Mekanisme Av Hypokalemi I Magnesiummangel

Hypokalemi er blant de hyppigst forekommende væske-og elektrolyttavvikene i klinisk medisin. Konsentrasjonen av kalium (k+) i serum er en balanse mellom inntak, utskillelse og distribusjon mellom de ekstra – og intracellulære rom.1 Følgelig kan hypokalemi skyldes omfordeling Av K+ fra serum til celler, redusert diettinntak eller overdreven tap Av K+ fra gastrointestinalbanen eller fra nyrene. Forståelig nok vil hypokalemi fra overflødig nyre – eller gastrointestinal tap eller redusert inntak trolig være forbundet med tap og mangel på andre ioner. Det er anslått at mer enn 50% av klinisk signifikant hypokalemi har samtidig magnesiummangel. Klinisk er kombinert K+ og magnesiummangel oftest observert hos personer som får loop-eller tiaziddiuretikabehandling.1 andre årsaker inkluderer diare; alkoholisme; iboende renale tubulære transportforstyrrelser som Bartter og Gitelman syndromer; og tubulære skader fra nefrotoksiske legemidler, inkludert aminoglykosider, amfotericin B, cisplatin, etc. Samtidig magnesiummangel har lenge vært verdsatt for å forverre hypokalemi.2 Hypokalemi assosiert med magnesiummangel er ofte ildfast mot behandling Med K+. Samtidig administrasjon av magnesium er viktig for å korrigere hypokalemi. Mekanismen for hypokalemi i magnesiummangel forblir imidlertid uforklarlig. Her vurderer vi eksisterende litteratur om emnet for å gi bedre forståelse av mekanismen. På grunn av plassbegrensninger, siterer denne anmeldelsen artikler i stedet for mange originale publikasjoner.

Tidligere artikler antydet at svekkelse Av Na-K-ATPase forårsaket av magnesiummangel bidrar Til k + sløsing.3,4 Magnesiummangel svekker Na-K-ATPase, noe som vil redusere cellulær opptak Av K+.3 en reduksjon I cellulært opptak Av K+, hvis Det oppstår sammen med økt urin eller gastrointestinal utskillelse, vil føre Til k + sløsing og hypokalemi. Little K + utskilles normalt av mage-tarmkanalen; derfor er hypokalemi i magnesiummangel sannsynligvis forbundet med økt renal k+ utskillelse. For å støtte denne ideen, Baehler et al.5 viste at administrasjon av magnesium reduserer urin k + utskillelse og øker serum K + nivåer hos En Pasient Med Bartters sykdom med kombinert hypomagnesemi og hypokalemi. Tilsvarende øker magnesiumutskifting alene (uten K+) serum K + nivåer hos personer som har hypokalemi og hypomagnesemi og får tiazidbehandling.6 Magnesium administrasjon redusert urin k + utskillelse i disse personene (Dr. Charles Pak, personlig kommunikasjon, Ut Southwestern Medical Center I Dallas, juli 13, 2007). Videre reduserer magnesiuminfusjon urin k + utskillelse hos normale individer.7

K + filtreres fritt ved glomerulus. Det meste av den filtrerte K+ reabsorberes av den proksimale tubule og sløyfen Til Henle. K + sekresjon forekommer i sent distale convoluted tubule og kortikale samle kanal, som bidrar i stor grad til urin k + utskillelse.1 Kamel et al.8 adresserte det rørformede virkningsstedet for magnesium ved å måle transtubulær k + konsentrasjonsgradient (TTKG). Ttkggir en indirekte refleksjon Av k + sekresjon i distal nephron. Forfatterne fant at magnesiuminfusjon (men ikke ammoniumkloridinfusjon for å korrigere metabolsk alkalose) reduserte urin k + utskillelse og reduserte TTKG hos fire av seks pasienter med Gitelman sykdom og hypokalemi, hypomagnesemi og metabolsk alkalose. Dermed forhindrer magnesiumutskifting renal K+ sløsing, i det minste delvis, ved å redusere sekresjonen i distal nephron. Tidligere mikropunkturstudier bekreftet også at magnesium reduserer distal k + sekresjon.9,10

Hva er den cellulære mekanismen for reduksjon I k + sekresjon av magnesium? I de sene distale rørformede og kortikale oppsamlingskanalceller tas K+ opp i celler over den basolaterale membranen via Na-K-Atpaser og utskilles i luminal væske via apikale k + kanaler. To Typer k + kanaler formidler apikal k + sekresjon: ROMK og maxi-K kanaler. ROMK er en innadrettet K + kanal som er ansvarlig for basal (ikke–strømningsstimulert) K+ sekresjon.11 Innover retting betyr At K + ioner flyter i cellene gjennom ionekanaler lettere enn ut.12 Natrium (Na+) reabsorpsjon via epithelial Na + kanal (ENaC) depolariserer det apikale membranpotensialet, som gir drivkraften For k + sekresjon. Aldosteron øker natriumreabsorpsjonen via ENaC for å stimulere k + sekresjon (Figur 1). Maxi-k kanaler er ansvarlige for strømningsstimulert k + sekresjon(data ikke vist). Innadretting AV ROMK resulterer når intracellulær Mg2+ binder og blokkerer kanalens pore fra innsiden, og begrenser dermed utover K + flux (efflux). Innad K + flux (tilstrømning) vil forskyve intracellulær Mg2+ fra porene og frigjøre blokken (Figur 2). Konsentrasjonen av intracellulær Mg2+ som kreves for inhibering AV ROMK, avhenger av membranspenning Og ekstracellulær konsentrasjon Av K+.13 ved det fysiologiske ekstracellulære k+ og apikale membranpotensialet i det distale nefronet, er den effektive intracellulære konsentrasjonen Av Mg2+ for å hemme ROMK fra 0,1 til 10,0 mM, med median konsentrasjon på omtrent 1,0 mM. 13 den intracellulære mg2 + konsentrasjonen er estimert til 0,5 til 1,0 mM.14 således er intracellulær Mg2+ en kritisk determinant AV ROMK-mediert k+ sekresjon i distal nephron. Endringer i intracellulær mg2 + – konsentrasjon over det fysiologisk-patofysiologiske området vil signifikant påvirke k + – sekresjonen.

Magnesium Er den mest omfattende divalente kation i kroppen. Omtrent 60% magnesium lagres i bein, en annen 38% er intracellulær i bløtvev, og bare ca 2% er i ekstracellulær væske inkludert plasma. Cytosol er det største intracellulære rommet For Mg2+. Den cellulære mg2 + konsentrasjonen er estimert mellom 10 til 20 mM. i cytosol Danner mg2 + – ioner hovedsakelig komplekser MED ATP og i mindre grad med andre nukleotider og enzymer. Bare ca 5% Av mg2+ (0,5 til 1,0 mM) i cytosol er fri (ubundet).14 graden Av utveksling Av Mg2+ mellom vev og plasma varierer sterkt. Det ble vist i nyre og hjerte at 100% av intracellulær Mg2+ kan bytte med plasma innen 3 til 4 timer.15 derimot kan bare omtrent 10% magnesium i hjernen og 25% i skjelettmuskulatur bytte med plasma, og likevekten oppstår etter ≥16 h. grunnlaget for forskjellene er ikke kjent. Den intracellulære konsentrasjonen av fritt Mg2+ i nyretubuli i magnesiummangeltilstander er ikke målt. Likevel støtter disse resultatene ideen om at intracellulær Mg2+ i nyretubuli faller lett under magnesiummangel. I samsvar med den raske utvekslingen mellom hjerte og plasma, forårsaker mg2 + – uttømming dype bivirkninger på myokardiet.16

Flere genetiske lidelser av magnesium homeostase har magnesium sløse uten samtidig K + sløse.17 disse inkluderer familiær hypomagnesemi med hyperkalsiuri og nefrokalsinose, forårsaket av mutasjoner av et stramt kryssprotein Paracellin-1 i den tykke stigende lemmen Av Henles sløyfe, og hypomagnesemi med sekundær hypokalsemi, forårsaket av mutasjoner av magnesiumkanalen TRPM6. 18,19 i disse genetiske sykdommene av magnesiumtransportørforstyrrelse17-19 og eksperimentelle modeller av isolert diettmagnesiummangel, 4, 10 serum K + nivåer Og urin K+ utskillelse er normale. Hvordan forener disse funnene med den foreslåtte modellen at senking av intracellulær Mg2 + øker ROMK-mediert K + sekresjon i distale tubuli? En årsak til mangelen på signifikant hypokalemi og k + sløsing i isolert magnesiummangel er relatert Til nedsatt Na-K-ATPase. Redusert cellulært k + opptak i muskel og nyre vil ha en tendens til å opprettholde serum K + nivåer, men redusere nyre K + sekresjon4, 10; derfor er ytterligere faktorer nødvendig for å fremme nyre k+ utskillelse. EN annen grunn er knyttet til DET FAKTUM AT ROMK-kanaler i den apikale membranen i distale tubuli også spiller en viktig rolle i regulering av membranpotensialet.11 en økning I k + – sekresjonen vil hyperpolarisere membranpotensialet (som et resultat av tap av intracellulære positive ladninger), noe som reduserer drivkraften for utadvendt k+ – flux og til slutt begrenser den totale mengden K+ – sekresjon; derfor kan en ren økning I ROMK-aktivitet fra en lav intracellulær Mg2+ ikke være tilstrekkelig til å forårsake en betydelig k+ – sløsing. Ytterligere faktorer som vil gi en unabating drivkraft For k + sekresjon (dvs. forhindre apikal membranhyperpolarisering), som en økning i distal natriumlevering og forhøyede aldosteronnivåer, er viktige for å forverre K+ sløsing i magnesiummangel (Figur 3). En eller begge faktorer er tilstede i diuretika terapi, diare, alkoholisme, Bartter og Gitelman syndromer, og rørformede skader fra nefrotoksiske stoffer.

Magnesium Og K+ Er de to mest omfattende intracellulære kationene. På grunn av deres dominerende intracellulære fordeling er mangel på disse ioner underanerkjent. Både magnesium og K + er avgjørende for å stabilisere membranpotensialet og redusere cellens eksitabilitet.16 Magnesiummangel vil ikke bare forverre k + sløsing, men forverre også de negative effektene av hypokalemi på målvev.16 Anerkjennelse av samtidig magnesiummangel og tidlig behandling med magnesium er avgjørende for effektiv behandling og forebygging av komplikasjoner av hypokalemi.

• © 2007 American Society Of Nephrology