Kalis: apibrėžimas, sintezė, absorbcija, transportavimas ir paskirstymas

Kalis yra vienvalentis katijonas (teigiamai įkrautas jonas, K +) ir septintas pagal gausumą Žemės plutos elementas. Ji yra 1-oje pagrindinėje periodinės lentelės grupėje, taigi priklauso šarminių metalų grupei.

Rezorbcija

Šis absorbcija (įsisavinimas) kalis, kurių didžioji dalis būna viršutinėse plonoji žarna, vyksta greitai ir labai efektyviai (≥ 90%) paraceliuliniu būdu (medžiagų pernešimas per žarnyno epitelio ląstelių intersticinius tarpus) pasyvios difuzijos būdu. Žarnynas (sunaikintisusijęs) įsisavinimas kalis daugiausia nepriklauso nuo suvartojamo per burną ir vidutiniškai nuo 70 iki 130 mmol per dieną. Magnis trūkumas sumažina kalio kiekį absorbcija.

Pasiskirstymas kūne

Bendras kalio kiekis žmogaus organizme yra maždaug 40-50 mmol / kg kūno svorio (1 mmol K + atitinka 39.1 mg) ir priklauso nuo kūno sudėties, amžiaus ir lyties. Pavyzdžiui, vyrų vidutinis bendras kalio kiekis organizme yra apie 140 g (3,600 mmol), o moterų vidutinis bendras kalio kiekis yra apie 105 g (2,700 mmol). Skirtingai natris, kalis daugiausia lokalizuojamas ląstelėje (ląstelės viduje). Kalis kiekybiškai yra reikšmingiausias katijonas tarpląstelinėje erdvėje (IZR). Maždaug 98% viso kalio kiekio žmogaus organizme yra ląstelės viduje - apie 150 mmol / l. Ten elektrolitas yra daugiau nei 30 kartų labiau koncentruotas nei tarpląsteliniame (ląstelės išorėje) skystyje. Taigi, kalio serume koncentracija, kuris svyruoja tarp 3.5 ir 5.5 mmol / l, sudaro mažiau nei 2% viso kiekio. Kadangi tarpląstelinis kalis yra labai jautrus svyravimams, tai gali padaryti net nedideli pokyčiai vadovauti iki sunkios nervų ir raumenų funkcijos sutrikimo. Kalio kiekis ląstelėse skiriasi priklausomai nuo konkretaus audinio ir yra jų metabolinio aktyvumo (metabolinio aktyvumo) išraiška. Pavyzdžiui, raumenų ląstelėse mineralas yra didžiausias procentas (60%), po to eritrocitai (raudona kraujas ląstelių) (8%), kepenys ląstelių (6%) ir kitų audinių ląstelių (4%). Maždaug 75% viso kalio kiekio organizme greitai keičiasi ir laikosi dinamiškos pusiausvyros su įvairiomis kūno dalimis. Kalio homeostazės arba kalio reguliavimas paskirstymas tarp tarpląstelinės ir tarpląstelinės erdvės (EZR) atlieka insulinas (hormoną mažinantis kraujas cukrus lygis), aldosteronas (steroidinis hormonas, priklausantis mineralokortikoidams) ir katecholaminai (hormonai arba stimuliuojantį poveikį neuromediatoriams širdies ir kraujagyslių sistema). Be to, tarpląstelinio ir tarpląstelinio kalio santykis nustatomas pagal Magnis ir pagal pH vertę kraujas. Toliau išsamiau aptariama, kiek šie veiksniai veikia kalio apykaitą.

Išsiskyrimas

Perteklinis kalio kiekis organizme daugiausia pašalinamas per inkstus. Kai kalio yra subalansuoti85-90% pašalinama su šlapimu, 7-12% su išmatomis (išmatose) ir maždaug 3% su prakaitu. Kalio išsiskyrimas į inkstų kanalėlių spindį arba kalio išsiskyrimas per inkstus yra labai prisitaikantis. Dalyvaujant kalio trūkumas, šlapimo kalio koncentracija gali sumažėti iki ≤ 10 mmol / l, tuo tarpu esant hiperkalemija (kalio perteklius), jis gali padidėti iki ≥ 200 mmol / l. Kalio išsiskyrimas per inkstus (išsiskiria per inkstas) apie 50 mmol / 24 val. rodo normalų kalio kiekį subalansuoti. Kadangi mainais už kalį galima aktyviai išsiskirti (išsiskirti) visame virškinimo trakte natris, vėmimas (vėmimas), viduriavimas (viduriavimas) ir vidurius laisvinantis piktnaudžiavimas (piktnaudžiavimas vidurius laisvinantys vaistai) padidina kalio nuostolius. Esant lėtinei kalio perkrovai ir sutrikus inkstų funkcijai, kalis vis dažniau išsiskiria į dvitaškis (storosios žarnos) spindis, dėl kurio susidaro išmatos pašalinimas 30-40% dienos suvartojamo kiekio.

Kalio homeostazės reguliavimas

Kalio pasiskirstymui tarp EZR ir IZR įtakos turi šie veiksniai:

Insulinas, aldosteronas, ir katecholaminai dalyvauja reguliuojant ekstrarenalą (už inkstas) kalio apykaita. Esant hiperkalemija (kalio perteklius,> 5.5 mmol / l), šie hormonai skatinti viduląstelinę išraišką ir inkorporaciją natris-kalio adenozino trifosfatazė (Na + / K + -ATPase; fermentas, kuris katalizuoja Na + jonų transportavimą iš ląstelės ir K + jonus į ląstelę ATP skilimo metu) į ląstelės membrana ir tokiu būdu kalio pernešimas į ląsteles, todėl sparčiai mažėja tarpląstelinis kalis koncentracija. Priešingai, in hipokalemija (kalio trūkumas(<3.5 mmol / l), yra Na + / K + -ATPazės slopinimas - tarpininkaujant sumažėjusiam insulino, aldosterono ir katecholamino lygiui - ir dėl to padidėjus tarpląstelinei kalio koncentracijai. Įvairios ligos gali sukelti kalio pasiskirstymo sutrikimus tarp IZR ir EZR. Pavyzdžiui, acidozė (per didelis kūno rūgštingumas, kraujo pH <7.35) sukelia kalio nutekėjimą iš ląstelių į tarpląstelinę erdvę mainais į vandenilis (H +) jonai. Priešingai, alkalozė (kraujo pH> 7.45) lydi tarpląstelinis kalio antplūdis į ląsteles. Acidozė ir alkalozė, atitinkamai, rezultatas hiperkalemija (kalio perteklius,> 5.5 mmol / l) ir hipokalemija (kalio trūkumas, <3.5 mmol / l) - kraujo pH sumažėjimas 0.1 padidina kalio koncentraciją serume maždaug 1 mmol / l. Kalio homeostazė yra glaudžiai susijusi su Magnis medžiagų apykaita. sąveika kalio ir magnio yra virškinimo trakto absorbcija (įsisavinimas virškinimo trakte) ir išsiskyrimas per inkstus, taip pat endogeninis paskirstymas tarp EZR ir IZR ir ypač įvairių ląstelių procesų. Magnio trūkumas padidina kalio pralaidumą ląstelių membranose, paveikdamas kalio kanalus, o tai turi įtakos širdies raumenims. Veiksmo potencialas.Svarbumas inkstas Kalio pusiausvyroje kūno kalį pirmiausia subalansuoja inkstai. Ten kalis yra glomerulų filtruojamas. Apie 90% filtruotų kalio jonų reabsorbuojama proksimaliniame kanalėlyje (pagrindinėje inkstų kanalėlių dalyje) ir Henle kilpoje (tiesiuose inkstų kanalėlių ir pereinamojo skyriaus skyriuose). Galiausiai distaliniame kanalėlyje (vidurinėje inkstų kanalėlių dalyje) ir surinkimo inksto kanalėliuose įvyksta esminis kalio išsiskyrimo (kalio išsiskyrimo) reguliavimas. Esant kalio pusiausvyrai, inkstai pašalina apie 90% per burną tiekiamo kalio valandos ir daugiau kaip 8% pašalinama per 98 valandas. Šie veiksniai turi įtakos kalio išsiskyrimui per inkstus:

  • Mineraliniai kortikosteroidai (steroidiniai hormonai, sintetinami antinksčių žievėje), tokie kaip aldosteronas - hiperaldosteronizmas (padidėjusi aldosterono sintezė) padidina kalio išsiskyrimą per inkstus.
  • Natris (kalio antagonistas (priešininkas)) - per didelis natrio vartojimas gali sukelti kalio išsekimą; Na: K santykis ≤ 1 laikomas optimaliu
  • Magnis - hipomagnezemija (magnio trūkumas) sukelia inkstų kalio nuostolius.
  • Diurezė (šlapimo išsiskyrimas per inkstus) - kilpiniai diuretikai (dehidratuojantys vaistai, veikiantys Henlio inksto kilpą), tiazidiniai diuretikai, o osmotinė diurezė esant cukriniam diabetui padidina kalio išsiskyrimą per inkstus.
  • Narkotikai, pavyzdžiui, kalį tausojantys diuretikai (dehidratuojantis narkotikai antagonistiškai veikiantys aldosteroną), AKF (angiotenziną konvertuojančio fermento) inhibitoriai (vartojami hipertenzija (aukštas kraujo spaudimas) ir lėtinis širdis nesėkmė (širdies nepakankamumas)), Nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo narkotikai (priešuždegiminiai vaistai, tokie kaip acetilsalicilo rūgštis (ASA) ir periferinių analgetikų (skausmas (sumažina kalio išsiskyrimą per inkstus).
  • Kalio suvartojimo lygis
  • Rūgščių ir šarmų pusiausvyra (pH kraujyje)
  • Padidėjęs neabsorbuojamų anijonų (neigiamai įkrautų jonų) antplūdis į vamzdinį spindį (vidinę inkstų kanalėlių erdvę).

Inkstai per specialius jutiklius pajunta tarpląstelinio kalio koncentracijos pokyčius:

Padidėjus kalio koncentracijai serume, antinksčių žievėje stimuliuojama aldosterono sintezė ir sekrecija (išsiskyrimas). Pagrindinis šio mineralinio kortikosteroido veiksmas yra skatinti natrio sekreciją distaliniame kanalėlyje ir inksto surinkimo vamzdelyje, padidinant natrio kanalų (ENaC, anglų kalba: epitelio natrio (Na) kanalo) ir kalio kanalų (ROMK) sujungimą. Medulinis kalio (K) kanalas) ir natrio-kalio transporteriai (Na + / K + -ATPazė) į viršūninį ir bazolaterinį ląstelės membrana, atitinkamai, skatinti natrio reabsorbciją ir kalio sekreciją į kanalėlių spindį, taigi ir kalio išsiskyrimą [4-6, 13, 18, 27]. Rezultatas yra kalio koncentracijos serume sumažėjimas arba normalizavimas. Sumažėjusi tarpląstelinė kalio koncentracija sumažina natrio reabsorbciją inkstų kanalėlių sistemoje (inkstų kanalėliuose) mažinant ENaC ir ROMK viršūnėje (nukreipta į kanalėlius). ląstelės membrana, kurį lydi sumažėjęs kalio išsiskyrimas. Rezultatas atitinkamai padidina arba normalizuoja kalio koncentraciją serume.

Inkstų funkcijos sutrikimas

Kalio homeostazės reguliavimas inkstuose vyksta siaurose ribose, jei inkstų funkcija yra normali. Asmenims, sergantiems ūmine ar lėtinis inkstų nepakankamumas (inkstų nepakankamumas) arba antinksčių žievės (NNR) nepakankamumas (antinksčių hipofunkcija, pirminis antinksčių nepakankamumas): Adisono liga), kalio homeostazė sutrinka dėl žymiai sumažėjusio kalio išsiskyrimo per inkstus. Dėl padidėjusio kalio susilaikymo padidėja bendras kūno kalio kiekis, kuris pasireiškia padidėjusiu kalio kiekiu serume - hiperkalemija (kalio perteklius). Pacientai, sergantys lėtiniu inkstų nepakankamumas hiperkalemija (kalio perteklius) yra 55 proc. Pacientams, sergantiems ūminis inkstų nepakankamumas (ANV), hiperkalemija (kalio perteklius) nustatoma beveik visada, ypač kai nukentėjusiems asmenims atliekami ryškūs kataboliniai (degradaciniai) procesai, tokie kaip chirurgija stresasir steroidų terapijaarba audinių irimas, kaip ir hemolizės (sutrumpėjusio raudonųjų kraujo kūnelių gyvenimo), infekcijų ir nudegimai. Tokie pacientai, turintys kalio homeostazės sutrikimų, turėtų būti nuolat kontroliuojami stebėsena kalio kiekiui serume ir maistingam kalio kiekiui nustatyti. Be inkstų funkcijos sutrikimo, su hiperkalemija (kalio pertekliumi) gali būti susijusios šios ligos ar veiksniai:

  • Diabetas cukrinis diabetas su autonominės širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimais (įtakos širdis ir laivai) funkcija.
  • Insulino trūkumas - Na + / K + -ATPazės reguliavimas (sumažinimas).
  • Hipoaldosteronizmas (aldosterono trūkumas).
  • Kvėpavimo ir metabolinė acidozė (padidėjęs kūno rūgštingumas, kraujo pH <7.35), trauma, nudegimai, rabdomiolizė (ruožuotų raumenų skaidulų ištirpimas), ūminė hemolizė (sutrumpėjęs raudonųjų kraujo kūnelių gyvenimas) - sukelia kalio ištekėjimą iš ląstelių į tarpląstelinę erdvę
  • Širdies nepakankamumas (širdies nepakankamumas) - vartojant AKF (angiotenziną konvertuojančio fermento) inhibitorius ir kalį sulaikančius diuretikus (diuretikus, veikiančius antagonistiškai aldosteronui), tokius kaip spironolaktonas, sumažėja kalio išsiskyrimas per inkstus.
  • Digitalis (augalų gentis, vokiečių kalba: Fingerhut) - intoksikacija - digitalio glikozidai (širdies glikozidai) slopina Na + / K + -ATPazę.
  • Kartu administracija of širdies glikozidai ir kalio turinčių vaistų, druskos pakaitalų arba papildai.
  • Vaistai, tokie kaip heparinas (antikoaguliantas), nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo (priešuždegiminiai vaistai, tokie kaip acetilsalicilo rūgštis (ASA)) ir ciklosporinas (ciklosporinas A) (imuninė slopinimas) - mažina kalio išsiskyrimą per inkstus.
  • Staigus ypač didelis enterinis ir parenteralinis (tuoj pat žarnyno) kalio kiekis.
  • Piktnaudžiavimas alkoholiu (piktnaudžiavimas alkoholiu)

Pacientams, sergantiems uremija (šlapimo medžiagų kiekis kraujyje yra didesnis nei normali vertė), paradoksalu, bet galima nustatyti sumažėjusią kalio koncentraciją ląstelėje. Tai atsiranda dėl sutrikusio gliukozė tolerancija (padidėjęs gliukozės kiekis kraujyje) uremija sergantiems pacientams dažnai būna padidėjęs atsparumas insulinui (sumažėjęs ląstelių atsakas į insuliną), dėl kurio sumažėja kalio pasisavinimas į kūno ląsteles, reguliuojant (mažinant reguliavimą) Na + / K + -ATPazę. Padidėjęs tarpląstelinis kalio kiekis vadovauti iki nervų ir raumenų ląstelių membraninio potencialo sumažėjimo. Kliniškai sužadinimo susidarymo ir laidumo sutrikimas pasireiškia neuromuskuliniais simptomais, tokiais kaip:

  • Bendras raumenų silpnumas - pasireiškia, pavyzdžiui, „sunkiomis kojomis“ ir kvėpavimas sutrikimų.
  • Rankų ir kojų parestezijos (jautrių nervinių skaidulų pažeidimas) - pasireiškia kaip diskomforto pojūtis, pvz., Dilgčiojimas, tirpimas ir niežėjimas, arba kaip skausmingas deginimo pojūtis.
  • Paralyžius - tik kraštutiniais atvejais
  • Bradikardinės aritmijos (sulėtėjęs širdies aktyvumas (širdies susitraukimų dažnis <60 dūžių / min.), Susitraukimo sumažėjimas dėl laidumo sutrikimų) iki skilvelių virpėjimo (beširdė širdies aritmija) ir asistolija (elektrinio ir mechaninio širdies sustojimas).

Hiperkalemijos (kalio perteklius) simptomai gali pasireikšti, kai koncentracija serume yra> 5.5 mmol / l. Priešingai nei hipokalemija (kalio trūkumas, <3.5 mmol / l), EKG (elektrokardiogramma) pokyčiai būdingi hiperkalemijai (kalio perteklius), o šių pokyčių mastas priklauso nuo kalio koncentracijos serume. Papildomas hipokalcemijos buvimas (kalcis trūkumas), acidozė (padidėjęs kūno rūgštingumas, kraujo pH <7.35) arba hiponatremija (natrio trūkumas) sustiprina simptominę hiperkalemijos eigą (kalio perteklius).