Калий и его значение в биохимическом анализе крови (К)

1.Общие сведения

Калий – один из ключевых макроэлементов в организме человека. Это вещество, особенно во взаимодействии с натрием, необходимо для регуляции сократительной активности мышц (в т.ч. миокарда), водно-солевого, кислотно-щелочного и энергетического баланса, высшей нервной деятельности, нормальной ферментации и метаболизма, секреторной активности эндокринных желез, функционирования печени и почек. До половины всех солей в организме – соединения калия, и основной их объем содержится во внутриклеточных жидких пространствах.

В отношении всех микро- и макроэлементов, калия в том числе, должен соблюдаться определенный интервал концентрации.

В противном случае как дефицит, так и избыток приводит к развитию тяжелых, порой жизнеугрожающих состояний. Гиперкалиемия, т.е. чрезмерное содержание калия – типичный тому пример.

Обязательно для ознакомления! Помощь в лечении и госпитализации!

Роль калия в организме

{banner_banstat0}
Калий – это микроэлемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности организма, отвечает за ощелачивание крови и уровень магния в сыворотке. Количество коррелируется поступлением минерала с пищей и выводом с уриной, потом, калом. Калий, помимо основных функций, играет важную роль в проводимости импульсов по нейроволокнам, устраняет депрессию, стабилизирует кислородоснабжение мозга.

Отдельно стоит сказать о роли калия в работе сердца: микроэлемент необходим для нормальной сократительной способности миокарда, а значит – нормального кровообращения.

Калий помогает минимизировать сенсибилизацию организма, положительно влияет на все внутренние органы, участвует в выведении лишней жидкости из организма (калиево-натриевый насос), синтезе ферментов, нивелирует влияние токсинов на ткани, обеспечивает нормальное сокращение скелетных мышц, поддерживает кислотно-щелочное равновесие,

Дефицит минерала вызывает кариес, разрушение костей, ногтей, волос.

2.Причины

Логично было бы предположить, что к гиперкалиемии приводит избыточное потребление богатых калием продуктов питания, например, сухофруктов, бобовых, картофеля, бананов и т.д. Однако в действительности это встречается крайне редко: суточная потребность организма в калии достаточно велика (до 5 г у взрослых), и при нормальном метаболизме баланс легко восстанавливается посредством вывода калия с мочой.

Таким образом, один из главных факторов развития гиперкальциемии – нарушения в работе почек (хроническая почечная недостаточность, диабетическая нефропатия и др.), когда экскреция калия затрудняется и он начинает задерживаться в организме. К этому может привести, в частности, гипокортицизм (болезнь Аддисона) – хроническая функциональная недостаточность коры надпочечников, при которой почки попросту не получают соответствующих гормональных «команд».

Другая группа причин связана с длительным приемом медикаментов, содержащих калий или предотвращающих его выведение.

Массивным выбросом калия из клеточных жидкостей в кровоток сопровождаются тяжелые политравмы с размозжением больших объемов мышечной ткани, передозировка наркотиков, обширные ожоги.

Прогрессирующее накопление калия в организме также может быть обусловлено патологически быстрым и интенсивным гемолизом (распадом эритроцитов) при анемиях и некоторых других заболеваниях.

Изредка регистрируется наследственно-обусловленная гиперкалиемия – семейный гиперкалиемический периодический паралич.

Посетите нашу страницу Терапия

Гиперкалиемия

Калий по большей части является внутриклеточным катионом, и его концентрация внутри и снаружи клетки регулируется различными механизмами. При их нарушении развивается гиперкалиемия или гипокалиемия. Гиперкалиемией называется состояние, при котором концентрация калия во внеклеточной жидкости составляет более 5 ммоль/кг.

По данным исследований, общее содержание калия в организме составляет около 50 ммоль/л, из них 98 % находится внутри клеток. В среднем внутриклеточная концентрация калия составляет 150 ммоль/л, а внеклеточная — около 4 ммоль/л. Поддержание соотношения концентрации калия внутри и снаружи клетки зависит от нескольких факторов: поступления калия с пищей и питьем, его перераспределения между внутри- и внеклеточными компартментами и почечной экскреции.

Гомеостаз калия

Около 90 % поступающего энтерально калия экскретируется почками и частично элиминируется со стулом. Однако почечная экскреция проходит медленно, и на начальных этапах организм нуждается во внепочечных механизмах поддержания концентрации калия.

Почечная экскреция калия

Скорость экскреции почками зависит от ряда факторов: концентрации натрия в канальцах, ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, вазопрессина, количества поступившего калия и его плазменной концентрации, кислотно-основного состояния и скорости диуреза. Секреция калия происходит пассивно в петле дистального нефрона и зависит от трансмембранного градиента концентраций, генерируемого в основном за счет реабсорбции натрия.

Альдостерон играет основную роль в гомеостазе калия при помощи почечных механизмов. В результате его воздействия на соединительные сегменты главных клеток кортикальных и медуллярных собирательных трубочек и собирательного протока он увеличивает секрецию калия. Если рассматривать механизм его действия на клеточном уровне, альдостерон открывает апикальные натриевые каналы и повышает активность Na+/K+-АТФазы на базолатеральной мембране.

Главным стимулом выделения альдостерона является ангиотензин II: повышение его плазменной концентрации уже на 0,1 ммоль/л вызывает значительное усиление синтеза альдостерона в клубочковой зоне надпочечников.

Альдостерон также участвует во внепочечных механизмах регуляции, усиливая секрецию калия в кишечнике и слюнных железах. В норме кишечник обеспечивает около 5 % экскреции калия, однако при почечной недостаточности кишечная экскреция увеличивается до 30–50 %.

• Увеличение плазменной концентрации калия является независимым от альдостерона стимулятором Na+/K+-АТФазы в дистальных сегментах трубочек, которая, как мы помним, способствует увеличению секреции калия почками;
• Увеличение темпа диуреза и доставки Na+ повышает скорость секреции К+;
• При состояниях, когда доставка натрия нарушена (гипонатриемия, действие лекарственных препаратов: амилорид, триамтерен и др.), уменьшается электрохимический градиент, обуславливающий секрецию К+.

Внепочечные механизмы регуляции концентрации К+

Инсулин

Физиологические уровни инсулина играют важную роль в регуляции уровня калия. Инсулин является стимулятором Na+/K+-АТФазы в клетках печени, мышц, жировых клетках, что способствует поступлению К+ внутрь клетки. Поэтому при состояниях, сопровождающихся недостатком выработки инсулина (диабет), часто развивается гиперкалиемия.

Катехоламины

Катехоламины, особенно бета-2-агонисты, стимулируют Na+/K+-АТФазу клеток и приводят к перемещению К+ внутрь клетки. Введение эпинефрина, альбутерола или сальбутамола снижает уровень калия в крови, однако изопротеренол и бета-1-агонисты не оказывают на его концентрацию никакого эффекта. Альфа-адренергические агонисты, такие как фенилэфрин, мешают проникновению калия в клетку, тем самым повышая его концентрацию в плазме.

Кислотно-основное состояние

При снижении рН на 0,1 ЕД концентрация калия в плазме повышается на 0,6 ммоль/л (в пределах от 0,3 до 1,3 ммоль/л), и, соответственно, уменьшается при повышении рН. Однако замечено, что респираторный ацидоз вызывает меньшее изменение концентрации калия, чем метаболический.

Псевдогиперкалиемия

Псевдогиперкалиемия — это явление повышения концентрации калия in vitro при нормальных его значениях in vivo. О псевдогиперкалиемии можно говорить, когда разница концентрации калия между анализируемым образцом и плазмой пациента составляет более 0,5 ммоль/л.

К данному состоянию может приводить множество причин: тромбоцитоз более 750 000 в мм3, лейкоцитоз с количеством клеток более 50 000 в мм3, наследственный сфероцитоз, гемолиз в образце крови, позднее проведение сепарации плазмы и эритроцитов, использование для образца крови неподходящих антикоагулянтов, неправильно проведенная венепункция, а также сжатие кулака во время пункции.

По данным исследований, использование турникета для проведения венепункции не играет никакой роли в развитии псевдогиперкалиемии.

Причины гиперкалиемии

I. Повышенное поступление калия в организм:

Экзогенное:

• Пища, содержащая значительное количество калия (например, бананы и др.);
• Соли хлорида калия;
• Калий, входящий в состав пенициллина G;
• Консервирующий раствор Коллинза;
• Переливание крови (увеличение количества калия при длительном хранении крови);
• Геофагия;
• Лекарственные растения: люцерна, одуванчик, крапива, молочай и др.

Эндогенное:

• Усиленный гемолиз;
• Повышенная физическая активность;
• Желудочно-кишечное кровотечение;
• Повышенный катаболизм;
• Рабдомиолиз;
• Распад опухоли.

II. Снижение экскреции калия почками:

1. Хроническая болезнь почек;

2. Острая почечная недостаточность;

3. Нарушение дистальной канальцевой секреции (первичное и вторичное):

• Первичное нарушение канальцевой секреции;
• Системная красная волчанка;
• Серповидно-клеточная анемия;
• Обструктивная уропатия;
• Последствия трансплантации почек;
• Амилоидоз почек;
• Тубулоинтерстициальный нефрит;
• Папиллярный некроз.

4. Нарушения ренин-ангиотензин-альдостероновой системы:

• Лекарственные препараты: ингибиторы АПФ и блокаторы рецепторов АТ, НПВС, ингибиторы кальциневрина (такролимус, циклоспорин), гепарин, препараты лития, антагонисты альдостерона (спиронолактон);
• Первичный гипоальдостеронизм;
• Хроническая гиперплазия надпочечников;
• Первичный гипоренизм;
• Гипоренический гипоальдесторонизм (IV тип почечного канальцевого ацидоза);
• Надпочечниковая недостаточность: — Первичная (болезнь Аддисона); — Деструкция надпочечников в результате развития инфекционных заболеваний (ВИЧ, ЦМВ, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium); — Блокада натриевых каналов главных клеток, вызванное приемом различных лекарств, таких как триамтерен, амилорид, триметоприм, пентамидин и т. д.; — Синдром Гордона.

5. Нарушение транспорта натрия в дистальных каналах:

• Хроническая сердечная недостаточность;
• Цирроз печени;
• Сольтеряющая нефропатия;
• Почечная недостаточность.

III. Перемещение калия между клетками:

1. Гипергликемия;

2. Применение некоторых лекарственные препаратов:

• Неселективные бета-блокаторы;
• Сукцинилхолин;
• Маннитол;
• Дигоксин (ингибитор Na+/K+-ATФазы);
• Соматостатин;
• Внутривенное введение аминокислот (аргинин, лизин, эпсилон-аминокапроновая кислота);

3. Острый метаболический ацидоз, вызванный минеральными кислотами;

4. Действие трав (ингибиторов Na+/K+-ATФазы): олеандр, наперстянка, ягоды тиса, кендырь, сибирский женьшень и т. д.;

5. Избыточные физические нагрузки;

6. Острый гемолиз;

7. Отравление фтором;

8. Гиперкалиемический периодический паралич;

Клинические проявления

Как упоминалось ранее, токсический эффект гиперкалиемии проявляется в деполяризации мембран клеток сердца и скелетной мускулатуры.

Кардиальные проявления гиперкалиемии включают в себя: остроконечные Т-волны, удлинение РR-интервала, расширение QRS-комплекса вместе с исчезновением электрической активности предсердий, фибрилляцию желудочков (ФЖ), асистолию. ФЖ и асистолия могут быть начальными проявлениями гиперкалиемии, однако даже при уровне калия выше 9 ммоль/л ЭКГ-проявления могут отсутствовать.

Со стороны нейромышечной системы гиперкалиемия проявляется диареей, болью в животе, миалгией и вялым параличом. Факторами, утяжеляющими проявления гиперкалиемии, служат сопутствующие метаболические нарушения, такие как метаболический ацидоз, гипокальциемия или гипонатриемия.

Смертность от гиперкалиемии у госпитализированных пациентов составляет от 1,7 до 41 %. Наибольший вклад в эти цифры вносят кардиальные причины. В исследованиях смертности при гиперкалиемии выявлено, что зачастую лечение неадекватно либо вовсе не проводится.

Лечение

Гиперкалиемия является жизнеугрожающим состоянием, и ее лечение должно проводиться незамедлительно. Считается, что уровень калия ≥ 6 ммоль/л требует более агрессивной терапии. При меньшем превышении верхней границы нормы целью лечения является выведение излишков калия из организма и предупреждение повторных эпизодов гиперкалиемии путем поиска причин ее возникновения и их устранения.

Как только у пациента регистрируется повышение уровня калия, то, в зависимости от тяжести состояния, проводится осмотр по алгоритму ABCDE, а также налаживается электрокардиографический мониторинг в 12-ти отведениях.

Во время мониторинга ЭКГ выявляются возможные проявления нарушений проводимости и возбудимости: остроконечные Т-волны, плоские зубцы Р или их отсутствие, синусоидальные волны, удлинение РR-интервала, расширение QRS-комплекса, желудочковая тахикардия.

При выявлении нарушений на ЭКГ назначается введение препаратов кальция. Кальций является прямым антагонистом калий-индуцированной внутриклеточной деполяризации и при введении способен нормализовать мембранный потенциал.

Рекомендованные дозы кальция: кальция глюконат 10 % ー 30 мл или кальция хлорид 10 % ー 10 мл. Препараты вводятся внутривенно болюсно за 5–10 мин, для этого необходим хороший внутривенный доступ. Эффект от препаратов кальция развивается в течение нескольких минут, однако длится недолго (30–60 минут), при необходимости повторная доза может вводится через 5 минут. Однако стоит помнить об опасности развития жизнеугрожающих аритмий при применении данных препаратов у пациентов с сопутствующей интоксикацией дигоксином: ввиду этого во время введения кальция необходимо еще тщательнее наблюдать за пациентом.

Следующим шагом в терапии гиперкалиемии является введение инсулина. Как говорилось ранее, инсулин обладает сильным гипокалиемическим эффектом, вне зависимости от уровня глюкозы в крови. Существует множество режимов введения инсулина при гиперкалиемии: самый распространенный — это введение внутривенно 10 ЕД быстродействующего инсулина на фоне инфузии 25–50 грамм глюкозы с последующим контролем уровня глюкозы крови. При наличии значительной гипергликемии (более 250 мг/дл или 13,9 ммоль/л) допустимо введение инсулина без сопутствующего введения глюкозы. Данный режим введения позволяет снизить уровень калия более чем на 0,5 ммоль/л у всех пациентов. Гипокалиемический эффект глюкозо-инсулиновой смеси развивается через 10 минут, а максимальный эффект (снижение концентрации калия от 0,65 до 1 ммоль/л) достигается к 30 минуте и длится от 4 до 6 часов.

Следующей опцией является применение катехоламинов. Катехоламины активируют Na+/K+-АТФазу клеток и способствуют переходу калия внутрь клетки. Для данных целей целесообразно использовать бета-2-агонисты (адреналин, альбутерол, тербуталин, сальбутамол, сальметерол) внутривенно либо через небулайзер или дозированный ингалятор. Данные препараты позволяют снизить уровень калия от 0,5 до 1,5 ммоль/л.

Начало гипокалиемического эффекта наступает спустя 3–5 минут с достижением максимума к 30 минуте при внутривенном введении и к 60 минуте при использовании небулайзера; общая длительность действия от 3 до 6 часов. Для ингаляции через небулайзер предпочтительнее применять альбутерол 10–20 мг или сальбутамол 10–20 мг. Побочными эффектами бета-2-агонистов является тремор и тахикардия, а также — при развитии гипогликемии, — скрытие ее симптомов. Применение бикарбоната при гиперкалиемии не доказало своей эффективности, и с учетом риска развития гипернатриемии и перегрузки жидкостью не рекомендуется в качестве начальной или монотерапии.

Удаление калия из организма

Диуретики

Петлевые или тиазидные диуретики могут играть важную роль в терапии хронической гиперкалиемии. Однако их применение при острой гиперкалиемии ограничено ввиду значительных потерь натрия при достижении необходимого уровня калия, а также нарушений водного баланса. Также зачастую у пациентов имеется почечная недостаточность, что ограничивает применение диуретиков.

Ионообменные смолы

Полистирена сульфонат натрия (Кеоксалат) — ионообменная смола, обменивающая катионы калия на натрий. Также широко распространен препарат кальция резониум, связывающий и выводящий избытки калия. Во время продолжительного контакта (в течение не менее 30 минут) в кишечнике с клетками, секретирующими калий, каждый грамм препарата связывает от 0,65 до 1 ммоль калия, который затем выводится с калом. Данные препараты могут использоваться как per rectum с помощью клизмы, так и орально в виде таблеток.

Главным ограничением применения смол является развитие осмотической диареи спустя 2 часа с максимумом через 4–6 часов, а также вероятность развития интестинального некроза. Противопоказано применение смол у пациентов с кишечной непроходимостью или ишемией кишечника и в раннем послеоперационном периоде после проведения трансплантации почек. Ионообменные смолы могут использоваться как монотерапия при хронической гиперкалиемии или острой гиперкалиемии легкой степени с уровнем калия менее 6 ммоль/л с оценкой эффективности лечения.

Диализ

Удаление калия из организма методом гемодиализа или другим методом почечно-заместительной терапии (ПЗТ) — самый эффективный метод из ныне доступных. Различные режимы диализа отличаются скоростью развития эффекта. Традиционный гемодиализ снижает уровень калия значительно быстрее, чем перитонеальный диализ или продолжительные режимы (продолжительная вено-венозная гемофильтрация, продолжительный вено-венозный гемодиализ или продолжительная вено-венозная гемодиафильтрация).

Исследования показали, что с помощью гемодиализа скорость снижения калия может достигать 25–50 ммоль/час со значительным снижением уровня калия в плазме (около 1,3 ммоль/л) в течение первого часа терапии. Во время обычного гемодиализа, который обычно включает одновременную ультрафильтрацию и диализ, удаление калия ультрафильтрацией составляет около 15 % всего удаленного калия, а методом диализа — оставшиеся 85 %. Количество удаленного калия зависит от содержания калия в диализате и его градиента с плазмой, длительности сессии диализа, размера и проницаемости мембраны фильтра и объема ультрафильтрации.

После проведения неотложных мероприятий по снижению уровня калия необходимо провести анализ истории болезни, диеты пациента, принимаемых препаратов (прекратить прием препаратов, повышающих уровень калия), и устранить причины, которые могут привести к повторной гиперкалиемии. В последующем до стабилизации уровня калия у данных пациентов рекомендуется его мониторирование каждые 2 часа и, при необходимости, повторение мероприятий по алгоритму.

Источники:

1. Don B, Sebastian A, Cheitlin M, Christiansen M, Schambelan M. Pseudohyperkalemia caused by fist clenching during phlebotomy. N Engl J Med. 1990;322:1290-1292.
2. Evans K. J., Greenberg A. Hyperkalemia: a review //Journal of intensive care medicine. – 2005. – Т. 20. – №. 5. – С. 272-290.

3.Симптомы и диагностика

Клиническая картина гиперкалиемия недостаточно специфична, поэтому предварительная, предположительная диагностика требует от врача большого опыта, внимания и настороженности в этом плане. Чаще всего тревогу вызывают изменения на ЭКГ в сочетании с жалобами пациента на тахикардию (ускоренное сердцебиение), общее недомогание и постоянную слабость. В более тяжелых случаях нарушения сердечной деятельности, обусловленные избытком калия, могут принимать форму аритмии, асистолии, желудочковой фибрилляции и, в конечном счете, остановки сердца.

Диагноз устанавливается путем сопоставления имеющихся клинических проявлений, электрокардиографической картины и результатов лабораторных анализов (определение концентрации калия в плазме крови). В зависимости от наиболее вероятных причин, назначается дополнительное профильное обследование – напр., нефрологическое или эндокринологическое.

О нашей клинике м. Чистые пруды Страница Мединтерком!

Норма калия в крови у взрослых и детей

{banner_banstat1}
Чтобы быть уверенным в нормальном содержании уровня калия в кровотоке, проводят тестирование плазмы крови на концентрацию микроэлемента. Это необходимо, чтобы понимать, достаточное ли количество металла циркулирует в крови и нет ли предпосылок для развития того или иного патологического процесса.

Дети

Женщины

В период беременности концентрация калия меняется по триместрам. Он необходим в нарастающем количестве для нормальной жизнедеятельности мамы и плода. Оптимальным считает потребление 3,5 г/сутки. Однако иногда гестация вызывает рост микроэлемента в полтора раза по сравнению с желаемой нормой и существенным падением концентрации после родов из-за обильной кровопотери, поэтому такие колебания признаны физиологичными.

Мужчины

4.Лечение

При средней и тяжелой выраженности гиперкалиемия требует неотложной интенсивной терапии в связи с угрозой остановки сердечной деятельности. Одной из экстренных мер является внутривенное введения специального раствора (кальций, инсулин, глюкоза), однако эффект его непродолжителен, и после купирования жизнеугрожающей симптоматики требуется дальнейшая терапия. Назначают поглощающие калий сорбенты (что обеспечивает его выведение с калом), при сохранной функции почек применяют диуретики. Отменяют прием любых препаратов, так или иначе влияющих на циркуляцию калия в организме. Ограничивают потребление калия с пищей. Поскольку гиперкалиемия практически всегда носит вторичный характер, в обязательном порядке проводится диагностическое обследование (если причина выявленной гиперкалиемии неизвестна) и лечение основного заболевания.

Показания к проведению анализа на уровень калия

{banner_banstat2}
Калий выполняет функции иммуномодулятора, противостоит гипоксии, снижает АД. Дефицит микроэлемента провоцирует сбой в работе практически всех внутренних органов, избыток ведет к остановке сердца.

Анализ на калий необходим всем пациентам с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, при приеме противоопухолевых или противовоспалительных препаратов. Показанием к сдаче теста на калий в крови является: патология почек разного генеза, недостаточность надпочечников, гипертония, аритмия. Контроль за уровнем микроэлемента обязателен при прохождении гемодиализа, лечении сердечными гликозидами и диуретиками.

Причины низкого калия в крови

{banner_banstat3}
Низкое содержание калия в сыворотке крови – гипокалиемия

. Причиной патологии может стать: голодание, гипокалийсодержащая диета, ацидоз, синдром Кушинга, Фанкони, альдостреронизм, осмотический диурез. Все это провоцирует выведение калия с уриной. Но микроэлемент удаляется и с водой через кишечник. Такое происходит при: рвоте, поносе, аденоме кишечных ворсинок, кишечной непроходимости, свищах. Падает уровень микроэлемента при чрезмерном употреблении чая, газировки, кофе.

Понижение уровня калия может быть обусловлено инсулиномой или продолжительной инсулинотерапией, приемом фолиевой кислоты, витамина В12. Снижение калия происходит на фоне переизбытка адреналина и норадреналина в момент стресса, тиреотоксикоза, реабилитации после тяжелых операций или заболеваний. Прием гормонов, мочегонных трав, интоксикация ионами цезия, таллия и рубидия – тоже повод для роста калия в крови.

Правила приготовления продуктов с калием

Как видите, источников калия достаточно много. Но не менее важно знать, как правильно приготовить блюда так, чтобы сохранить и организм усвоил как можно больше калия.

Основное требование к овощам и фруктам – свежесть и отсутствие повреждений. В увядших плодах калия заметно меньше. Хранить их лучше всего в сухом и прохладном месте.

На количество полезных веществ в готовой пище влияет температура приготовления, взаимодействие с кислородом, уровень кислотности блюда. Калий, как и большинство витаминов, при сильном нагревании разрушается, особенно при длительной варке. Поэтому готовить надо быстро, стараясь по возможности снизить температуру обработки.

Рекомендуем

«Питание для здорового образа жизни: полезные продукты, лайфхаки, меню» Подробнее

Компонент не переносит варки и замачивания – при такой обработке минерал быстро переходит в воду.

После варки овощей большая часть калия сохраняется не в мякоти, а переходит в отвар, который принято выливать после готовки. Поэтому растительные продукты, богатые калием и магнием, лучше всего запекать или подавать в сыром виде.

Например, в тушенном шпинате на 17 % меньше калия, чем в свежем. А кудрявая капуста при варке теряет до 50% содержащегося в ней ценного элемента.