高鉀血癥、低鉀血癥對(duì)于*骨骼肌、心肌*興奮性和收縮性的影響
首先來看低鉀血癥。血清鉀濃度低于3.5毫摩爾每升稱低鉀血癥。
低鉀血癥對(duì)神經(jīng)肌肉的影響要分成急性和慢性來討論。急性低鉀血癥,血清鉀濃度急劇降低,造成細(xì)胞內(nèi)鉀外流增加,導(dǎo)致靜息電位(resting potential, RP)增大,RP與閾電位的差值拉大,換言之,神經(jīng)肌肉此時(shí)處于超極化阻滯狀態(tài),興奮性降低,表現(xiàn)為肌肉無力,甚至發(fā)生肌肉遲緩性麻痹,最差的結(jié)果是呼吸肌麻痹導(dǎo)致窒息死亡。而慢性低鉀血癥發(fā)生緩慢,鉀就可從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外而降低細(xì)胞內(nèi)外鉀的濃度梯度,也就是說,此時(shí)細(xì)胞內(nèi)外鉀離子濃度均減小,其比值卻與正常時(shí)相當(dāng)。這么一來,RP可正常,神經(jīng)肌肉興奮性無明顯降低,臨床癥狀不明顯。
低鉀血癥時(shí)出現(xiàn)的肌肉松弛無力也受血漿鈣離子濃度影響。細(xì)胞鈣離子對(duì)骨骼肌細(xì)胞膜鈉離子內(nèi)流有競爭性抑制作用(稱鈣的膜屏障作用)。因此血漿鈣離子濃度增高時(shí),鈉離子內(nèi)流受抑制,表現(xiàn)為閾電位上升(觸發(fā)鈉離子快速內(nèi)流而產(chǎn)生0期去極化受影響),細(xì)胞興奮性降低。相反,血漿鈣離子濃度下降,細(xì)胞興奮性增高。
低鉀血癥對(duì)心肌興奮性影響的討論得分成心肌工作細(xì)胞與浦肯野細(xì)胞來論述。對(duì)于工作細(xì)胞而言,如上所述,急性低鉀血癥時(shí),其興奮性下降;而對(duì)于浦肯野細(xì)胞來說,血清鉀降低時(shí),細(xì)胞膜上的鉀通道(內(nèi)向整流鉀通道)對(duì)鉀離子通透性也降低,鉀離子外流減少,故其RP減小,興奮性增高。
急性低鉀血癥時(shí),膜對(duì)鈣離子通透性升高,鈣離子加速內(nèi)流。另外,鈉-鉀泵的活性也會(huì)降低,鈉離子外運(yùn)減少,促進(jìn)鈉鈣交換,鈣離子內(nèi)運(yùn)增多,導(dǎo)致胞內(nèi)鈣離子濃度上升,使興奮-收縮耦聯(lián)增強(qiáng),心肌收縮性升高。但在嚴(yán)重或者慢性低鉀血癥時(shí),心肌細(xì)胞缺鉀,代謝活動(dòng)障礙(鉀參與多種新陳代謝,與糖原和蛋白質(zhì)合成密切關(guān)系),引起心肌細(xì)胞變性、壞死,心肌的收縮性將會(huì)降低。
接著是高鉀血癥,同樣按照神經(jīng)肌肉和心肌來講述。
急性高鉀血癥時(shí),神經(jīng)肌肉細(xì)胞內(nèi)鉀變化不大,血清鉀卻迅速升高,其比值(細(xì)胞內(nèi)/細(xì)胞)外發(fā)生明顯減小。此時(shí),神經(jīng)肌肉功能的變化還得看比值的變小程度。輕度高鉀血癥,患者出現(xiàn)手足感覺異常,疼痛,肌肉輕度震顫等癥狀。其機(jī)制在于,細(xì)胞內(nèi)外鉀濃度差減小,鉀外流減少,RP減小,神經(jīng)肌肉興奮性增高。而嚴(yán)重高鉀血癥時(shí),RP顯著變小,以致于接近閾電位水平,細(xì)胞膜處于去極化阻滯狀態(tài)。RP過小,鈉通道處于失活狀態(tài),故動(dòng)作電位(action potential, AP)的形成和傳布都將發(fā)生障礙,此時(shí)四肢將軟弱無力,好似橡膠一樣,甚至發(fā)生遲緩性麻痹。
慢性高鉀血癥時(shí),血清鉀緩慢潴留,細(xì)胞內(nèi)也有一定程度增多,故與急性癥相比,細(xì)胞內(nèi)外鉀離子濃度之比值變小程度不甚明顯,因而其神經(jīng)肌肉功能的變化也遠(yuǎn)不如急性高鉀血癥時(shí)明顯。據(jù)報(bào)道,有人血清鉀在數(shù)周內(nèi)升高至9.5毫摩爾每升(高于5.5毫摩爾每升即稱高鉀血癥),卻并不出現(xiàn)神經(jīng)肌肉癥狀。
高鉀血癥對(duì)心臟的興奮性影響類似于其對(duì)神經(jīng)肌肉的作用。血清鉀迅速輕度升高,心肌興奮性增高;血清鉀迅速顯著升高,RP過小,電壓依賴性鈉離子通道處于備用狀態(tài)的數(shù)量明顯減少,甚至全部失活,心肌興奮性也將降低甚至消失。靜脈推注氯化鉀溶液是注射死刑的最后步驟,其能在數(shù)秒內(nèi)令心臟驟停,導(dǎo)致死亡。臨床上補(bǔ)鉀最好口服,若無法口服,才考慮靜脈內(nèi)滴注補(bǔ)鉀,絕對(duì)禁止靜脈推注鉀。
細(xì)胞外液鉀離子濃度升高干擾鈣離子內(nèi)流,鈣離子內(nèi)流遲緩,高鉀血癥時(shí)激活鈉-鉀泵,使細(xì)胞外液的鈉離子濃度升高,后者促進(jìn)跨膜鈉鈣交換,使鈣離子外運(yùn)增多,胞內(nèi)鈣離子濃度降低,心肌的興奮-收縮耦聯(lián)受到一定影響,心肌收縮性下降。
高、低鉀血癥對(duì)神經(jīng)肌肉、心肌的影響與這些部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、細(xì)胞膜電位改變方式等密切相關(guān)。