鉀離子

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鉀離子(K+)是金屬元素鉀的陽(yáng)離子。

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鉀離子

鉀是人類營(yíng)養(yǎng)中的一種必要宏量元素，也是動(dòng)物細(xì)胞中主要的陽(yáng)離子，同時(shí)在體液及電解質(zhì)平衡上非常的重要。大量血漿（約每天180升）在腎臟的腎小球處過濾。因此一天約會(huì)過濾60200毫克的鈉與33000毫克的鉀。1000-10000毫克的鈉及1000-4000毫克的鉀需要在每天的飲食內(nèi)被人體吸收。鈉用以保持血液總體積及滲透壓的恒定，而吸收鉀以維持其于血清中的濃度（約每公升190毫克）。為維持鈉含量，鈉幫浦需要時(shí)常運(yùn)作，鉀有時(shí)也需要被保存，但因?yàn)檠褐锈浀暮糠浅Ｉ伲?a href="/w/%E7%BB%86%E8%83%9E" title="細(xì)胞">細(xì)胞中的鉀常成枯竭狀態(tài)，這種狀況對(duì)鉀來說并不是那么的重要。尿液在到達(dá)集尿管以前鉀會(huì)被分泌兩次并且被再吸收三次。從這點(diǎn)看來鉀濃度在血清中一般是一樣的。若鉀元素從飲食中被排除，腎臟中的鉀離子每天還是會(huì)有最小基本分泌量，約200毫克，而且絕不會(huì)被完全中斷。正因?yàn)椴⒉粫?huì)完全被中斷，若全身的鉀下降到約平常的一半將會(huì)造成死亡。在這過程的最后如血清濃度太高，鉀會(huì)被再一次分泌。

鉀離子體內(nèi)平衡

鉀離子在日常飲食中以多種型態(tài)出現(xiàn)如：胺基酸鉀、葡萄糖酸鉀、檸檬酸鉀和醋酸鉀。鉀離子不只可以間接控制體內(nèi)的水平衡，也是神經(jīng)脈沖和肌肉收縮中不可或缺的離子。除此之外鉀離子在人體之中另一項(xiàng)重要的功能是糖類（carbohydrate）的儲(chǔ)存。

根據(jù)專家的建議，人一天最好攝取4到6公克的鉀以避免鉀離子不足。人體內(nèi)的鉀離子平衡通常由腎臟來調(diào)控，過多的鉀離子則以尿液型式排出體外，但若體內(nèi)的鉀離子過多來不及排出則會(huì)造成嚴(yán)重的肌肉癱瘓以及心律不整。

鉀離子的不足或過量都會(huì)造成疾病，常見的有高血鉀以及低血鉀。一般來說鉀離子的平衡是由鉀離子主動(dòng)運(yùn)輸幫浦達(dá)成，且有兩種以上的荷爾蒙訊號(hào)影響；

  1. 胰島素和腎上腺激素性兒茶酚胺（adrenergic catecholamines）可增加細(xì)胞膜上的鈉鉀幫浦對(duì)鉀離子的通透性，促使鉀離子由血液進(jìn)入細(xì)胞；胰島素則有回饋的作用，即高血鉀會(huì)刺激胰島素分泌但低血鉀則有抑制作用。
  2. 甲狀腺荷爾蒙會(huì)刺激鈉鉀幫浦的合成使血液中的鉀離子進(jìn)入細(xì)胞，故甲狀腺功能亢進(jìn)的患者可能發(fā)生低血鉀癥。
  3. 醛固酮（aldosterone）可借由影響腎臟對(duì)鉀離子的分泌來調(diào)控體內(nèi)的鉀離子儲(chǔ)存量。

腎臟對(duì)鉀離子的調(diào)控

對(duì)于一般人來說，80-90%鉀離子流失的途徑主要是經(jīng)由腎臟產(chǎn)生尿液而排泄，而只有少部份（10-20%）是經(jīng)由糞便排出。因此腎臟對(duì)于鉀離子的調(diào)控作用極為重要，以維持鉀離子濃度在正常范圍內(nèi)。然而腎臟排泄鉀離子過程大致分為三個(gè)階段：

  1. 腎小球的過濾作用。
  2. 近曲小管再吸收已過濾鉀離子的90-95%。
  3. 隨著攝入鉀離子的數(shù)量變化，遠(yuǎn)曲小管和集尿管在醛固酮作用下改變鉀的分泌而維持平衡。

此外，由上述的介紹，我們可以知道腎臟對(duì)鉀離子的分泌也可以受到醛固酮的影響，進(jìn)而調(diào)控體內(nèi)的鉀離子儲(chǔ)存量。因此，我們必須對(duì)于醛固酮有以下的了解：

  1. 什么是醛固酮：醛固酮是由腎上腺皮質(zhì)層最外層所分泌的激素，而膽固醇為其原料，因此屬于脂類物質(zhì)。
  2. 醛固酮的作用：醛固酮可以維持人體血液中鉀離子和鈉離子的平衡。當(dāng)血鉀含量過高或血鈉含量過低時(shí)，會(huì)刺激腎上腺使得醛固酮分泌量增加。而當(dāng)醛固酮進(jìn)入腎細(xì)胞后，會(huì)與細(xì)胞質(zhì)中的醛固酮受體蛋白結(jié)合，然后再以這個(gè)復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞核的染色質(zhì)上，轉(zhuǎn)錄再轉(zhuǎn)譯出一個(gè)稱為醛固酮誘導(dǎo)蛋白的特殊蛋白。它可以對(duì)鈉泵起作用，進(jìn)而促進(jìn)腎小管、集尿管對(duì)鈉離子的再吸收作用和分泌作用，來維持血鉀和血鈉含量的平衡。相反的，若血鉀含量降低或血鈉含量升高時(shí)，醛固酮的分泌就會(huì)減少，然后再以相對(duì)的作用維持平衡。
  3. 醛固酮分泌異常：
    • 分泌過多：醛固酮分泌過多，會(huì)使人體從尿液中大量排泄鉀、鎂等離子，但對(duì)于鈉離子的排出反而減少，造成了血鉀降低、血鈉升高的現(xiàn)象。此時(shí)，體內(nèi)水分和血漿的容量也會(huì)隨著增加，使得血壓升高形成高血壓。而常見的癥狀如下：（1）肌肉感到無力而經(jīng)常無緣無故跌倒；嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致肌肉癱瘓。（2）心肌功能改變而發(fā)生心律紊亂。（3）腎臟方面，容易引起腎小管的變質(zhì)或壞死，導(dǎo)致腎小管功能紊亂，而使得尿的濃縮功能不佳，所以多數(shù)病人有頻尿的現(xiàn)象，特別是夜間不僅次數(shù)增多，尿量也會(huì)增加。
    • 分泌過少：如果醛固酮分泌過少，會(huì)引起鈉和水排出過多，造成血鈉減少、血鉀升高，進(jìn)而有低血壓、低血糖的現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生食欲不振、肌力低下、易疲勞、體重減輕等癥狀。

鉀離子失調(diào)的癥狀

由上列敘述可知，常見的癥狀為低血鉀及高血鉀。以下分別將這兩種癥狀作詳細(xì)的介紹。

低血鉀

  1. 現(xiàn)象：低血鉀為常見的電解質(zhì)異常，成年人人體鉀離子總量約為3500meq，血漿中約3.5-4.8meq/L，細(xì)胞內(nèi)含量150meq/L。體內(nèi)細(xì)胞內(nèi)外的鉀離子是依賴鈉-鉀幫浦及ATPase來維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度差而以保持神經(jīng)傳導(dǎo)中的靜止膜電位 ，也因此與心臟節(jié)律有很大的影響。
  2. 按照血清中鉀離子的濃度大略分為：
    • 輕度低血鉀癥（血清鉀濃度介于3.0至3.5 meq/L）：沒有特別的癥狀，不易被注意、察覺。
    • 中度低血鉀癥（血清鉀濃度介于2.5至3.0 meq/L）：癥狀像是感到疲倦及有便秘等。
    • 重度低血鉀癥（血清鉀濃度小于2.5meq/L）：肌肉壞死，神經(jīng)肌肉麻痹，呼吸痺衰竭等威脅生命的癥狀。
  3. 常見造成的原因：
    • 藥物的副作用，改變鉀的吸收，或造成大量排瀉。
    • 攝取減少、流失過多，如運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期大量流汗，病人有嘔吐癥狀等。
    • 鉀離子突然自細(xì)胞外轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)。
    • 甲狀腺亢進(jìn)的低血鉀癥。
  4. 造成的影響：
  5. 診斷方式：低血鉀癥通常為測(cè)量血清中鉀離子濃度而發(fā)現(xiàn)，很少為病發(fā)后才被為發(fā)現(xiàn)，血清中鉀離子的濃度若有降低則代表生理中鉀的恒定遭到破壞。抽血檢驗(yàn)時(shí)，因白血球在室溫下會(huì)攝取鉀離子，白血球計(jì)數(shù)太高的檢體（如白血病患者）在室溫下存放過久其鉀離子會(huì)降低，因此臨床實(shí)驗(yàn)室收到檢體時(shí)需立即分離血清。

高血鉀

  1. 現(xiàn)象：血漿中鉀離子濃度大于5.5meq/L時(shí)就被稱為為高血鉀。
  2. 常見造成的原因：
    • 腎臟衰竭，則維持平常的攝取量就可能引起
    • 腎的排出減少
    • 細(xì)胞遭破壞（例如燒燙傷）鉀離子由細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外液
    • 使用誘發(fā)高鉀血癥的藥物
  3. 造成的影響：
  4. 診斷方式：
    • 測(cè)量血清中鉀離子的濃度，大于5.5meq/L即為高血鉀癥。
    • EKG變化：一般會(huì)有尖峰狀T波（K+＞6.0mEq/l）；QRS和P波變寬（K+＞7mEq/l）
    • 心室纖維顫動(dòng)（K+＞8 mEq/l）等現(xiàn)象。

生物上的應(yīng)用

鉀離子對(duì)于植物的營(yíng)養(yǎng)很重要，大部份存在于土壤中。最主要在農(nóng)業(yè)、園藝、水耕上用來當(dāng)作肥料的有氯化鉀（KCl）、硫酸鉀（K2SO4）與硝酸鉀（KNO3）。在動(dòng)物中則是利用鈉鉀幫浦來維持細(xì)胞生命。

食物上的應(yīng)用

氯化鉀通常被高血壓病人用來代替鹽，減少鈉的攝入。芹菜汁中有豐富的鉀，為鉀很好的食物來源。[1][[美國(guó)農(nóng)業(yè)部將番茄泥、柳橙汁、甜菜、白豆、香蕉、杏仁等含鉀離子的食物來源列出。[2]

酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6）為泡打粉中主要的組成分。溴酸鉀（KBrO3）為強(qiáng)氧化劑，用來作為面粉處理劑，不僅可以使面包更白，而且它可以使面??包更松更漂亮。由于能有效降低成本，許多面粉企業(yè)都使用溴酸鉀。

亞硫酸鉀（KHSO3）用來幫助食物的防腐，像是在酒和啤酒的制造，但不用于肉類。也用于漂白紡織品。

參見

注釋

  1. ↑ Celery - Nutritional Analysis http://www.juicingbook.com/vegetables/celery
  2. ↑ Potassium / K (mg.) Content of Selected Foods per Common Measure, sorted by nutrient content | USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 20 http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/Data/SR20/nutrlist/sr20w306.pdf

參考資料

代謝組合項(xiàng)目／
血漿滲透壓

BMP：電解質(zhì)（Na+／K+、Cl-／HCO3-） · 腎功能、尿素氮肌酐比（BUN／肌酐) · 葡萄糖 · Ca

CMP：BMP＋蛋白質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目（人血清白蛋白、血清總蛋白) · 肝功能檢驗(yàn)項(xiàng)目（ALP、ALT、AST、膽紅素）
鐵
酸堿平衡
凝血
血液糖類
內(nèi)分泌
CBC／紅細(xì)胞指數(shù)
MCH · MCHC · MCV · HCT
感染
炎癥
CRP · ESR
胎兒血紅蛋白
其他

參考來源

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