Draslík: Definice, syntéza, absorpce, transport a distribuce

Draslík je jednomocný kation (kladně nabitý iont, K +) a sedmý nejhojnější prvek v zemské kůře. Je v 1. hlavní skupině v periodické tabulce a patří tedy do skupiny alkalických kovů.

Resorpce

Projekt vstřebávání (příjem) z draslík, z nichž většina se vyskytuje v horních částech tenké střevo, dochází rychle a s vysokou účinností (≥ 90%) paracelulárně (transport látek přes intersticiální prostory intestinálních epiteliálních buněk) pasivní difúzí. Střevní (střevosouvisející) absorpce draslík je do značné míry nezávislý na perorálním příjmu a v průměru se pohybuje mezi 70 a 130 mmol / den. Magnézium nedostatek snižuje draslík vstřebávání.

Distribuce v těle

Celkový obsah draslíku v lidském těle je přibližně 40-50 mmol / kg tělesné hmotnosti (1 mmol K + odpovídá 39.1 mg) a závisí na stavbě těla, věku a pohlaví. Například muži mají průměrný celkový tělesný draslík asi 140 g (3,600 105 mmol) a ženy mají průměrný celkový tělesný draslík asi 2,700 g (XNUMX XNUMX mmol). Na rozdíl od sodík, draslík je převážně lokalizován intracelulárně (uvnitř buňky). Draslík je kvantitativně nejvýznamnějším kationtem v intracelulárním prostoru (IZR). Přibližně 98% celkového draslíku v lidském těle se nachází uvnitř buňky - asi 150 mmol / l. Tam je elektrolyt více než 30krát koncentrovanější než v extracelulární tekutině (mimo buňku). Tedy sérum draslíku koncentrace, který se pohybuje mezi 3.5 a 5.5 mmol / l, tvoří méně než 2% z celkového počtu. Vzhledem k tomu, že extracelulární draslík je velmi citlivý na výkyvy, mohou i malé variace vést k těžké neuromuskulární a svalové dysfunkci. Obsah draslíku v buňkách se liší v závislosti na konkrétní tkáni a je vyjádřením jejich metabolické aktivity (metabolické aktivity). Například svalové buňky obsahují nejvyšší procento minerálu (60%), za kterým následuje erytrocyty (Červené krev buněk) (8%), játra buňky (6%) a další tkáňové buňky (4%). Přibližně 75% celkového tělesného draslíku je rychle vyměnitelných a v dynamické rovnováze s různými tělesnými oddíly. Regulace homeostázy draslíku nebo draslíku distribuce mezi intracelulárním a extracelulárním prostorem (EZR) se provádí pomocí inzulín (hormon snižující krev cukr úroveň), aldosteron (steroidní hormon patřící k mineralokortikoidům) a katecholaminy (hormonů nebo neurotransmitery se stimulačním účinkem na kardiovaskulární systém). Kromě toho je poměr intracelulárního a extracelulárního draslíku určen magnézium a hodnotou pH v krev. Rozsah, ve kterém tyto faktory ovlivňují metabolismus draslíku, je podrobněji popsán níže.

Vylučování

Přebytečné množství draslíku v těle je z velké části vylučováno ledvinami. Když je draslík v vyvážit, 85-90% je vylučováno močí, 7-12% stolicí (stolicí) a přibližně 3% potem. Sekrece draslíku do lumen renálních tubulů nebo vylučování draslíku ledvinami je vysoce adaptivní. V přítomnosti nedostatek draslíkudraslík v moči koncentrace může klesnout na ≤ 10 mmol / l, zatímco v přítomnosti hyperkalémie (přebytek draslíku), může se zvýšit na ≥ 200 mmol / l. Vylučování draslíkem ledvinami (vylučování ledvina) asi 50 mmol / 24 hodin znamená normální draslík vyvážit. Protože draslík může být aktivně vylučován (vylučován) gastrointestinálním traktem výměnou za sodík, zvracení (zvracení), průjem (průjem) a projímadlo zneužití (zneužití projímadla) vedou ke zvýšeným ztrátám draslíku. Při chronickém přetížení draslíkem a zhoršené funkci ledvin se draslík stále více vylučuje do dvojtečka (tlusté střevo) lumen, což má za následek výkaly odstranění 30–40% denního požitého množství.

Regulace homeostázy draslíku

Distribuci draslíku mezi EZR a IZR ovlivňují následující faktory:

Inzulín, aldosteron, a katecholaminy se podílejí na regulaci extrarenálních (mimo EU); ledvina) metabolismus draslíku. V přítomnosti hyperkalémie (přebytek draslíku,> 5.5 mmol / l), tyto hormonů stimulovat intracelulární expresi a inkorporaci sodík-draslík adenosin trifosfatáza (Na + / K + -ATPáza; enzym, který katalyzuje transport iontů Na + z buňky a ionty K + do buňky při štěpení ATP) do buněčná membrána a tím transport draslíku do buněk, což má za následek rychlý pokles extracelulárního draslíku koncentrace. Naopak v roce hypokalémie (nedostatek draslíku<3.5 mmol / l) dochází k inhibici Na + / K + -ATPázy - zprostředkované snížením hladiny inzulínu, aldosteronu a katecholaminu - a následnému zvýšení koncentrace extracelulárního draslíku. Různá onemocnění mohou způsobit poruchy distribuce draslíku mezi IZR a EZR. Například, acidóza (překyselení těla, pH krve <7.35) vede k odtoku draslíku z buněk do extracelulárního prostoru výměnou za vodík (H +) ionty. V porovnání, alkalóza (pH krve> 7.45) je doprovázen přílivem extracelulárního draslíku do buněk. Acidóza a alkalózavyústí v hyperkalémie (přebytek draslíku,> 5.5 mmol / l) a hypokalémie (nedostatek draslíku, <3.5 mmol / l) - pokles pH krve o 0.1 způsobí zvýšení koncentrace draslíku v séru asi o 1 mmol / l. Homeostáza draslíku úzce souvisí s magnézium metabolismus. The interakcí draslíku a hořčíku zahrnuje gastrointestinální vstřebávání (absorpce gastrointestinálním traktem) a renální exkrece, stejně jako endogenní distribuce mezi EZR a IZR a zejména různými buněčnými procesy. Nedostatek hořčíku zvyšuje propustnost draslíku na buněčných membránách ovlivňováním draslíkových kanálů, což má vliv na srdeční sval akční potenciálDůležitost ledvina v rovnováze draslíku Tělesný draslík je vyvážen především ledvinami. Tam je draslík glomerulárně filtrován. Asi 90% filtrovaných iontů draslíku se reabsorbuje v proximálním tubulu (hlavní část renálních tubulů) a v Henleově kličce (přímé části renálních tubulů a přechodová sekce). A konečně v distálním tubulu (střední část renálních tubulů) a sběrném tubulu ledviny dochází k zásadní regulaci vylučování draslíku (vylučování draslíku). Při rovnováze draslíku je asi 90% perorálně dodávaného draslíku vylučováno ledvinami do 8 hodin a více než 98% je vyloučeno do 24 hodin. Následující faktory ovlivňují vylučování draslíku ledvinami:

  • Minerální kortikoidy (steroidní hormony syntetizované v kůře nadledvin), jako je aldosteron - hyperaldosteronismus (zvýšená syntéza aldosteronu) zvyšuje vylučování draslíku ledvinami
  • Sodík (protivník) draslíku - nadměrný příjem sodíku může vést k vyčerpání draslíku; poměr Na: K ≤ 1 je považován za optimální
  • Hořčík - hypomagnezémie (nedostatek hořčíku) vede ke ztrátám draslíku v ledvinách.
  • Diuréza (vylučování močí ledvinami) - kličková diuretika (dehydratační léky, které působí na Henleovu kličku ledvin), diuretika thiazidového typu a přítomnost osmotické diurézy u diabetes mellitus zvyšují vylučování draslíku ledvinami
  • Drogy, jako je draslík šetřící diuretika (dehydratace drogy které působí antagonisticky na aldosteron), inhibitory ACE (enzym konvertující angiotensin) (používané v hypertenze (vysoký krevní tlak) a chronické srdce selhání (selhání srdce)), Nesteroidní protizánětlivé látky drogy (protizánětlivé léky, jako např kyselina acetylsalicylová (ASA) a periferní analgetika (bolest léky na úlevu) - snižují vylučování draslíku ledvinami.
  • Úroveň příjmu draslíku
  • Acidobazická rovnováha (pH v krvi)
  • Zvýšený příliv neabsorbovatelných aniontů (záporně nabité ionty) do tubulárního lumenu (vnitřního prostoru renálních tubulů).

Ledvina je schopna snímat změny v extracelulární koncentraci draslíku pomocí specifických senzorů:

Když se zvýší koncentrace draslíku v séru, stimuluje se v kůře nadledvin syntéza a sekrece (uvolňování) aldosteronu. Hlavním účinkem tohoto minerálního kortikosteroidu je stimulace sekrece sodíku v distálním tubulu a sběrné trubici ledvin zvýšením inkorporace sodíkových kanálů (ENaC, anglicky: Epitelový sodíkový (Na) kanál) a draselných kanálů (ROMK). Dřeňový kanál (K)) a transportéry sodíku a draslíku (Na + / K + -ATPáza) do apikální a bazolaterální buněčná membránarespektive podporovat reabsorpci sodíku a sekreci draslíku do lumen tubulu, a tím vylučování draslíku [4-6, 13, 18, 27]. Výsledkem je pokles nebo normalizace hladin draslíku v séru. Snížená koncentrace extracelulárního draslíku vede ke snížení reabsorpce sodíku v systému renálních tubulů (renální tubuly) prostřednictvím downregulace ENaC a ROMK v apikálním (směrem k tubulům) buněčná membrána, což je doprovázeno sníženým vylučováním draslíku. Výsledkem je zvýšení nebo normalizace koncentrace draslíku v séru.

Narušení funkce ledvin

Regulace homeostázy draslíku ledvinami probíhá v úzkých mezích, pokud je funkce ledvin normální. U jedinců s akutním nebo chronická renální nedostatečnost (selhání ledvin) nebo adrenokortikální (NNR) nedostatečnost (adrenální hypofunkce, primární adrenální nedostatečnost: Addisonova nemoc) je homeostáza draslíku narušena kvůli významně sníženému vylučování draslíku ledvinami. Zvýšená retence draslíku má za následek zvýšení celkové zásoby draslíku v těle, což se projevuje zvýšenou hladinou draslíku v séru - hyperkalemií (přebytek draslíku). Pacienti s chronickým onemocněním selhání ledvin mají hyperkalemii (přebytek draslíku) v 55%. U pacientů s akutní selhání ledvin (ANV) se téměř vždy vyskytuje hyperkalemie (přebytek draslíku), zvláště když jsou postižení jedinci vystaveni výrazným katabolickým (degradačním) procesům, jako je chirurgický zákrok, stresa steroidy terapienebo rozpad tkáně, jako při hemolýze (zkrácení života červených krvinek), infekcích a popáleniny. Tito pacienti s poruchami homeostázy draslíku by měli být neustále vystaveni monitoring pro hladinu draslíku v séru a výživný příjem draslíku. Kromě renální dysfunkce mohou být s hyperkalemií (přebytek draslíku) spojeny následující nemoci nebo faktory:

  • Cukrovka mellitus s poruchami autonomního kardiovaskulárního systému (ovlivňující srdce a plavidla) funkce.
  • Nedostatek inzulínu - downregulace (downregulace) Na + / K + -ATPázy.
  • Hypoaldosteronismus (nedostatek aldosteronu).
  • Respirační a metabolická acidóza (překyselení těla, pH krve <7.35), trauma, popáleniny, rhabdomyolýza (rozpuštění pruhovaných svalových vláken), akutní hemolýza (zkrácení života červených krvinek) - způsobují odtok draslíku z buněk do extracelulárního prostoru
  • Srdeční selhání (srdeční nedostatečnost) - při užívání inhibitorů ACE (enzym konvertující angiotensin) a draslík šetřících diuretik (diuretik, která působí antagonisticky na aldosteron), jako je spironolakton, dochází ke snížení vylučování draslíku ledvinami.
  • Digitalis (rod rostlin, německy: Fingerhut) - Intoxikace - digitalisové glykosidy (srdeční glykosidy) inhibují Na + / K + -ATPázu.
  • Souběžně správa of srdeční glykosidy a léky obsahující draslík, náhražky solného roztoku nebo doplňky.
  • Léky, jako je heparin (antikoagulant), nesteroidní protizánětlivé léky (protizánětlivé léky, jako je kyselina acetylsalicylová (ASA)) a cyklosporin (cyklosporin A) (potlačování imunity) - snižují vylučování draslíku ledvinami.
  • Náhlá extrémně vysoká enterální a parenterální (okamžitě střevní trakt) dávka draslíku.
  • Zneužívání alkoholu (zneužívání alkoholu)

U pacientů s uremií (výskyt močových látek v krvi nad normální hodnoty) bylo paradoxně zjištěno snížení intracelulárních koncentrací draslíku. Ty vyplývají z postižených glukóza tolerance (zvýšené hladiny glukózy v krvi) se často vyskytuje u uremických pacientů v důsledku zvyšování rezistence na inzulín (snížená buněčná odpověď na inzulín), která zhoršuje absorpci draslíku do buněk těla downregulací (downregulací) Na + / K + -ATPázy. Zvýšené hladiny extracelulárního draslíku vést ke snížení membránového potenciálu nervových a svalových buněk. Klinicky se zhoršená tvorba a vedení vzruchu projevuje neuromuskulárními příznaky, jako jsou:

  • Obecná svalová slabost - projevuje se například „těžkými nohami“ a dýchání poruchy.
  • Parestézie rukou a nohou (poškození citlivých nervových vláken) - projevující se jako pocit nepohodlí, jako je brnění, necitlivost a svědění, nebo jako bolestivý pocit pálení
  • Paralýza - pouze v extrémních případech
  • Bradykardické arytmie (zpomalená srdeční aktivita (srdeční frekvence <60 úderů za minutu), pokles kontraktility kvůli abnormalitám vedení) k ventrikulární fibrilaci (bezduchá srdeční arytmie) a asystole (zástava elektrického a mechanického srdečního působení)

Příznaky hyperkalemie (přebytek draslíku) se mohou objevit při koncentracích v séru> 5.5 mmol / l. Na rozdíl od hypokalémie (nedostatek draslíku, <3.5 mmol / l), EKG (elektrokardiogram) změny jsou typické pro hyperkalemii (přebytek draslíku) a rozsah těchto změn závisí na koncentraci draslíku v séru. Další přítomnost hypokalcémie (vápník nedostatek), acidóza (hyperkyselina těla, pH krve <7.35) nebo hyponatrémie (nedostatek sodíku) zhoršuje symptomatický průběh hyperkalemie (přebytek draslíku).