветеринарии), стимулируя выведение водорода в проксимальных и дистальных канальцах. В проксимальном канальце стимулируются просветный насос Na / H и базолатеральный транспортер Na / бикарбоната, что приводит к чистой резорбции натрия и бикарбоната в обмен на потерю водорода.В дистальных канальцах стимулируются и просветный насос H / K, и насос H-АТФазы, что приводит к выведению водорода в обмен на абсорбцию калия. При уже существующем метаболическом алкалозе (например, смещении сычуга у жвачных животных) истощение запасов калия может усугубить алкалоз за счет стимуляции почечной экскреции водорода в проксимальных и дистальных канальцах (которая усугубляется авидностью натрия в почках, что способствует резорбции натрия с бикарбонатом). (Хамм и др., 2013). Гипокалиемия обычно возникает из-за потери калия в желудочно-кишечном тракте или почках.Помните, что значения K + в крови не всегда являются отражением запасов K + всего тела; Значения K + в крови могут быть нормальными, несмотря на серьезный дефицит в организме в целом K + .

    • Артефакт: Тяжелая липемия и, возможно, гиперглобулинемия (из-за иммуноглобулинов) может привести к легкой гипокалиемии (псевдогипокалиемии) из-за исключения растворителя / замещения объема при измерении калия с использованием разбавленной плазмы (непрямая потенциометрия; метод, обычно используемый для измерения электролитов. ).Этот артефакт можно преодолеть, используя неразбавленную плазму (прямая потенциометрия) для измерения калия (т. Е. Анализатор газов крови). Изменения содержания калия с исключением растворителя далеки от
    .

    Высокий уровень калия (гиперкалиемия): симптомы, причины и профилактика

    Гиперкалиемия - это медицинский термин, обозначающий, что у человека уровень калия выше нормы. Обычно у людей с гиперкалиемией отсутствуют какие-либо симптомы, поэтому врачу сложно поставить диагноз.

    Основными причинами гиперкалиемии являются хроническая болезнь почек, неконтролируемый диабет, обезвоживание, сильное кровотечение, чрезмерное потребление калия с пищей и некоторые лекарства. Врач обычно диагностирует гиперкалиемию, когда уровень калия находится между 5.0–5,5 миллиэквивалентов на литр (мг-экв / л).

    Лечение гиперкалиемии зависит от степени тяжести. При острой гиперкалиемии, которая часто возникает в результате определенного события, например травмы, врачи могут использовать диализ и внутривенные лекарства для выведения калия из организма. Хроническая гиперкалиемия обычно означает, что почки человека не работают должным образом, и врачи предложат лечение для лечения этого состояния.

    Обычно человек с гиперкалиемией не испытывает никаких симптомов, а это означает, что врачи могут не обращать на это внимания, пока симптомы не ухудшатся.

    Острая гиперкалиемия или значительные изменения уровня калия в течение короткого времени более серьезны, чем хроническая гиперкалиемия или регулярно повышенный уровень калия. Однако как острый, так и хронически высокий уровень калия может быть опасным, потенциально вызывая сердечные приступы или паралич.

    Хроническая гиперкалиемия часто имеет меньше симптомов, чем острая гиперкалиемия.

    На более высоких уровнях симптомы гиперкалиемии включают:

    • мышечную слабость
    • общее чувство слабости или усталости
    • тошноту
    • мышечные боли или судороги
    • затрудненное дыхание
    • необычное сердцебиение и боли в груди

    различные причины гиперкалиемии:

    • Хроническая болезнь почек : Снижение емкости почек означает, что почки не могут адекватно фильтровать калий из организма.
    • Неконтролируемый или нелеченый диабет : Недостаток инсулина может вызвать гиперкалиемию.
    • Прием некоторых лекарств : Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), такие как ибупрофен и напроксен, некоторые диуретики, циклоспорин, триметоприм, ингибиторы ангиотензина, бета-блокаторы, блокаторы кальция, сукцинилхолин, дигоксин, гепарин и маннитол может также вызвать высокий уровень калия.
    • Болезнь сердца : В случае застойной сердечной недостаточности нарушение функции почек и лечение лекарствами могут вызвать гиперкалиемию.
    • Травма : Повреждение тканей может вызвать сдвиг и изменение уровня калия.
    • Гипоальдостеронизм или псевдогипоальдостеронизм : Недостаток гормона альдостерона вызывает гиперкалиемию.
    • Врожденная гиперплазия надпочечников : Редкое заболевание, вызванное мутацией гена, вызывает снижение уровня альдостерона.
    • Повышенное потребление калия : потребление слишком большого количества калия с помощью лекарств или диеты может вызвать гиперкалиемию.Это редко, но может повлиять на людей с заболеванием почек.
    • Псевдогиперкалиемия : Это происходит, когда человек получает ложно высокое значение калия. Это может произойти при использовании шприца или других методов, вызывающих гемолиз, то есть расщепление красных кровяных телец.

    Если есть риск развития гиперкалиемии, врач может порекомендовать ограничить употребление продуктов с высоким содержанием калия.

    Согласно Диетическим рекомендациям для американцев, продукты с самым высоким содержанием калия на размер порции:

    • сладкий картофель
    • томатная паста
    • свекольная зелень
    • картофель
    • белая фасоль
    • йогурт

    Другие продукты с высоким содержанием калия продукты включают:

    • консервированные томатные продукты
    • соки, такие как чернослив, морковь и томат
    • белки, такие как белая фасоль, моллюски, палтус, соевые бобы, тунец, бобы лима и треска
    • косточковые фрукты, особенно сушеный чернослив, абрикосы и персики

    Гиперкалиемия часто протекает бессимптомно.Это означает, что врачам часто бывает сложно поставить диагноз.

    В случае острой гиперкалиемии врачи:

    • оценивают функцию почек, сердца и мочевыводящих путей
    • проверяют уровень гидратации
    • контролируют сердцебиение с помощью электрокардиограммы

    При хронической гиперкалиемии врачи наблюдают:

    • ношение обычные лабораторные работы, такие как анализы крови или пробы мочи.
    • проверка лекарств, чтобы убедиться, что они не способствуют повышению уровня калия.

    . Врачи часто используют диализ при гиперкалиемии, требующей срочного лечения.Диализ включает фильтрацию и очистку крови для снижения общего уровня калия в организме. Диализ принесет наибольшую пользу людям с почечной недостаточностью или острой гиперкалиемией.

    При острой гиперкалиемии врачи назначают следующие методы лечения для снижения уровня калия:

    • Внутривенный кальций : Введение кальция в кровь помогает снизить уровень калия.
    • Внутривенный инсулин и глюкоза : это самый надежный метод снижения уровня калия.В большинстве случаев врачи назначают 10 единиц инсулина и 25 граммов глюкозы.
    • Альбутерол : Это эффективно только в некоторых группах людей. Врачи часто назначают альбутерол одновременно с другими методами лечения.

    Варианты лечения хронической гиперкалиемии включают смену лекарств, отказ от НПВП и снижение потребления калия. Петлевые диуретики также могут быть полезным средством лечения некоторых типов хронической гиперкалиемии.

    Лечение гиперкалиемии зависит от того, является ли она острой или хронической.Острая гиперкалиемия более актуальна и опасна, чем хроническая гиперкалиемия, и требует быстрого лечения, например диализа.

    Некоторые группы людей более подвержены гиперкалиемии. Быть старше или мужчиной увеличивает риск гиперкалиемии. Заболевание почек, гипертония, диабет, сердечные заболевания или перенесенный в прошлом сердечный приступ также увеличивают риск развития гиперкалиемии.

    Разговор с врачом - первый шаг к предотвращению гиперкалиемии и поиску эффективного лечения.

    .

    Смотрите также