Mechanizm hipokaliemii w niedoborze magnezu

hipokaliemia jest jedną z najczęściej spotykanych nieprawidłowości płynów i elektrolitów w medycynie klinicznej. Stężenie potasu (K+)w surowicy stanowi równowagę między spożyciem, wydalaniem i dystrybucją pomiędzy przestrzeniami pozakomórkowymi i wewnątrzkomórkowymi.1 w związku z tym hipokaliemia może być spowodowana redystrybucją K+ z surowicy do komórek, zmniejszeniem spożycia w diecie lub nadmierną utratą K+ z przewodu pokarmowego lub z nerek. Co zrozumiałe, hipokaliemia spowodowana nadmierną utratą nerek lub przewodu pokarmowego lub zmniejszonym spożyciem może być związana z utratą i niedoborem innych jonów. Szacuje się, że ponad 50% klinicznie istotnej hipokaliemii ma jednocześnie niedobór magnezu. Klinicznie, złożony niedobór K+ i magnezu jest najczęściej obserwowany u osób otrzymujących leki moczopędne typu loop lub tiazydowe.1 inne przyczyny obejmują biegunkę; alkoholizm; wewnętrzne zaburzenia transportu kanalików nerkowych, takie jak zespoły Barttera i Gitelmana; i uszkodzenia kanalików spowodowane lekami nefrotoksycznymi, w tym aminoglikozydami, amfoterycyną B, cisplatyną itp. Równoczesny niedobór magnezu jest od dawna doceniany w celu nasilenia hipokaliemii.2 hipokaliemia związana z niedoborem magnezu jest często oporna na leczenie K+. Jednoczesne podawanie magnezu jest niezbędne do korygowania hipokaliemii. Mechanizm hipokaliemii w niedoborze magnezu pozostaje jednak niewyjaśniony. Tutaj dokonujemy przeglądu istniejącej literatury na ten temat, aby lepiej zrozumieć mechanizm. Ze względu na ograniczenia przestrzenne, recenzja przytacza artykuły przeglądowe zamiast wielu oryginalnych publikacji.

poprzednie artykuły sugerowały, że upośledzenie Na-K-ATPazy spowodowane niedoborem magnezu przyczynia się do wyniszczenia K+.Niedobór magnezu 3,4 upośledza Na-K-Atpazę, co zmniejsza wychwyt komórkowy K+.3 zmniejszenie wychwytu komórkowego K+, jeśli wystąpi wraz ze zwiększonym wydalaniem z moczem lub żołądkowo-jelitowym, doprowadziłoby do wyniszczenia K+ i hipokaliemii. Niewiele K+ jest wydalane przez przewód pokarmowy normalnie; dlatego hipokaliemia w niedoborze magnezu jest prawdopodobnie związana ze zwiększonym wydalaniem K + przez nerki. Aby wesprzeć ten pomysł, Baehler et al.Wykazano, że podawanie magnezu zmniejsza wydalanie K+ z moczem i zwiększa stężenie K+ w surowicy u pacjenta z chorobą Barttera z połączoną hipomagnezemią i hipokaliemią. Podobnie, sam zamiennik magnezu (bez K+) zwiększa stężenie K+ w surowicy u osób z hipokaliemią i hipomagnezemią i leczonych tiazydowymi lekami moczopędnymi.6 podawanie magnezu zmniejszało wydalanie K+ z moczem u tych osób (dr Charles Pak, personal communication, UT Southwestern Medical Center at Dallas, 13 lipca 2007). Ponadto, wlew magnezu zmniejsza wydalanie K+ z moczem u zdrowych osób.7

k+ jest swobodnie filtrowany w kłębuszku. Większość przefiltrowanego K+ jest wchłaniana przez kanalik proksymalny i pętlę Henle ’ a. Wydzielanie K+ występuje w kanalikach kanalikowych i kanalikach korowych, co w dużej mierze przyczynia się do wydalania K+ z moczem.1 Kamel i wsp.8 zbadano kanalikowe miejsce działania magnezu, mierząc transtubularny gradient stężenia K+ (TTKG). Ttkg powoduje pośrednie odbicie wydzielania K+ w dystalnym nefronie. Autorzy odkryli, że wlew magnezu (ale nie wlew chlorku amonu w celu skorygowania zasadowicy metabolicznej) zmniejszył wydalanie K+ z moczem i zmniejszył ttkg u czterech z sześciu pacjentów z chorobą Gitelmana i hipokalemią, hipomagnezemią i zasadowicą metaboliczną. W ten sposób zastąpienie magnezu zapobiega, przynajmniej częściowo, wyniszczeniu nerki K+ poprzez zmniejszenie wydzielania w nefronie dystalnym. Wcześniejsze badania mikropunktury potwierdziły również, że magnez zmniejsza dystalne wydzielanie K+.9,10

Jaki jest komórkowy mechanizm zmniejszania wydzielania K+ przez magnez? W późnych kanalikowych i korowych komórkach kanalików zbiorczych, K+ jest pobierany do komórek przez błonę podstawno-boczną przez Na-K-ATPazy i wydzielany do płynu luminalnego przez wierzchołkowe kanały K+. Dwa rodzaje kanałów K+ pośredniczą w wydzielaniu szczytowym K+: kanały ROMK i maxi-K. ROMK jest kanałem prostującym do wewnątrz K+ odpowiedzialnym za wydzielanie podstawowe (nie stymulowane przepływem) K+.11 wewnętrzna rektyfikacja oznacza, że jony K+ płyną w komórkach przez kanały jonowe łatwiej niż na zewnątrz.12 reabsorpcja sodu (Na+) przez nabłonkowy kanał na+ (ENaC) depolaryzuje potencjał błony wierzchołkowej, który zapewnia siłę napędową wydzielania K+. Aldosteron zwiększa reabsorpcję sodu poprzez ENaC w celu pobudzenia wydzielania K+ (ryc. 1). Kanały Maxi-K odpowiadają za stymulowane przepływem wydzielanie K+ (dane nie pokazane). Wewnętrzna rektyfikacja ROMK wynika, gdy wewnątrzkomórkowy Mg2+ wiąże i blokuje pory kanału od wewnątrz, ograniczając w ten sposób strumień K+ Na Zewnątrz (efflux). Wewnętrzny strumień K+ (napływ) wyprze wewnątrzkomórkowy Mg2+ z porów i uwolni blok (ryc. 2). Stężenie wewnątrzkomórkowego Mg2+ wymagane do hamowania ROMK zależy od napięcia błony i stężenia zewnątrzkomórkowego K+.13 przy fizjologicznym potencjale pozakomórkowego K+ i błony wierzchołkowej w dystalnym nefronie, skuteczne wewnątrzkomórkowe stężenie Mg2+ do hamowania ROMK waha się od 0,1 do 10,0 mM, przy średnim stężeniu około 1,0 mM.13 wewnątrzkomórkowe stężenie Mg2+ szacuje się na 0,5 do 1,0 mM.Tak więc, wewnątrzkomórkowy Mg2+ jest krytycznym wyznacznikiem wydzielania K+ z udziałem Romka w dystalnym nefronie. Zmiany wewnątrzkomórkowego stężenia Mg2+ w zakresie fizjologiczno-patofizjologicznym znacząco wpłynęłyby na wydzielanie K+.