前幾天發(fā)了一個丁香園論壇的求助,，一名醫(yī)學(xué)生對于教材中低鎂血癥導(dǎo)致低鉀血癥的機制不清楚,，由此引發(fā)了一場討論,。問題詳見：低血鎂使得腎小管上皮細(xì)胞鈉泵失活,，為啥會導(dǎo)致低血鉀,？
第八版的病理生理教科書上所給的解釋是：低鎂使得腎小管上皮細(xì)胞的 Na+-K+-ATP 酶失活，鉀重吸收障礙所致,。
在網(wǎng)上簡單的查找了一些資料,，發(fā)現(xiàn)也是如下的類似解釋：
然而，這樣的解釋經(jīng)不起深究,，因為鈉-鉀-ATP 酶分布實在是太廣泛了,，如果說低鎂血癥引起鈉-鉀-ATP 酶活性減低，那么由此導(dǎo)致的后果絕對不僅僅只有低鉀血癥,。
在通過查找資料以及同行的幫助下，發(fā)現(xiàn)了這個問題有了新的理解,。我們結(jié)合 JASN 上的文章對這個問題進(jìn)行一些深入的探討,。
首先要了解一下，在遠(yuǎn)端腎單位（遠(yuǎn)曲小管后段,、連接小管以及皮質(zhì)集合管）分泌鉀的主要原理：
K+通過基底膜側(cè)的鈉-鉀-ATP 酶（圖中藍(lán)色橢圓形）進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞,，然后通過上皮細(xì)胞的管腔側(cè) ROMK 通道（圖中黃色圓柱體）進(jìn)入小管液（即泌 K+）。
這個 ROMK，即 the renal outer-medullary K+ channel,，是今天要說的一個重要結(jié)構(gòu),，有個很拗口的中文名稱：腎臟外髓鉀通道。也有稱之為 KIR1.1,，學(xué)名應(yīng)該是：potassium voltage-gated channel subfamily J member 1,，感興趣的可以看看這方面更多的文獻(xiàn)。
Na+通過 ENaC（綠色圓柱體）從小管液中進(jìn)入上皮細(xì)胞,，使上皮細(xì)胞管腔側(cè)去極化,，這是泌 K+的動力。這里其實 ENaC 也是一個非常有意思的結(jié)構(gòu),，即 epithelial sodium channel,，中文稱之為：上皮鈉通道。這個和腎科的日常聯(lián)系更緊密,，有興趣也可以參看相關(guān)的文獻(xiàn),。
因此，得出結(jié)論：Na+向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移會刺激 K+的分泌
這里還可以解釋醛固酮作為利尿劑作用靶點的一個很重要特性：保鈉排鉀,。即 醛固酮通過 ENaC 增加 Na+的重吸收,，也使得 K+的分泌增加（圖中紅色箭頭所示）。
接下來該看看真正的解釋了,！
如圖所示,，每幅圖中的上下兩個深藍(lán)色橢圓形即表示 ROMK。右側(cè)為基底膜側(cè),，淡黃色弧形區(qū)域表示遠(yuǎn)端腎單位腎小管上皮細(xì)胞,，可以看到，ROMK 位于上皮細(xì)胞的頂端,。左側(cè)淡藍(lán)色為腎小管管腔側(cè),。
上皮細(xì)胞內(nèi) Mg2+濃度為 0 時，K+在驅(qū)動力（見上）的作用下,，可以自由在細(xì)胞膜的兩側(cè)移動,。如 圖 A、圖 B
我們再來看看這個時候 K+的轉(zhuǎn)移受哪些因素影響：
第一,、細(xì)胞內(nèi)外的 K+濃度差：細(xì)胞內(nèi) K+濃度能高到 140 mmol/L,，而細(xì)胞外僅僅只有 5 mmol/L，因此化學(xué)濃度梯度會促使 K+外流,。
第二,、電荷：細(xì)胞膜負(fù)電荷又促使 K+內(nèi)流。
內(nèi)流和外流的力量,，在膜電位-86mV 時達(dá)到平衡（即平衡電位 Ek）,。
當(dāng)細(xì)胞膜電位比平衡電位更負(fù)的時候,，（比如?-100mV，但實際上生理情況下在遠(yuǎn)端腎單位上皮側(cè)很少會出現(xiàn)這么「負(fù)」的電位）,，鉀離子是表現(xiàn)為內(nèi)流的,。如圖 A 所示。同樣的,，當(dāng)膜電位比平衡電位更「正」的時候,，（比如-50mV，這種情況其實在生理情況下更常見）,，鉀離子表現(xiàn)為向外流,。如圖 B 所示。
當(dāng)細(xì)胞內(nèi) Mg2+為生理濃度（如 1 mmol/L）時,，ROMK 會讓 K+內(nèi)流超過外流（即：內(nèi)向性整流）,，這是因為細(xì)胞內(nèi) Mg2+是和 ROMK 綁定在一起的，這種綁定阻礙了 K+的外流（見圖 D）,。
因此,，一旦出現(xiàn)低鎂血癥，上皮細(xì)胞內(nèi) Mg2+也會減少,，這種阻礙作用就弱化了,，細(xì)胞內(nèi)的 K+就嘩啦啦的外流到小管液中了（這個時候更多的類似 B 圖所示，因 A 圖不是常態(tài),。）,，這么多 K+分泌到管腔中隨尿排出體外，低鉀血癥也就隨之而來咯,。有報道,，低鎂血癥中低鉀血癥的發(fā)生率約 40% ～ 60%。
通過對這個機制的了解,，我們還能明白另外一個臨床上的問題,，對于有些難治性低鉀血癥，為什么需要補鎂,？如果把補鉀比喻成往桶里倒水的話,，水桶下面有一個漏水的孔（ROMK），而鎂就是能夠堵住這個孔的閥門,，不把閥門關(guān)上,，光往桶里倒水，很難倒?jié)M,。
當(dāng)然,，還有其他情況導(dǎo)致低鎂血癥同時合并低鉀血癥，比如使用利尿劑,、腹瀉,、Bartter 綜合征、Gitelman 綜合征,、腎毒性物質(zhì)損傷了腎小管等等,。
最后還看到一張有意思的圖，也和大家分享下,，如果缺鎂的同時鹽攝入過多或伴有醛固酮升高,，低鉀就更明顯啦！后果你們自己看：
個人理解難免不足之處,，還請大家不吝賜教,！
真心希望教科書能夠與時俱進(jìn)！
參考文獻(xiàn)：
1.?Huang CL, Kuo E.Mechanism of hypokalemia in magnesium deficiency.J Am Soc Nephrol. 2007 Oct;18(10):2649-52.
2.?Yang L, Frindt G, Palmer LG.Magnesium modulates ROMK channel-mediated potassium secretion.J Am Soc Nephrol. 2010 Dec;21(12):2109-16.
特別鳴謝：麻省總院布萊根婦女醫(yī)院 李嘉華
