ГЛАВА 16. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА КАЛИЯ

Калий (К) – химический элемент главной подгруппы первой группы периодической системы Менделеева Д.И. Порядковый номер 19, атомный вес 39,096. Впервые получил металлический калий Дэви Г. в 1807 году, хотя необходимо отметить, что первое соединение калия – кислый сульфат калия – был получен французским химиком, по образованию врачом, Руэлем Г.Ф. в 1754 году. Заметим, что он был учителем других выдающихся ученых: Лавуазье А.Л. , в частности, независимо от Пристли Дж., получившего кислород, доказавшего сложный состав атмосферного воздуха, объяснившего процессы горения и окисления, показавшего сложный состав воды и установившего, что она состоит из кислорода и водорода; Пруста Ж.Л., открывшего закон постоянства состава химических соединений в 1806 году и выделившего в 1802 году глюкозу из виноградного сока; Леблана Н. – тоже врача, разработавшего способ получения соды из поваренной соли в 1791 году.

Калий представляет собой серебристо-белый металл, кристаллизирующийся в кубической системе, очень мягкий. Плотность равна 0,86 (при 20 °С). Температура плавления – 62,3 °С, кипения – 760 °С. Обладает очень большой химической активностью, бурно взаимодействует с водой, при этом выделяется водород.

Количество калия в организме (в % к массе тела) составляет 0,22-0,23% (примерно 4600 мЭ, или 175 г). Калий преимущественно сосредоточен внутри клеток, тогда как во внеклеточных пространствах находятся лишь его ничтожные количества (15,5-21 мг% или 4-5,6 мЭ/л). Основная доля внутриклеточного калия находится в мышечных клетках (около 2800 ммоль), значительно меньше – в коже (500 ммоль), в печени (100 ммоль) и в эритроцитах (250 ммоль). В различных органах человека содержатся следующие количества калия (см. таблицу 179).

Таблица 179. Содержание калия в различных органах человека (мг на 100 г веса) (Морева Е.В., 1959)

Содержание калия внутри клеток превышает его содержание во внеклеточной жидкости примерно в 30 раз (см. таблицу 5 в приложении 15).

Все пищеварительные соки содержат много калия: примерно в 2 раза больше, чем его содержится в сыворотке крови. Молоко является единственным секретом, в котором количество калия превышает количество натрия. Содержание калия в молоке большинства животных, в том числе и коровьем, выше, чем в женском. В различные периоды лактации содержание калия в женском молоке разное (см. таблицу 180).

Таблица 180. Содержание калия в женском молоке в различные периоды лактации (Морева Е.В., 1959)

Заметим, что женское молоко полностью обеспечивает детский организм калием, что следует иметь в виду при искусственном вскармливании, потому что дети очень чувствительны как к недостатку, так и к избытку калия. Например, установлено (P rez-Navero J.L. et al., 2005), что содержание калия в пищевом рационе менее 0,1% ведет к задержке роста, также неблагоприятно сказывается на росте и избыток калия в пище.

Суточное потребление калия у взрослого человека составляет около 100 ммоль (80-120 ммоль). Физиологическая потребность у детей выше, чем у взрослых, и составляет 2,0-3,0 ммоль/кг/сутки. Связано это с анаболической направленностью обмена веществ. Показано (цит. по Воронцову И.М., 1985), что синтез белка, гликогена происходит с поглощением ионов калия. При синтезе 1 г белка связывается 20 мг, а 1 г гликогена – 13 мг калия. Необходимо отметить, что потребность организма в калии зависит от многих причин: содержания в пище других минеральных веществ, калорийности пищи, возраста, физиологического состояния организма и т.д. Вероятно, этими обстоятельствами объясняется достаточно большие расхождения в рекомендуемых различными авторами норм потребления калия.

Практически весь калий, поступающий с пищей, всасывается в кишечнике (с калом выводится менее 10 ммоль). При этом концентрация калия в секрете тонкой кишки гораздо более низкая, чем в толстой. Например, в содержимом подвздошной кишки содержится около 7 ммоль/л калия, а в содержимом толстой кишки – 80 ммоль/л. Связано это с активной секрецией ионов калия и отрицательного электрического потенциала в просвете кишки, способствующего также и пассивной секреции калия (МакДоннелл В.М., Доусон Д.К., 1997). Знание этого факта имеет клиническое значение, потому что при секреторной диарее увеличиваются потери калия с калом, что может приводить к гипокалиемии и нарушениям сердечного ритма.

Всасываясь из желудочно-кишечного тракта в кровь, калий поступает в печень и временно задерживается. Основной тканью, депонирующей калий, является мышечная ткань, при этом покоящиеся мышцы задерживают мало калия. В основном задержка калия мышцами происходит во время мышечной деятельности.

Выводится калий в основном почками и для поддержания баланса необходимо, чтобы количество калия, выделенного с мочой, равнялось количеству калия, абсорбированному в желудочно-кишечном тракте. Имеется еще один фактор, определяющий концентрацию калия во внеклеточной жидкости (Simon D.B., Lifton R.P., 1996) – рН внеклеточной жидкости. Рассмотрим их влияние отдельно.

Изменение рН (концентрации водородных ионов) приводит к значительным перемещением калия между внеклеточной жидкостью и внутриклеточной. Показано (Kassirer J.P., Schwartz W.B., 1966), что снижение рН (ацидоз) внеклеточной жидкости приводит к выходу калия из клетки, а ионы водорода перемещаются внутрь клетки. Соответственно, у больного будет отмечаться гиперкалиемия. Считают (Chen P. et al., 2006), что это является компенсаторным механизмом, позволяющим клеткам накапливать ионы водорода, избегая тем самым значительных изменений рН внеклеточной жидкости. Аналогичным образом повышение концентрации ионов водорода (алкалоз) приводит к перемещению калия из внеклеточной жидкости внутрь клетки, приводя к гипокалиемии. Подсчитано (Gennari F.J., 1998), что изменение рН на 0,1 ЕД сопровождается изменением концентрации калия внеклеточной жидкости примерно на 0,6 ммоль/л (от 0,24 до 1,7).Хотя по мнению некоторых исследователей, эта величина целиком зависит от причины, приведшей к ацидозу. Например, указанный автор считает, что кетоацидоз при сахарном диабете меняет уровень внеклеточного калия незначительно, а метаболический ацидоз при почечной недостаточности – очень значимо.

Экскреция калия с мочой составляет около 90 ммоль в сутки. В норме практически весь профильтрованный калий реабсорбируется в проксимальном канальце. Существует несколько механизмов реабсорбции калия. Один хоть и осуществляется с помощью активного транспортного механизма, тем не менее связан с натрием. Второй (или вторая транспортная система) не зависит от реабсорбции натрия. Ее существование доказано с помощью блокады реабсорбции натрия, например, ацетазоламином.

Дистальные сегменты нефрона способны как реабсорбировать, так и секретировать калий. На процесс канальцевой секреции калия оказывают влияние много факторов (см. таблицу 181). По механизму действия их можно разбить на 5 больших групп.

Таблица 181. Факторы, регулирующие почечную канальцевую секрецию калия

Как видно из таблицы, ими являются:

1) наличие разницы концентраций калия с двух сторон люминарной мембраны (ΔС);

2) наличие разницы электрических потенциалов с двух сторон эпителия дистальных канальцев (Δϕ);

3) особенности проницаемости люминарной канальцевой мембраны;

4) скорость тока в канальцах;

5) другие факторы, изменяющие содержание калия во внеклеточной жидкости.

Как хорошо известно (Адо А.Д, 2004; Ткаченко Б.И., 1994), в норме существует разница концентраций веществ, в том числе и калия, по обе стороны мембраны канальцевого эпителия, что способствует диффузии калия из клеток в просвет канальца, потому что концентрация калия в клетках эпителия канальцев выше, чем в жидкости, находящейся в канальце. Как мы уже отмечали, на содержание внутриклеточного калия большое влияние оказывает рН, а изменение внутриклеточной концентрации калия изменяет величину концентрационной разницы и скорость канальцевой секреции калия. Например, из клинической практики известно, что при алколозе наблюдается повышение экскреции калия с мочой (калийурез). Связано это с тем, что при алколозе отмечается перемещение калия внутриклеточно, соответственно, изменяется концентрационная разница и увеличивается секреция калия в просвет канальца. С другой стороны, ацидоз оказывает противоположное действие.

Считают (Brown M.J. et al., 1983; Ethier J.H. et al., 1990; Allon M. et al., 1990; Wright F.S. et al., 1994), что калийуретический эффект глюкокортикоидов, как и минералокортикоидов (альдостерон), связан со стимуляцией калий-натриевого насоса перитубулярной мембраны (установлено, что люминальная мембрана не имеет калий-натриевого насоса), что приводит к увеличению внутриклеточной концентрации калия, изменению концентрационного градиента и секреции калия в просвет канальца. Остается не до конца выяснено (Allon M. et al., 2000), влияет ли альдостерон на перемещение калия внутрь клетки подобно инсулину, но то, что он является основным фактором, влияющим на экскрецию калия сомнений не вызывает.

Следующий по значимости влияния фактор – наличие разницы электрических потенциалов с двух сторон эпителия дистальных канальцев (∆ϕ). Доказано (Папаян А.В., 1997; Macdonald J.E., Struthers A.D., 2004), что дистальные сегменты нефрона, участвующие в секреции калия, обладают значительной разницей электрических потенциалов с двух сторон канальциевой стенки. Основным фактором, поддерживающим этот потенциал, точнее, разность потенциалов, является активная реабсорбция натрия из просвета канальца. Так, установлено (Rastergar A., Soleimani M., 2001), что клеточное содержимое является отрицательно заряженным по отношению к люминальной жидкости, тогда как кровь (перитубулярная жидкость) является положительно заряженной по отношению к клеточному содержимому. При изменении ОЦК (дегидратации) происходит повышение проксимальной реабсорбции натрия и, соответственно, снижение количества натрия, поступающего в дистальные сегменты нефрона. Это снижает величину транстубулярной разности потенциалов и уменьшает экскрецию калия с мочой. Наоборот, при гипергидратации из-за увеличения поступления натрия в дистальные сегменты нефрона увеличивается разность потенциалов и увеличение экскреции калия с мочой (калийурез).

Повышенное поступление натрия в дистальные сегменты нефрона может быть связано с воздействием минералокортикоидов (альдостерона) из-за повышенной реабсорбции натрия и увеличения объема внеклеточной жидкости. Также у больных с синдромом Барттера, имеющих дефект проксимальной реабсорбции натрия, его повышенное количество поступает в дистальные сегменты, что приводит к изменению разности потенциалов и калийурезу.

Некоторые вещества, например карбенициллин, накапливающийся в высоких концентрациях в дистальных канальцах, увеличивает электрический градиент за счет повышения люминального отрицательного заряда. Канальцевая секреция калия при этом возрастает. Этот же механизм задействован в тех случаях, когда отмечается присутствие в просвете канальцев некоторых анионов (бикарбонатов, сульфатов), а также определяет калийурез, сопровождающий проксимальный почечный канальцевый ацидоз и некоторые варианты метаболического алколоза, то есть состояний, при которых канальцевая жидкость дистальных сегментов нефрона содержит значительные концентрации бикарбоната натрия.

Третьим фактором, играющим значительную роль в экскреции калия с мочой, является проницаемость канальцевой люминальной мембраны. Считают (Silver R, Soleimani M., 1999), что действие минералокортикоидных гормонов осуществляется во многом за счет заметного увеличения проницаемости люминарной мембраны для калия. Вероятно (Androgue H.J., Madias N.E., 1981; Dubose T.D. Jr., 1997), этот же механизм частично объясняет повышенный калийурез при дистальном почечном ацидозе.

В-четвертых, имеет значение скорость канальцевого тока жидкости, поскольку изменение скорости приводит к изменению разницы концентраций калия с двух сторон люминальной мембраны. Повышение скорости тока жидкости (или объема), как это отмечается при лечении диуретиками, усиливает экскрецию калия с мочой вследствие снижения внутриканальцевой концентрации этого катиона, поддерживая, таким образом, разницу концентраций, способствующую секреции калия из клеток в просвет канальца.

И наконец, некоторые гуморальные и негуморальные стимулы приводят к тому, что концентрация калия во внеклеточной жидкости может меняться (см. рисунок 91). Их механизм действия заключается в способствовании перемещению калия между внутриклеточной и внеклеточной жидкостью или изменении чувствительности канальцев к этому катиону. Наиболее существенное влияние оказывает инсулин. Продемонстрировано (Gennari F.J., 1998), что повышение концентрации инсулина приводит к повышенному поступлению калия внутрь клеток, вызывая таким образом снижение концентрации калия во внеклеточной жидкости. Этот факт достаточно широко используется при лечении гиперкалиемии (на нем мы остановимся ниже). Установлено (Brown M.J. et al., 1983), что подобным эффектом обладают катехоламины. Кроме того, изменение экскреции калия может быть связано с изменением количества и/или активности в канальцевых клетках (даже без увеличения аффинитета фермента к субстрату) Na, К-АТФазы. Например, доказано (Schaefer F. et al., 2004), что этот механизм задействован при значительном увеличении поступления калия с пищей, а также при уменьшении количества нефронов при ХПН.

Значимое влияние на уровень внутриклеточного калия оказывает осмолярность плазмы крови: при гиперосмии концентрация калия в плазме крови увеличивается (Atchley D.W. et al., 1933). Этот факт известен уже более 70 лет, хотя и до сегодняшнего дня, по нашим наблюдениям, редко учитывается в клинической практике.

Выведение калия с потом в норме невелико, но в связи с тем, что концентрация калия в поте выше, чем в сыворотке крови, значительное потоотделение может приводить к значительным потерям калия организмом. Содержание калия в поте колеблется от 3,9 до 145 мг/100 мл. В нормальных условиях суточное выделение с потом составляет 130 мг (Москалев Ю.И., 1985).

В регуляции обмена калия в организме особенно важное значение имеют гормоны коры надпочечников. Еще в 1921 году было показано, что после удаления надпочечников наблюдается увеличение содержания калия в сыворотке крови до кардиотоксических концентраций. Связано это с тем, что вследствие удаления коры надпочечников выпадает функция 11-дезоксикортикостерона и альдостерона, необходимых для реабсорбции натрия в проксимальных почечных канальцах и задержки натрия в организме. Повышенные потери натрия после экстирпации коры надпочечников ведет к нарастанию в крови иона-антагониста – калия.

Интересные данные с помощью изотопов калия о его кинетике получены на животных. Еще в 50-х гг. XX века установлено (Walker W.G. et al., 1952), что 42К очень быстро исчезает из плазмы крови. Только 5% дозы остается в крови кроликов через 2 минуты после внутривенного

Рисунок 91. Основные гормоны, вовлеченные в регуляцию гомеостаза калия (Gennari F.J., 1998)

Примечание. Инсулин (Insulin) и β-адренергические катехоламины (β-adrenergic catecholamines) стимулируют поступления калия внутрь мышечных клеток (Muscle cell), стимулируя Na+/K+АТФазу. Альдостерон (aldosterone) увеличивает экскрецию калия. Регуляция происходит по механизму обратной связи (для инсулина и альдостерона): увеличение концентрации калия во внеклеточной жидкости стимулирует секрецию этих гормонов, а уменьшение концентрации калия ингибирует их секрецию. Ангиотензин II является обладает стимулирующим эффектом на продукцию альдостерона при гиперкалиемии. «+» – обозначает усиление эффекта, а «-» – ослабление.

«Potassium concentration in extracellular fluid» – концентрация калия во внеклеточной жидкости.

введения. Концентрация тотального 42К в тканях, исключая эритроциты, плазму и интерстициальную жидкость, увеличивается с 57% через 2 минуты после введения до 83% через 7 часов. Суммарное содержание изотопов калия и ионов калия в это время практически одинаково, что, по мнению Москалева Ю.И. (1981), свидетельствует о быстром обновлении этого элемента в тканях. Данных о кинетике выведения калия из организма очень мало. Согласно расчетам Москалева Ю.И., период полувыведения калия из организма равен 30 суткам. Эта величина получена им на основании данных об общем содержании калия в организме взрослого человека, равном 140 г, и ежедневном поступлении его с продуктами питания в количестве 3,3 г (см. таблицу 3 в приложении 15). Калий выводится из организма взрослого человека в 2,5 раза медленнее, чем вода. Кратность накопления калия составляет 42,4 (140:3,3).

Нормальные величины калия

Концентрация калия у детей первой недели жизни выше, чем во все последующие периоды. По нашему мнению, эта особенность связана с рядом причин, обусловленных «транзиторными или пограничными состояниями». Как известно (Тур А.Ф., 1969; Шабалов Н.П., 2006), реакции, отражающие процесс приспособления (адаптации) к родам, новым условиям жизни (внеутробным), и называют переходными состояниями новорожденности. Эти состояния практически затрагивают все функциональные системы организма. Например, среди переходных состояний, касающихся обмена веществ, выделяют транзиторные гипокальциемию, гипомагниемию, гипогликемию и т.д. Нам представляется, что среди этих состояний можно выделить и транзиторную гиперкалиемию. Обусловлена она прежде всего тремя обстоятельствами: во-первых, перемещением калия из внутриклеточной среды во внеклеточную, обусловленное повышенным распадом клеток, например, эритроцитов, лейкоцитов и т.д, во-вторых, изменениями гормонального фона, например снижением активности надпочечников, начиная со 2-3 суток жизни; в-третьих, транзиторными особенностями функции почек. Представляется, что именно поэтому нормальные величины калия в первые трое суток жизни в сыворотке крови отличаются от остальных возрастных периодов и составляют 4,7-5,7 ммоль/л.

В дальнейшем нормальные концентрации колеблются в достаточно узком диапазоне и составляют 3,5-5,0 ммоль/л.

Считаем необходимым отметить, что большое значение для лабораторной диагностике имеет среда, в которой определяют концентрацию калия: плазма или сыворотка крови. Как правило, в сыворотке крови концентрация калия выше. Иногда этот факт обозначают термином «псевдогиперкалиемия». Псевдогиперкалиемия может быть связана: 1) с гемолизом в процессе забора и/или обработки крови; 2) с участием (разрушением) клеток крови в процессе свертывания крови. В последнем случае гиперкалиемия развивается вследствие выхода калия из клеток крови. В такой ситуации, особенно при отсутствии у больного признаков гиперкалиемии, необходимо определить уровень калия не в сыворотке крови, а в плазме, что покажет действительную концентрацию калия в крови у обследуемого.

Более того, установлено, что к псевдогиперкалиемии приводят: длительное хранение образцов крови, взятой для исследования, способ забора крови (из вен), тромбоцитоз и лейкоцитоз (Naparstek Y., Gutman A., 1984). Последняя причина характерна для больных с лейкозом, особенно если образцы крови для исследования хранят более 3 часов.

Физиологическое значение калия

Как мы уже отмечали, основное количество калия (до 98%) находится внутри клеток в виде непрочных соединений с белками, углеводами и фосфором. Небольшая часть содержится в клетках в ионизированном виде и обеспечивает мембранный потенциал, что и является основной физиологической функцией этого катиона. Соответственно этому, участвуя в реализации эндогенных и экзогенных импульсов, воспринимаемых клетками периферической и центральной нервной системы (ионный механизм возбуждения, проводимость, сокращение клеток), калий обеспечивает тем самым координационные и трофические процессы в организме и связь организма с внешней средой (Даниленко А.И. и соавт., 1981).

Кроме того, калий участвует в поддержании осмотического градиента, кислотно-основного состояния, в процессах обмена в клетках. Калий является кофактором фермента, осуществляющего перенос фосфатной группы с АТФ на пировиноградную кислоту и активирует ряд других ферментов внутриклеточного метаболизма. С участием ионов калия, содержащихся в эритроцитах, происходит перенос кислорода гемоглобином.

Но главное – это создание мембранного потенциала: покоя и действия. Напомним, что мембранным потенциалом покоя называют разность потенциалов покоящейся клетки между внутренней и наружной сторонами клеточной мембраны. Эта разность потенциалов создается неодинаковой скоростью диффузии через мембрану ионов калия и анионов высокомолекулярных веществ, находящихся в цитозоле клетки. Ионы калия проходят через плазмолемму, а анионы задерживаются ею, что и приводит к образованию на плазматической мембране двойного слоя зарядов, причем межклеточная среда (как более разбавленный раствор ионов калия), приобретает заряд катиона, а цитоплазма – отрицательный заряд (Самойлов В.О., 1986-2003).

При рассмотрении этого механизма необходимо учитывать следующие обстоятельство (мы обращали на него уже внимание, см. главу, посвященную натрию): клеточные мембраны, отделяющие внеклеточную жидкость от внеклеточной, допускают диффузию калия и в меньшей степени натрия. Кроме того, содержание калия внутри клетки в 30 раз больше, чем вне клетки, а натрия – наоборот. Соответственно, для поддержания подобных асимметричных ионных концентраций, требуется фермент, «накачивающий» калий в клетку и «выкачивающий» натрий из нее. Как хорошо известно, этим ферментом является мембранносвязанная Na-K-АТФаза, катализирующая гидролиз АТФ, и освобожденная в результате этой реакции энергия используется для удаления ионов натрия из клетки и накопления ионов калия внутри клетки.

Диффузия натрия внутрь клетки «стремится сделать» содержимое клетки заряженным положительно, однако вследствие низкой проницаемости клеточной мембраны для ионов натрия величина притока натрия намного меньше, чем выход калия из клетки, поэтому принято считать, что именно калий, а точнее, выход калия из клетки является основным источником электрического потенциала клеточной мембраны. Соответственно, и это очень важно для клинической практики, изменение концентрации калия внеклеточной жидкости (гиперкалиемия) вызывают изменения трансмембранной разницы концентраций, что увеличивает выход калия из клетки. Это приводит к изменениям величины потенциала покоя мембраны и ухудшает деятельность клеток, функции которых зависят, главным образом, от изменения величины мембранного потенциала (нейронов, скелетной и сердечной мышечной ткани). В конечном итоге это и приводит к возникновению клинической симптоматики, наблюдаемой при синдроме гиперкалиемии, и прежде всего к нарушениям сердечного ритма.

Потенциал покоя мембраны, принимая потенциал наружного раствора за «0», записывают со знаком «-». Величина мембранного потенциала покоя сильно зависит от вида ткани и составляет от -9 до -100 мВ. Наиболее высокий мембранный потенциал покоя у нервных и мышечных клеток, наиболее низкий – у эпителиальных.

Если на клетку, обычно в эксперименте, мышечную или нервную – нанести раздражение, то мембранный потенциал покоя быстро уменьшится на очень короткий промежуток времени (миллисекунду) и произойдет перезарядка мембраны: ее внутренняя сторона станет заряженной положительно относительно наружной. Это изменение заряда мембраны (изменение мембранного потенциала покоя), называют мембранным потенциалом действия. Если возникновение потенциала действия регистрируют в лабораторных условиях, например на экране осциллографа, то он имеет форму одиночного пика. Другими словами, происходит активация клетки. Что же происходит в этот момент с точки зрения электропроводности?

Воздействие физиологических стимулов на клетку приводит к тому, что величина мембранного потенциала покоя начинает снижаться, наступает так называемая деполяризация мембраны клетки. В этот момент проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия увеличивается, то есть обеспечивается появление направленного внутрь потока положительных зарядов (ионов натрия). Это ведет к дальнейшей деполяризации мембраны. Когда мембранный потенциал покоя достигает критической величины (пороговый потенциал), то количество открытых натриевых каналов резко увеличивается, и внутренняя сторона мембраны клетки становится положительной относительно наружной. Таким образом, возбудимость клеток зависит от разности между мембранным потенциалом покоя и пороговым потенциалом. Чем эта разность больше, тем возбудимость клетки меньше. А эта разность во многом определяется именно содержанием калия во внеклеточной жидкости (снаружи клетки). Так, снижение концентрации калия во внеклеточной жидкости (гипокалиемия) будет приводить к увеличению разницы между мембранным потенциалом покоя и пороговым потенциалом, и, соответственно, к снижению возбудимости клетки. Как известно, такое состояние клеточной мембраны называется гиперполяризация мембраны клетки, или увеличение мембранного потенциала покоя. При этом выход калия из клетки увеличивается, содержимое клетки становится более электроотрицательным. Напротив, при гиперкалиемии происходит нарастание калия во внеклеточной жидкости, разница между мембранным потенциалом покоя и пороговым потенциалом уменьшается, сордержимое клетки по отношению к наружной мембране становится менее электроотрицательным, возбудимость клетки увеличивается. Таким образом, клинические проявления состояний избытка и дефицита калия (гипери гипокалиемии) обусловлены воздействием этого иона на разницу между потенциалом покоя и пороговым потенциалом клетки, а соответственно, на ее возбудимость. Как мы уже отмечали ранее, изменение концентрации ионизированного кальция во внеклеточной жидкости также влияет на клеточную возбудимость за счет изменения уровня порогового потенциала клетки.

Вернемся к изменениям, происходящим на клеточном мембране. Нарастание потенциала действия и реполяризации мембраны прекращается. Связывают (Ткаченко Б.И. и соавт., 1994) это с рядом обстоятельств:

1. Увеличение деполяризации мембраны приводит к снижению электрохимического градиента для ионов натрия. Другими словами уменьшается сила, толкающая натрий внутрь клетки.

2. Деполяризация клеточной мембраны порождает процесс инактивации натриевых каналов, что тормозит рост проницаемости мембраны для ионов натрия.

3. Деполяризация мембраны увеличивает ее проницаемость для ионов калия. Другими словами, выходящий «калиевый ток» стремится сместить мембранный потенциал в сторону равновесного калиевого потенциала, что в конечном итоге и является причиной деполяризацией, развивающейся после генерации мембранного потенциала действия. Как и при рассмотрении вопросов, связанных с натрием, обращаем внимание на подчинение вышерассмотренных процессов первому и второму началам (законом) термодинамики. Конечно, в клинической практике очень трудно оценить действительный баланс калия по трем основным причинам. Во-первых, поскольку калий преимущественно находится внутриклеточно, то определение его в сыворотке (плазме) крови не отражает содержания калия в организме в целом или в отдельных клетках. Во-вторых, на прохождение калия через клеточные мембраны значительное влияние оказывает изменения кислотно-основного статуса (рН внеклеточной жидкости), хотя КОС и не влияет на запасы калия в организме (см. рисунок 92). В-третьих, увеличение общего содержание калия в организме хорошо коррелирует с сывороточными концентрациями калия, однако корреляции между сывороточной концентрацией калия и общим содержанием калия в организме при дефицитных состояниях – нет (см. рисунок 96).

Как видно из рисунка, метаболический ацидоз (рН = 7,2) сопровождается повышением, а метаболический алколоз (рН = 7,6) понижением содержания сывороточного калия. Хотелось бы обратить внимание на то, что рН-зависимое перемещение калия происходит при повышении или понижении его запасов в организме. Содержание калия в сыворотке крови не является индикатором дефицитных состояний.

Гипокалиемия

Гипокалиемия наблюдается в том случае, если концентрация калия в сыворотке крови у детей старше 7 суток жизни и у взрослых снижается менее 3,5 ммоль/л. Как мы указывали, у новорожденных детей в течение раннего неонатального периода уровень калия в сыворотке крови повышен (физиологическая или транзиторная гиперкалиемия новорожденных), поэтому у них гипокалиемией, требующей коррекции, считают уровень калия менее 3,0 ммоль/л.

Частота

Установлено (Paice B.J. et al., 1987) , что гипокалиемия встречается примерно у 20% госпитализированных больных. У большинства больных гипокалиемией (70-80%) концентрация калия в крови составляет 3,0-3,5 ммоль/л. Но примерно у 20% больных с гипокалиемией уровень калия ниже 3,0 ммоль/л. Считают (Schulman M., Narins RG., 1990), что у 40% больных, принимающих петлевые диуретики, выявляется гипокалиемия. По нашим данным (гиперкалиемия выявлена у 64% доношенных детей при гиперергическом варианте сепсиса и у 43,2% младенцев при гипоергическом), нарушения калиевого гомеостаза достаточно часто выявляются у новорожденных детей с инфекционно-септическими процессами.

Рисунок 92. Схематическое изображение изменений уровня калия в сыворотке в зависимости от общего содержания калия в организме при различных значениях рН внеклеточной жидкости (Rosenfeld M., 1971)

Причины гипокалиемии

Основные причины гипокалиемии приведены в таблице 182, ниже мы кратко рассмотрим основные из них.

Таблица 182. Причины гипокалиемии

Окончание таблицы 182

Как мы уже указывали, почки обладают ограниченной способностью уменьшать экскрецию калия менее чем 10-20 ммоль/сут. и при снижении поступления калия с пищей в течение длительного периода времени может развиться дефицит калия. Установлено (Squires R.D., Huth E.J., 1959; Hernandez R.E. et al., 1987), что если количество калия, поступившего с пищей, менее 1,5 мг/кг, то, как правило, развивается гипокалиемия.

Гиперальдостеронизм (повышенная выработка альдостерона) достаточно часто является причиной гипокалиемии. Как известно (Лисс В.Л. и соавт., 2003; Rastergar A., Soleimani M., 2001), гиперальдостеронизм может быть первичным (вследствие аденомы, гиперплазии, карциномы клубочковой зоны коры надпочечников) и вторичным (застойная сердечная недостаточность, цирроз печени, нефротический синдром и т.д). Первичный гиперальдостеронизм, как правило, сопровождается снижением или подавлением активности ренина плазмы крови. Напротив, при вторичном альдостеронизме высокий уровень альдостерона является следствием первичного увеличения активности ренина в плазме. Высокая секреция АКТГ стимулирует повышенную выработку глюкокортикоидных гормонов (кортизол, кортикостерон) и в меньшей мере минералокортикоидов (альдостерон), что и приводит к гипокалиемии.

Заболевания, приводящие к повышенной экскреции калия с мочой, и, как следствие, сопровождающиеся гипокалиемией представлены в таблице 183.

Таблица 183. Заболевания, приводящие к повышенной экскреции калия с мочой (Gennari F.J., 1998)

Окончание таблицы 183

Гипокалиемия при почечном канальцевом ацидозе по патогенезу является смешанной. Во-первых, повышенное поступление натрия и относительно плохо проходящего через стенку канальцев бикарбоната увеличивает транстубулярный электрический потенциал и вызывает калийурез. Во-вторых, вторичный гиперальдостеронизм, наблюдаемый при всех типах канальцевого ацидоза, практически всегда, усугубляет почечные потери калия (Lifton R.P. et al., 1992; Tamura H. et al., 1996).

При синдроме Барттера (гиперплазии юкстагломерулярного аппарата), сопровождающегося высоким уровнем ренина и вторичном альдостеронизмом. Клинически этот синдром характеризуется почечным калиевым изнурением и, как следствие, гипокалиемией, метаболическим гипохлоремическим алкалозом, нормальным или пониженным артериальным давлением (Whorwood C.B. et al., 1996; Simon D.B., Lifton R.P., 1996).

Патология желудочно-кишечного тракта может приводить к значительным потерям калия и выраженной гипокалиемии. Более того, установлено (Androgue H.J. et al., 1981; Brown M.J. et al., 1983; Dubose T.D., 1997 Gennari F.J., 1998), что эта причина является одной из наиболее часто встречающихся в клинической практике. В таблице 184 представлены наиболее частые причины чрезмерных потерь калия со стулом.

Таблица 184. Заболевания ЖКТ, приводящие к повышенным потерям калия со стулом (Gennari F.J., 1998)

По мнению Dubose T.D. (1997), чрезмерное применение слабительных средств или повторных клизм является одной из самых частых причин развития гипокалиемии. У детей, особенно младшего возраста, гипокалиемия может быть следствием синдрома рвот

и срыгиваний, а также диареи любого генеза. Концентрация калия в желудочном соке достаточно невысока (см. таблицу 172), поэтому гипокалиемия при рвоте связана не с потерями калия, а с другими причинами (см. рисунок 93). Во-первых, при рвоте развивается метаболический алколоз (потеря соляной кислоты с рвотными массами) и уменьшение объема жидкости. Во-вторых, по мере развития гипокалиемии происходит дальнейшая стимуляция почек к реабсорбции бикарбонатов и рН мочи может быть кислым, несмотря на очень высокие концентрации бикарбонатов в плазме. Именно эти механизмы объясняют, по мнению Gennari F.J. (1998), «парадоксально кислую мочу» (рН мочи смещен в сторону ацидоза, а рН крови в сторону метаболического алкалоза), наблюдающуюся при длительной рвоте.

Метаболический и дыхательный алкалоз всегда сопровождается гипокалиемией. Механизмы ее развития были описаны выше. Необходимо подчеркнуть, что гипокалиемия часто приводит к развитию метаболического алкалоза, обусловленного повышенным образованием аммония и увеличенной реабсорбцией бикарбонатов в канальцах почек.

Еще одна причина гипокалиемии – гипомагниемия. Гипомагниемия достаточно часто встречается у госпитализированных больных (см. ниже). Как правило, она связана с недостаточным поступлением или с повышенным выведением магния. Гипомагнеимия может приводить к тяжелой гипокалиемии, увеличивая почечную экскрецию калия. Однако патогенетические механизмы, приводящие к гипокалиемии при дефиците магния, остаются недостаточно

Рисунок 93. Патогенез гипокалиемии и метаболического алкалоза, обусловленные рвотой (Gennari F.J., 1998)

Примечание. КА – карбоангидраза.

понятными (Rashid A. et al., 1997). Как правило, гипокалиемия развивается при концентрации магния в сыворотке крови менее 0,5 ммоль/л (Kobrin S.M., Goldfarb S., 1990).

Отдельного рассмотрения требует гипокалиемия, индуцированная лекарственными препаратами. В таблице 185 представлены основные медикаменты, приводящие к гипокалиемии.

Таблица 185. Препараты, приводящие к гипокалиемии (Gennari F.J., 1998)

Примечание. Некоторые из лекарственных препаратов не зарегистрированы в России.

По мнению Burgess C.D. еt al. (1989), Bremner P. еt al. (1992), препаратами, достаточно часто приводящими к гипокалиемии, являются β2-адреномиметики и бронходилятаторы. Например, стандартная ингалированная доза альбутерола приводит к снижению концентрации калия в плазме на 0,4 ммоль/л, а вторая доза, ингалированная в течение часа – на 1 ммоль/л.

Теофиллин и кофеин увеличивают Na+/ K+ АТФазу, ингибируя клеточную фосфодиэстеразу (Shannon M., Lovejoy F.H. Jr., 1989; Bradberry S.M., Vale J.A., 1995). Так, установлено (Passmore A.P. et al., 1986), что кофеин в стандартной дозе уменьшает концентрацию калия в сыворотке на 0,4 ммоль/л.

В эксперементальных исследованиях показано (Sugarman A., Kahn T. 1989), что блокаторы канальциевых каналов приводят к усиленному поступлению калия внутрь клетки, но имеются только единичные клинические работы (Minella R.A., Shulman D.S., 1991), подтверждающие этот факт.

Действие диуретиков и некоторых антибиотиков было рассмотрено выше. Пенициллин и его синтетические производные вызывают увеличенную почечную экскрецию калия из-за увеличенного поступления натрия в дистальный отдел нефрона. Аминогликозидные антибиотики и фоскарнет увеличивают выведения магния (Kobrin S.M., Goldfarb S., 1990; Gearhart M.O., Sorg T.B., 1993). Амфотерицин В тормозит секрецию водородных ионов клетками собирательных трубочек, что приводит к усиленному выведению магния и калия. Слабительные средства приводят к потере калия со стулом, что может быть причиной гипокалиемии (Basser L.S., 1979; Meyers A.M., 1990). Таким же эффектом обладают повторные клизмы.

В 1992 году Ober K.P. описал тяжелую гипокалиемию (концентрация калия в сыворотке крови менее 3,0 ммоль/л) у больных с гипертиреозом. У пациентов отмечалась резко выраженная мышечная гипотония и параличи. Все больные были из Азии. По оценке автора, до 8% больных с гипертериозом в азиатских странах имеют гипокалиемию. Патогенез ее полностью неясен. Отмечают, что клиническая симптоматика быстро купируется введением калия.

Семейный гипокалиемический периодический паралич – редкое наследственное заболевание с аутосомно-доминантным типом наследования, связано с мутациями гена, кодирующего рецептор дигидропиридина вольтажзависимых кальцивых каналов (Sill n A. et al., 1997). Заболевание характеризуется внезапно развившийся мышечной гипотонией, связанной с уменьшением концентрации калия в сыворотке крови (часто меньше чем 2,5 ммоль/л). Нередко приступы провоцируются введение углеводов или натрия и обычно купируются самостоятельно в течение 24 часов. Установлено (Stedwell R.E. et al., 1997), что хотя гипокалиемия связана с усиленным поступлением калия внутрь клеток, дополнительное введение калия бывает жизнино необходимо для купирования приступов мышечной гипотонии. В качестве лекарственных препаратов, позволяющих предотвратить рецедивы заболевания, используются спиронолактон, триамтерин, ацетазоламид.

Гипокалиемия часто встречается у больных с психозами. Laso F.J. et al. (1997) показал, что она обусловлена высокой концентрацией адреналина, стимулирующего β2-адренергические рецепторы и приводящего к поступлению калия внутрь клетки. Как правило, гипокалиемия достаточно выраженная (концентрация снижается на в среднем на 1 ммоль/л) и часто требует лечения.

Случайное введение рентгеноконтрастных препаратов, содержащих барий, блокирует выход калия из клеток и в тяжелых случаях приводит к мышечной гипотонии, развитию параличей, острому некрозу скелетных мышц. У больных часто возникает рвота и понос, усиливающие гипокалиемию. Считают (Bradberry S.M., Vale J.A., 1995), что в данном случае терапия должна быть начата быстро и проводиться интенсивно.

Гипокалиемия встречается при гиперрегенераторных анемиях. Доказано (Hesp R. et al., 1975), что гипокалиемия обусловлена интенсивным поглощением калия, образующимися клетками. При переливаниях эритроцитов, гипокалиемия может быть обусловлена поглощением больших количеств калия перелитыми эритроцитами (Rao T.L.K. et al., 1980).

Выраженная и рефрактерная к терапии гипокалиемия встречается при лейкозах. Причины ее неизвестны, хотя еще в 70-х гг. XX века доказано (Mir M.A. et al., 1975; Lantz B. et al., 1979), что у больных с данной патологией увеличена экскреция калия с мочой. При достижении ремиссии купируется и гипокалиемия.

Клиническая картина

Как и при других электролитных нарушениях, в большинстве случаев гипокалиемия протекает бессимптомно. Считают (Kamel K.S. et al., 1994), что выраженные клинические симптомы появляются при концентрации калия в сыворотке крови менее 2,5 ммоль/л.

Практически все клинические проявления у детей (да и у взрослых), независимо от возраста, являются следствием изменения мембранного потенциала клеток, прежде всего мышечной и нервной ткани, и проявляются снижением возбудимости. Можно выделить следующие клинические проявления:

1) поражение скелетной мускулатуры (мышечная слабость, утомляемость, в наиболее тяжелых случаях (длительной или глубокой гипокалиемии, особенно при быстром ее наступлении)) – вялые параличи, рабдомиолиз;

2) поражение гладкой мускулатуры (проявляется прежде всего со стороны органов ЖКТ (вздутие живота, уменьшение двигательной активности желудка и тонкого кишечника, паралитический илеус)), в наиболее тяжелых случаях – функциональная кишечная непроходимость). У маленьких детей типичны срыгивания, иногда рвота;

3) поражение сердечной мышцы (снижение и/или уплощение зубца Т, удлинение интервала QT, снижение сегмента ST, появление или выраженный зубец U (по амплитуде он становится равным или больше зубца Т), расширение комплекса QRS, в наиболее тяжелых случаях – развитие атриовентрикулярной блокады второй или третьей степени;

4) поражение периферических нервов (в тяжелых случаях и, как правило, у детей старшего возраста и взрослых) – развитие парестезии и ригидности конечностей;

5) при выраженной гипокалиемии возможно нарушение функции дыхательных мышц с развитием дыхательной недостаточности.

Как правило, дефицит калия нарушает концентрационную способность почек, приводящую к возникновению у больных полиурии.

Установлено (Schulman M. et al., 1990; Hoes A.W. et al., 1994), что у больных с сердечной недостаточностью гипокалиемия чаще приводит к возникновению аритимии. Гипокалиемия усиливает фармакологическое действие дигоксина. При гипокалиемии (если нет гипонатриемии) увеличивается как систолическое, так и диастолическое давление (Krishna G.G., 1990).

Дифференциальная диагностика и лечение гипокалиемии

Американские нефрологи Rastergar А., Soleimani M. в 2001 году предложили классификацию для дифференциальной диагностики гипокалиемии.

I. Острая гипокалиемия (менее чем 12 часов от начала заболевания)

а) алкалоз (метаболический или дыхательный)

б) инсулинотерапия (например, при тяжелой гипергликемии)

в) β2 – стимуляторы

II. Хроническая гипокалиемия (более чем 24 часа от начала заболевания)

а) С нормальным уровнем артериального давления

1. Увеличенная потеря калия через ЖКТ:

– диарея

– применение слабительных средств

2. Увеличенная потеря калия через почки:

– применение мочегонных средств (фурусемид, хлоротиазид)

– гипомагнеземия

– почечный тубулярный ацидоз (дистальный и проксимальный)

– генетические дефекты (например, синдром Барттера)

3. С повышенным уровнем артериального давления:

– увеличенная концентрация альдостерона:

• первичный альдостеронизм (низкий уровень ренина в плазме)

• стеноз почечной артерии (высокий уровень ренина в плазме)

• болезнь Кушинга (высокий уровень ренина в плазме)

– нормальная или низкая концентрация альдостерона:

• синдром Лидлла (гиперактивных натриевых каналов)

Лечение гипокалиемии всегда сводится к дополнительным дотациям калия – перорально или внутривенно. Считают, что при тяжелой гипокалиемии (когда есть признаки на ЭКГ) растворы калия должны быть введены внутривенно, а если гипокалиемия умеренная (по данным ЭКГ нет признаков гипокалигистии), растворы калия могут быть введены перорально. Необходимо отметить, что как и лечение большинства электролитных расстройств, коррекция гипокалиемии – очень ответственное мероприятие. Избыточное лечение легко и быстро приводит к развитию гиперкалиемии, которая достаточно часто трудно поддается коррекции (см. ниже). Поэтому при терапии необходимо тщательно проверять вводимую дозу, ибо передозировка калия может быстро привести к возникновению аритмии, остановке сердца, смерти ребенка. Установлено (Sterns R.H. et al., 1981), что снижение концентрации калия на 0,3 ммоль/л (при нормальном рН и ВЕ) в сыворотке крови свидетельствует о дефиците калия, примерно составляющего 100 ммоль.

В клинической практике в основном применяют растворы трех солей калия: калия хлорид, калия фосфат, калия бикарбонат. Калия фосфат используют только при потере фосфатов, калия бикарбонат – когда гипокалиемия приводит (сопровождается) к метаболическому ацидозу. Во всех остальных случаях, по мнению большинства исследователей, должен использоваться калия хлорид из-за его уникальной эффективности при коррекции гипокалиемии различного генеза.

В связи с этим наиболее часто лечение гипокалиемии начинают с введения 7,5% раствора калия хлорида (1 ммоль (75 мг) калия в 1,0 мл) перорально. Как правило, начинают введение с 2 ммоль/кг в сутки. Для избежания раздражения слизистой ЖКТ раствор вводят с пищей в виде небольших доз (1-2 мл на прием). При лечении детей необходимо учитывать, что раствор калия хлорида имеет очень горький вкус и плохо переносится. Существуют таблетированные формы.

По наблюдениям некоторых исследователей (Strom B.L. et al., 1987), применение таблетированных форм может приводить к возникновению язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, а также к желудочным кровотечениям, но эти осложнения встречаются крайне редко.

При необходимости внутривенной коррекции калия, обычно при тяжелой гипокалиемии, дефицит восполняют медленно, как правило, в течение 1-2 суток. Вводимый раствор калия не должен содержать более 40 ммоль калия на 1 л, а скорость введения не должна превышать 0,2 ммоль/кг/час (максимальная доза вне зависимости от массы тела – 20 ммоль/час). В крайнем случае (при выраженных признаках гипокалийгистии по данным ЭКГ) скорость инфузии может быть увеличена до максимальной – 0,5 ммоль/кг/час.

При коррекции гипокалиемии должен быть установлен контроль ЭКГ. Необходимо помнить о том, что введение растворов калия может приводить к возникновению тромбофлебитов, при экстравазации препарата часто развиваются некрозы тканей.

При необходимости назначения диуретиков у больных с гипокалиемией желательно применять калийсберегающие препараты, потому что даже при дополнительной дотации калия примерно у 10% больных, получающих мочегонные, отмечаются рецедивы гипокалиемии. При лечении этих больных необходимо помнить о риске развития гиперкалиемии. Риск является наиболее высоким у больных с диабетом и почечной недостаточностью любого происхождения. По нашему мнению, это целесообразно знать и неонатологам для коррекции питания кормящей матери.

Самый безопасный путь, конечно, у более старших детей и взрослых, поддержания концентрации калия в сыворотке крови (а иногда и коррекции гипокалиемии) – введение пищевых продуктов с высоким содержанием калия (см. таблицу 186).

Таблица 186. Содержание калия в различных продуктах (Gennari F.J., 1998)

Окончание таблицы 186

При назначении диеты необходимо помнить, что калий в этих продуктах содержится в виде фосфата, а не хлорида, поэтому их назначение неэффективно, если калий теряется в виде хлорида (рвота, дренажи, диуретики и т.д.).

Гиперкалиемия

Гиперкалиемия наблюдается в том случае, если концентрация калия в сыворотке крови у детей старше 7 суток жизни и у взрослых повышается более 5,0 ммоль/л. Как мы указывали, у новорожденных детей в течение раннего неонатального периода уровень калия в сыворотке крови повышен (физиологическая или транзиторная гиперкалиемия новорожденных), поэтому у них гиперкалиемией, требующей коррекции, считают уровень калия более 6,5 ммоль/л (более 7,5 ммоль/л рассматривают как значительную гиперкалиемию).

Частота

К сожалению, в научных публикациях последних лет, как в отечественных, так и зарубежных, нам не встретилось значительных эпидимиологических работ, посвященных гиперкалиемии у детей. Крупные исследования были проведены в 70-80 гг. прошлого века в Великобритании и США. На них мы и будем в основном ссылаться.

Считают, что гиперкалиемия встречается от 1,4 до 10% всех госпитализированных больных. У одной трети из них она связана с дополнительным введением калия или диуретиков, то есть является иатрогенной.

Paice B. et al. в 1983 году обследовали всех больных, госпитализированных в больницу г. Глазго в течение года, с целью выявления у них гиперкалиемии. Всего было обследовано 29 063 пациента. Гиперкалиемия (калий свыше 5,5 ммоль/л) была выявлена у 406 больных (1,4%). У 17% больных с гиперкалиемией концентрация калия превышала 7,0 ммоль/л. У 55% пациентов гиперкалиемия развилась после 5 суток пребывания в стационаре. Наиболее значимыми этиологическими факторами были болезни почек и, как правило, избыточное пероральное введение калия: 43 и 37% больных соответственно. У 5% больных причину гиперкалиемии установить не удалось. 58 больных данной группы погибли, хотя гиперкалиемия как непосредственная причина смерти доказана только у 7 пациентов. У всех семерых были зарегистрированы нарушения сердечного ритма. Интересно, что у всех этих больных концентрация калия была нормализована по крайней мере за 36 часов до развития фатальной аритмии. Гемодиализ и/ или перитониальный диализ в связи с гиперкалиемией был проведен у 80 больных.

Lawson D.H. et al. (1979) указывают, что гиперкалиемия является непосредственной причиной смерти у 1 из 1000 госпитализированных больных.

Рисунок 94. Частота гиперкалиемии (‰) у госпитализированных больных с СН 1994-2001 гг. (David N., Juurlink D.N. et al., 2004)

Рисунок 95. Частота летальности (‰), ассоциированная с гиперкалиемией у госпитализированных больных с СН в 1994-2001 гг. (David N., Juurlink D.N. et al., 2004).

Что касается взрослых больных, то в последнее десятилетие резко возросла частота гиперкалиемии (в 4,6 раза) и летальность (в 6,7 раза) от нее у больных с сердечной недостаточностью (см. рисунки 94-95). Связывают это с широким применением схем лечения, включающих комбинацию спиронолактона и ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента (David N., Juurlink D.N. et al., 2004).

Основные причины гиперкалиемии у детей приведены в таблице 187, некоторые из них мы ниже рассмотрим более подробно.

Таблица 187. Причины гиперкалиемии (Rastergar A., Soleimani M., 2001 с добавлениями и изменениями)

Как видно из таблицы 187, причин развития гиперкалиемии у детей достаточно много но на наш взгляд, они могут быть сгруппированы в 4 большие группы:

1) связанные с поражением почек;

2) связанные с поражением надпочечников;

3) связанные с массивным поступлением калия из клеток;

4) иатрогенными осложнениями. У здорового ребенка даже значительное потребление калия per os чрезвычайно редко сопровождается повышением концентрации сывороточного калия, но при поражении почек, например, при острой почечной недостаточности, концентрация калия в сыворотке крови может быстро вырасти даже при отсутствии значительной внешней нагрузки калием. Как правило, это происходит при снижении мочеобразования менее чем 0,5 мл/кг/час, поскольку экскреция калия с мочой является в основном секреторной функцией дистального нефрона и минимально зависит от клубочковой фильтрации, поэтому до тех пор, пока поддерживается мочеобразование, почечной экскреции калия достаточно для того, чтобы вывести калий, поступивший per os.

Как известно (Цыбулькин Э.К., 1984), недостаточность коры надпочечников любого генеза является частой причиной гиперкалиемии. Связано это по крайней мере с двумя причинами. Во-первых, сo снижением выработки кортизола, обладающего невысокой минералокортикоидной активностью. При его недостатке отмечается снижение реабсорбции натрия в обмен на ионы калия, что приводит к выделению натрия, снижению объема внеклеточной жидкости и гиперкалиемии. Во-вторых, недостаток альдостерона приводит к уменьшению выделения калия в дистальных отделах канальцев.

Все виды гиперкалиемии, связанные с разрушением клеток, обусловлены перемещением калия из внутриклеточной жидкости во внеклеточную.

Клиническая картина

Наиболее часто гиперкалиемия протекает бессимптомно и является лабораторной находкой. Как правило, клинические проявления появляются при уровне калия более 6,5 ммоль/л. Следует отметить, что в отличиие от большинства других электролитных нарушений, от степени гиперкалиемии зависит клиническая симптоматика. Очень информативным показателем степени гиперкалиемии является нарушения, выявляемые по данным ЭКГ (см. рисунок 96).

Как и при гипокалиемии, все клинические проявления гиперкалиемии связаны с изменением возбудимости клеток, и прежде всего мышечной и нервной систем. Снижение сывороточной концентрации калия снижает (деполяризует) мембранный потенциал покоя клеток. Вследствие этого происходит быстрая деполяризация покоя мембраны до порогового уровня и быстрая возбудимость клеток. Установлено (Bedry R., 2001), что при еще большем увеличении концентрации калия в сыворотке крови потенциал покоя клеточной мембраны может достигнуть уровня порогового потенциала, и возбудимость клетки резко снижается. Можно выделить следующие клинические проявления гиперкалиемии:

1. Поражение скелетной мускулатуры и нервной системы (восходящий паралич, вялый паралич, дизартрии, слабость). У новорожденных детей, как правило, отмечается снижение рефлексов.

2. Поражение гладкой мускулатуры (паралитический илеус, тошнота, рвота, боль в животе). У маленьких детей обычно симптоматика со стороны ЖКТ проявляется синдромом рвот и срыгиваний. В наиболее тяжелых случаях развивается функциональная кишечная непроходимость.

3. Поражение сердечной мышцы (повышение зубца Т, удлинение интервала PR со значительным снижением зубца Р, расширение комплекса QRS и в дальнейшем появление сглаженной двухфазной волны QRS-Т), в наиболее тяжелых случаях может наблюдаться суправентрикулярная тахикардия, блокада синусового узла, атриовентрикулярная диссоциация, фибрилляция желудочков и/или остановка сердца.

Как правило, гиперкалиемия нарушает концентрационную способность почек, приводящую к возникновению у больных олигурии, уремии.

Диагностика и лечение гиперкалиемий

Считают (Brater D.C., 1998; Wang К., 2004), что при тяжелой гиперкалиемии с изменениями на ЭКГ выяснение причин может быть отложено, а вот лечение должно быть начато незамедлительно. Как это не покажется странным, данное правило можно назвать общемедицинским при некоторых, особенно жизнеугрожающих, состояниях. Хорошо это сформулировал основоположник хирургии новорожденных в нашей стране Г.И. Баиров: «Если мы не можем прагипоальдостеронизма с или без низкого уровня ренина. Обычно эти больные не нуждаются в указанных исследованиях для постановки диагноза и назначения лечения, но у пациентов с возможной надпочечниковой недостаточностью измерение уровня альдостерона и кортизола является обязательным.

Как указывают некоторые исследователи (Wright F.S. et al., 1992), одна из наиболее трудно распознаваемых и понятых причин гиперкалиемии – применение блокаторов простогландинов или нестероидных противовоспалительных средств. Указанные авторы продемонстрировали, что использование НПВС при циррозе печени или почечной недостаточности приводит к гипоальдостеронизму и, как следствие, к гиперкалиемии. Они считают, что при этом могут быть задействованы два патогенетических механизма. Во-первых, прямое торможение синтеза ренина. Во-вторых, усиление реабсорбции натрия и хлорида, приводящие к объемному расширению канальца и подавление синтеза ренина и альдостерона.

Если исключено нарушение экскреции калия и реакция почек на гиперкалиемию адекватна (транстубулярный калиевый градиент более 5), то должны быть исключены причины, связанные с усиленным выходом калия из клеток. По мнению большинства исследователей (Цыбулькин Э.К., Папаян А.В., 1983; Wilson P.W., 1997; Vincent G.M. et al., 1999; Meissne T. et al., 1999; Haddy F.J. et al., 2005), наиболее частыми из них являются метаболический ацидоз, гиперосмолярность и/или дефицит инсулина. Если и эти причины исключены, то, как правило, гиперкалиемия связана с увеличенным поступлением калия. В этом случае у больного самым тщательным образом должна быть проанализирована диета, включая все пищевые добавки и самым тщательным образом должна быть проанализирована терапия, включая все лекарственные препараты.

Если у больного при любом повышенном уровне калия имеются харкактерные изменения на ЭКГ, то лечение должно быть начато незамедлительно и включать:

1) введение 10% раствора глюконата кальция в дозе 0,5-1,0 мл/кг внутриввенно за 5-10 мин;

2) введение бикарбоната натрия в дозе 2 мэкв/кг внутриввенно за 5-10 мин;

3) при сохранении изменений на ЭКГ вводят инсулин в дозе 0,1 МЕ/кг с 10-25% раствором глюкозы из расчета (0,5 г/кг) за 30-60 мин. При этом необходим мониторинг уровня глюкозы крови покрайней мере с помощью экспресс-методов;

4) диуретики (фуросемид) при сохраненном диурезе;

5) ГОМК;

6) инфузионная терапия в режиме физпотребности;

7) очистительная клизма и промывание желудка;

8) при сохраняющихся изменениях (или уровне калия у больного более 7,5 ммоль/л, кроме новорожденных детей первых 3 суток жизни), а также при неэффективности вышеуказанных мероприятий необходимо проведение экстренного гемодиализа или перитониального диализа. У новорожденных детей (Современная терапия в неонатологии,

2000) заменное переливание крови, для которого используют свежую кровь (или отмытые эритроциты) – возможно, лучший путь для длительного снижения концентрации калия в плазме крови. Заметим, что в случае проведения заменного переливания крови или применения препаратов крови (эритроцитов, плазмы и т.д.) необходимо перед переливанием убедиться в том, что в переливаемом препарате уровень калия нормальный.

Если у больного имеется гиперкалиемия, но нет нарушений на ЭКГ, то необходимо:

1. Ввести полистиреновые сульфонатные смолы (натрия или кальция полистиренсульфонат). Они являются катионобменными смолами, применяемыми для удаления калия. Принцип их действия заключается в том, что при введении их в кишечник натрий или кальций обмениваются на калий. Считают, что в терапии лучше использовать кальциевые смолы, особенно если у больного имеется гипокальцемия и/или гипернатриемия. Связано это с тем, что поскольку ни одна из смол не является полностью селективной, то введение натриевых солей, как правило, приводит к снижению кальция и накоплению натрия, а соответственно, усиливает гипокальциемию и гипернатриемию, что может приводить (особенно при значительном повышении натрия) к тяжелым неврологическим расстройствам. Указанные препараты могут быть введены ректально или перорально (новорожденным детям полистиреновые смолы перорально не вводят). Обычная доза 500-1000 мг/кг. Введение может быть повторено (до снижения уровня калия) каждые 4-6 часов (новорожденным детям каждые – 12 часов). Имеются указания (Anderson J.L., Prystowsky E.N.,1999; Haddy F.J., 2006) на возможность применения препарата, особенно при высокой концентрации калия в крови, каждый час, но клизма при этом должна быть приготовлена только на воде. Через 8-12 часов после введения препарата проводят очистительную клизму для полной эвакуации смолы. Клизму готовят с использованием воды, 25% раствора сорбитола, 9% раствора метилцеллюлозы. Каждый грамм натриевой смолы связывает и выводит из организма около 1 ммоль калия в обмен на 2-3 ммоль натрия. Эффективность кальциевых смол несколько ниже. Для снижения риска передозировки препарата и его эффективности необходим контроль электролитного состава плазмы или сыворотки крови. Кроме того, имеются сообщения о больных с развившейся перфорацией толстой кишки после введения клизм с натриевой смолой, разведенной сорбитолом.

2. Введение сальбутамола (альбутерола). Сальбутамол – синтетический симпатомиметик, действующий на β2-рецепторы. При воздействии на адренергические рецепторы печени и мышц он стимулирует образование циклического АМФ и вызывает повышение транспорта калия внутрь клетки, а, соответственно, снижение его концентрации в крови. Обычно для лечения гиперкалиемии сальбутвмол инфузируют внутривенно в дозе 4 мкг/кг в течение 5-10 минут. При этом снижение концентрации калия в крови происходит не меньше чем на 1 ммоль/л. Иногда для достижения длительного положительного эффекта требуется повторное введение такой же дозы сальбутамола через 2 часа. Ингаляции сальбутамола более предпочтительны, ибо обеспечивают несколько более длительный эффект.

Кроме того, после купирования гиперкалиемии обязательно должна быть выявлена и устранена причина, то есть заболевание, приведшие к повышению концентрации калия в крови. После купирования гиперкалиемии достаточно часто случаются рецидивы. Для их предотвращения рекомендуют:

1) гипергидратация больного с целью увеличения объема выделяемой мочи и, как следствие, калия;

2) назначение петливых диуретиков для увеличения экскреции калия;

3) ограничение потребления калия в 2 раза по сравнению с физиологической потребностью;

4) при неоднократных рецедивах гиперкалиемии возможно применение минералокортикоидов.