Draslík: Definícia, syntéza, absorpcia, transport a distribúcia

Draslík je jednomocný katión (kladne nabitý ión, K +) a siedmy najpočetnejší prvok v zemskej kôre. Nachádza sa v 1. hlavnej skupine periodickej tabuľky a patrí tak do skupiny alkalických kovov.

vstrebávanie

vstrebávanie (absorpcia) z draslík, z ktorých väčšina sa vyskytuje v horných častiach tenké črevo, sa vyskytuje rýchlo a s vysokou účinnosťou (≥ 90%) paracelulárne (transport látok cez intersticiálne priestory črevných epitelových buniek) pasívnou difúziou. Črevné (črevo- súvisiace) absorpcia draslík je do značnej miery nezávislý od orálneho príjmu a v priemere sa pohybuje medzi 70 a 130 mmol / deň. Magnézium nedostatok znižuje draslík vstrebávanie.

Distribúcia v tele

Celkový obsah draslíka v ľudskom tele je približne 40 - 50 mmol / kg telesnej hmotnosti (1 mmol K + zodpovedá 39.1 mg) a závisí od stavby tela, veku a pohlavia. Napríklad muži majú priemerný celkový obsah draslíka v tele asi 140 g (3,600 105 mmol) a ženy majú priemerný celkový obsah draslíka v tele asi 2,700 g (XNUMX XNUMX mmol). Na rozdiel od sodík, draslík je prevažne lokalizovaný intracelulárne (vo vnútri bunky). Draslík je kvantitatívne najvýznamnejším katiónom v intracelulárnom priestore (IZR). Približne 98% celkového draslíka v ľudskom tele sa nachádza vo vnútri bunky - asi 150 mmol / l. Tam je elektrolyt viac ako 30-krát koncentrovanejší ako v extracelulárnej (mimo bunky) tekutine. Teda sérum draslík koncentrácie, ktorá sa pohybuje medzi 3.5 a 5.5 mmol / l, predstavuje menej ako 2% z celkového množstva. Pretože extracelulárny draslík je veľmi citlivý na výkyvy, sú možné aj malé odchýlky viesť na ťažkú ​​neuromuskulárnu a svalovú dysfunkciu. Obsah draslíka v bunkách sa líši v závislosti od konkrétneho tkaniva a je vyjadrením ich metabolickej aktivity (metabolickej aktivity). Napríklad svalové bunky obsahujú najvyššie percento minerálu (60%), za ktorým nasleduje erytrocyty (červená krv buniek) (8%), pečeň bunky (6%) a ďalšie bunky tkaniva (4%). Približne 75% celkového množstva draslíka v tele je rýchlo vymeniteľných a je v dynamickej rovnováhe s rôznymi časťami tela. Regulácia homeostázy draslíka alebo draslíka distribúcia medzi intracelulárnym a extracelulárnym priestorom (EZR) sa vykonáva pomocou inzulín (hormón znižujúci krv cukor úroveň), aldosterón (steroidný hormón patriaci k mineralokortikoidom) a katecholamíny (hormóny alebo neurotransmitery so stimulačným účinkom na kardiovaskulárny systém). Ďalej je pomer intracelulárneho a extracelulárneho draslíka určený magnézium a hodnotou pH v krv. O tom, do akej miery tieto faktory ovplyvňujú metabolizmus draslíka, sa podrobnejšie zaoberáme nižšie.

vylučovanie

Nadbytočné množstvo draslíka v tele sa z väčšej časti vylučuje obličkami. Keď je draslík v vyvážiť, 85-90% sa vylučuje močom, 7-12% stolicou (stolica) a približne 3% potom. Vylučovanie draslíka do lúmenu obličkových tubulov alebo vylučovanie draslíka obličkami je vysoko adaptívne. V prítomnosti nedostatok draslíka, draslík v moči koncentrácie môže klesnúť na ≤ 10 mmol / l, zatiaľ čo v prítomnosti hyperkaliémia (prebytok draslíka), môže sa zvýšiť na ≥ 200 mmol / l. Vylučovanie draslíka obličkami (vylučovanie oblička) asi 50 mmol / 24 hodín znamená normálny draslík vyvážiť. Pretože draslík sa môže aktívne vylučovať (vylučovať) cez gastrointestinálny trakt (GI) výmenou za sodík, zvracanie (zvracanie), hnačka (hnačka) a preháňadlo zneužitie (zneužitie laxatíva) vedú k zvýšeným stratám draslíka. Pri chronickom preťažení draslíkom a poškodení funkcie obličiek sa draslík čoraz viac vylučuje do dvojbodka (hrubé črevo) lúmen, ktorého výsledkom je výkal eliminácia 30 - 40% denného požitého množstva.

Regulácia homeostázy draslíka

Distribúciu draslíka medzi EZR a IZR ovplyvňujú nasledujúce faktory:

Inzulín, aldosteróna katecholamíny sa podieľajú na regulácii extrarenálnych (mimo EÚ) oblička) metabolizmus draslíka. V prítomnosti hyperkaliémia (nadbytok draslíka,> 5.5 mmol / l), tieto hormóny stimulujú intracelulárnu expresiu a inkorporáciu sodík-draslík adenozín trifosfatáza (Na + / K + -ATPáza; enzým, ktorý katalyzuje transport iónov Na + z bunky a iónov K + do bunky pri štiepení ATP) do bunková membrána a tým transport draslíka do buniek, čo vedie k rýchlemu zníženiu extracelulárneho draslíka koncentrácie. Naproti tomu v hypokaliémie (nedostatok draslíka<3.5 mmol / l), dochádza k inhibícii Na + / K + -ATPázy - sprostredkovanej poklesom hladiny inzulínu, aldosterónu a katecholamínu - a následnému zvýšeniu koncentrácie extracelulárneho draslíka. Rôzne choroby môžu spôsobiť poruchy distribúcie draslíka medzi IZR a EZR. Napríklad, acidóza (prekyslenie tela, pH krvi <7.35) vedie k odtoku draslíka z buniek do extracelulárneho priestoru výmenou za vodík (H +) ióny. Naproti tomu alkalóza (pH krvi> 7.45) je sprevádzaný prílivom extracelulárneho draslíka do buniek. acidóza a alkalóza, v uvedenom poradí, má za následok hyperkaliémia (prebytok draslíka,> 5.5 mmol / l) a hypokaliémie (nedostatok draslíka, <3.5 mmol / l) - pokles pH krvi o 0.1 spôsobí zvýšenie koncentrácie draslíka v sére asi o 1 mmol / l. Homeostáza draslíka úzko súvisí s magnézium metabolizmus. The interakcie draslíka a horčíka zahŕňajú gastrointestinálne vstrebávanie (absorpcia gastrointestinálnym traktom) a renálne vylučovanie, ako aj endogénne distribúcia medzi EZR a IZR a najmä rôznymi bunkovými procesmi. Nedostatok horčíka zvyšuje permeabilitu draslíka na bunkových membránach ovplyvnením draslíkových kanálov, čo má vplyv na srdcový sval. akčný potenciál.Význam oblička v rovnováhe draslíka Telo draslík je vyvážené predovšetkým obličkami. Tam je draslík glomerulárne filtrovaný. Asi 90% filtrovaných iónov draslíka sa reabsorbuje v proximálnom tubule (hlavná časť renálnych tubulov) a v Henleho slučke (priame časti renálnych tubulov a prechodná časť). Nakoniec v distálnom tubule (stredná časť renálnych tubulov) a zhromažďovacom tubule obličiek nastáva rozhodujúca regulácia vylučovania draslíka (vylučovanie draslíka). Pri rovnováhe draslíka je asi 90% perorálne dodávaného draslíka vylúčené obličkami do 8 hodín. hodín a viac ako 98% sa vylúči do 24 hodín. Na vylučovanie draslíka obličkami majú vplyv nasledujúce faktory:

  • Minerálne kortikoidy (steroidné hormóny syntetizované v kôre nadobličiek), ako je aldosterón - hyperaldosteronizmus (zvýšená syntéza aldosterónu) zvyšuje vylučovanie draslíka obličkami.
  • Sodík (protivník) draslíka - nadmerný príjem sodíka môže viesť k jeho vyčerpaniu; pomer Na: K ≤ 1 sa považuje za optimálny
  • Horčík - hypomagneziémia (nedostatok horčíka) vedie k stratám draslíka v obličkách.
  • Diuréza (vylučovanie močom obličkami) - slučkové diuretiká (dehydratačné lieky, ktoré pôsobia na Henleovu slučku obličiek), diuretiká tiazidového typu a prítomnosť osmotickej diurézy pri cukrovke zvyšuje vylučovanie draslíka obličkami.
  • Drogy, ako je draslík šetriaci diuretiká (dehydratácia drogy ktoré pôsobia antagonisticky na aldosterón), inhibítory ACE (enzým konvertujúci angiotenzín) (používané v vysoký tlak (vysoký krvný tlak) a chronické srdce zlyhanie (zlyhanie srdca)), Nesteroidné protizápalové látky drogy (protizápalové lieky, ako napr kyselina acetylsalicylová (ASA) a periférne analgetiká (bolesť zmierňovače) - znižujú vylučovanie draslíka obličkami.
  • Úroveň príjmu draslíka
  • Acidobázická rovnováha (pH v krvi)
  • Zvýšený príliv neabsorbovateľných aniónov (negatívne nabitých iónov) do tubulárneho lúmenu (vnútorný priestor renálnych tubulov).

Oblička je schopná snímať zmeny v koncentrácii extracelulárneho draslíka pomocou špecifických senzorov:

Keď sa zvýši koncentrácia draslíka v sére, stimuluje sa syntéza a vylučovanie (uvoľňovanie) aldosterónu v kôre nadobličiek. Hlavným účinkom tohto minerálu kortikosteroidu je stimulácia sekrécie sodíka v distálnom tubule a v zbernej trubici obličky zvýšením zabudovania sodíkových kanálov (ENaC, anglicky: Epiteliálny sodíkový (Na) kanál) a draselných kanálov (ROMK). Medulárny draselný (K) kanál) a transportéry sodíka a draslíka (Na + / K + -ATPáza) do apikálnej a bazolaterálnej bunková membrána, na podporu reabsorpcie sodíka a sekrécie draslíka do lúmenu tubulu, a tým na vylučovanie draslíka [4-6, 13, 18, 27]. Výsledkom je pokles alebo normalizácia hladín draslíka v sére. Znížená koncentrácia extracelulárneho draslíka vedie k zníženiu reabsorpcie sodíka v systéme renálnych tubulov (obličkové tubuly) prostredníctvom downregulácie ENaC a ROMK v apikáli (otočené smerom k tubulom) bunková membrána, ktorá je sprevádzaná zníženým vylučovaním draslíka. Výsledkom je zvýšenie alebo normalizácia koncentrácie draslíka v sére.

Porušenie funkcie obličiek

K regulácii homeostázy draslíka obličkami dochádza v úzkych medziach, pokiaľ je funkcia obličiek normálna. U jedincov s akútnym resp chronická renálna insuficiencia (zlyhanie obličiek) alebo adrenokortikálna (NNR) nedostatočnosť (hypofunkcia nadobličiek, primárna nedostatočnosť nadobličiek: Addisonova choroba) je homeostáza draslíka narušená z dôvodu významne zníženého vylučovania draslíka obličkami. Zvýšená retencia draslíka má za následok zvýšenie celkového zásob draslíka v tele, čo sa prejaví ako zvýšená hladina draslíka v sére - hyperkaliémia (prebytok draslíka). Pacienti s chronickým zlyhanie obličiek majú hyperkaliémiu (nadbytok draslíka) v 55%. U pacientov s akútne zlyhanie obličiek (ANV) sa takmer vždy vyskytuje hyperkaliémia (prebytok draslíka), najmä keď sú postihnutí jedinci vystavení výrazným katabolickým (degradačným) procesom, ako je chirurgický zákrok, stresa steroid terapie, alebo rozpad tkaniva, ako je to pri hemolýze (skrátený život červených krviniek), infekciách a popáleniny. Títo pacienti s poruchami homeostázy draslíka by mali byť neustále udržiavaní monitoring pre hladinu draslíka v sére a výživný príjem draslíka. Okrem renálnej dysfunkcie môžu byť s hyperkaliémiou (prebytok draslíka) spojené nasledujúce ochorenia alebo faktory:

  • Cukrovka mellitus s poruchami autonómneho kardiovaskulárneho systému (ovplyvňujúci srdce a plavidlá) funkcia.
  • Nedostatok inzulínu - downregulácia (downregulácia) Na + / K + -ATPázy.
  • Hypoaldosteronizmus (nedostatok aldosterónu).
  • Respiračné a metabolická acidóza (prekyslenie tela, pH krvi <7.35), úrazy, popáleniny, rabdomyolýza (rozpustenie priečne pruhovaných svalových vlákien), akútna hemolýza (skrátený život červených krviniek) - spôsobujú odtok draslíka z buniek do extracelulárneho priestoru
  • Srdcové zlyhanie (srdcová nedostatočnosť) - pri užívaní inhibítorov ACE (enzým konvertujúcich angiotenzín) a draslík šetriacich diuretík (diuretiká, ktoré pôsobia antagonisticky na aldosterón), ako je spironolaktón, dochádza k zníženiu vylučovania draslíka obličkami.
  • Digitalis (rod rastlín, v nemčine: Fingerhut) - Intoxikácia - digitalisové glykozidy (srdcové glykozidy) inhibujú Na + / K + -ATPázu.
  • súbežný správa of srdcové glykozidy a lieky obsahujúce draslík, soľné náhrady alebo doplnky.
  • Lieky, ako je heparín (antikoagulant), nesteroidné protizápalové lieky (protizápalové lieky, ako je kyselina acetylsalicylová (ASA)) a cyklosporín (cyklosporín A) (potlačenie imunity) - znižujú vylučovanie draslíka obličkami.
  • Náhle extrémne vysoké enterálne a parenterálne (črevný trakt okamžite) zaťaženie draslíkom.
  • Zneužívanie alkoholu (zneužívanie alkoholu)

U pacientov s urémiou (výskyt močových látok v krvi nad normálnymi hodnotami) sa paradoxne zistili znížené intracelulárne koncentrácie draslíka. Tieto vyplývajú z postihnutých glukóza tolerancia (zvýšené hladiny glukózy v krvi) sa často vyskytuje u uremických pacientov v dôsledku zvyšovania inzulínová rezistencia (znížená bunková odpoveď na inzulín), ktorá zhoršuje absorpciu draslíka do buniek tela downreguláciou (downreguláciou) Na + / K + -ATPázy. Zvýšená hladina extracelulárneho draslíka viesť k zníženiu membránového potenciálu nervových a svalových buniek. Klinicky sa narušená tvorba a vedenie vzruchu prejavuje neuromuskulárnymi príznakmi, ako sú:

  • Všeobecná svalová slabosť - prejavuje sa napríklad „ťažkými nohami“ a dýchanie Poruchy.
  • Parestézie rúk a nôh (poškodenie citlivých nervových vlákien) - prejavujúce sa ako pocit nepohodlia, ako je mravčenie, necitlivosť a svrbenie, alebo ako bolestivý pocit pálenia.
  • Ochrnutie - iba v extrémnych prípadoch
  • Bradykardické arytmie (spomalená srdcová činnosť (srdcová frekvencia <60 úderov za minútu), pokles kontraktility z dôvodu abnormalít vedenia)) na ventrikulárnu fibriláciu (bezduchová srdcová arytmia) a asystólia (zastavenie elektrického a mechanického srdcového pôsobenia)

Príznaky hyperkaliémie (prebytok draslíka) sa môžu vyskytnúť pri koncentráciách v sére> 5.5 mmol / l. Na rozdiel od hypokaliémie (nedostatok draslíka, <3.5 mmol / l), EKG (elektrokardiogram) zmeny sú typické pri hyperkaliémii (prebytok draslíka) a rozsah týchto zmien závisí od koncentrácie draslíka v sére. Ďalšia prítomnosť hypokalciémie (vápnik nedostatok), acidóza (prekyslenie tela, pH krvi <7.35) alebo hyponatrémia (nedostatok sodíka) zhoršuje symptomatický priebeh hyperkaliémie (prebytok draslíka).