Valerija Čukanova¹

¹Vilniaus City Clinical Hospital, Vilnius, Lithuania

Abstract

Potassium is the principal positive ion in the human body. Almost 98% of potassium is located in a cell, with the concentration gradient being supported by an adenosine triphosphatase pump (NA+ / K+ –ATPase). The ratio of the extracellular and intracellular potassium is important when trying to determine membrane potential of a cell. Potassium helps to preserve the balance of acidity and alkalinity, maintains isotonicity and cellular electrodynamic activity. Potassium also activates many enzyme-related reactions and plays an important role in transmitting nerve impulses, contracting heart, skeleton and smooth muscles, as well as supporting gastric secretion and kidneys. Hypokalemia is a condition when blood’s potassium levels drop below 3,5 mmol/l. It is one of the most frequently encountered electrolyte disorders in clinical practice, which can lead to many life-threatening complications. People with chronic heart and vascular disorders or kidney diseases are considered as high risk. A normal blood potassium level is 3,5 – 5,0 mmol/l. The severity of hypokalemia is normally classified by the serum potassium level: Light when serum potassium level is 3,0 – 3,4 mmol/l, moderate when serum potassium level is 2,5 – 3,0 mmol/l, and severe when serum potassium level drops below 2,5 mmol/l. Causes of hypokalemia include loss of potassium with urine or from digestive system, use of diuretics and adrenal hyperplasia. Symptoms are usually proportional to the severity and duration of hypokalemia. Usually, symptoms manifest when serum potassium level is lower than 3,0 mmol/l, except for instances when it drops suddenly, or a patient is susceptible to arrhythmia. The main cause of hypokalemia is determined after conducting a comprehensive anamnesis and appropriate physical tests. In order to determine severity of hypokalemia and prescribe an effective treatment it is crucial to evaluate potassium level in blood serum and urine. For patients with light or moderate hypokalemia, it is recommended to prescribe one-time intake of KCl. For patients with serum potassium levels below 2,5 mmol/l, intravenous correction of hypokalemia is recommended.

Keywords: hypokalaemia, potassium, electrolytes, kidneys, acid alkaline balance.

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

83

Medical Sciences 2020 Vol. 8 (17), p. 83-89

The importance of hypokalemia and its treatment: an overview

Valerija Čukanova

1

1

Vilniaus City Clinical Hospital, Vilnius, Lithuania

Abstract

Potassium is the principal positive ion in the human body. Almost 98% of potassium is located in a cell, with

the concentration gradient being supported by an adenosine triphosphatase pump (NA+ / K+ –ATPase). The

ratio of the extracellular and intracellular potassium is important when trying to determine membrane potential

of a cell. Potassium helps to preserve the balance of acidity and alkalinity, maintains isotonicity and cellular

electrodynamic activity. Potassium also activates many enzyme-related reactions and plays an important role

in transmitting nerve impulses, contracting heart, skeleton and smooth muscles, as well as supporting gastric

secretion and kidneys. Hypokalemia is a condition when blood's potassium levels drop below 3,5 mmol/l. It is

one of the most frequently encountered electrolyte disorders in clinical practice, which can lead to many life-

threatening complications. People with chronic heart and vascular disorders or kidney diseases are considered

as high risk. A normal blood potassium level is 3,5 – 5,0 mmol/l. The severity of hypokalemia is normally

classified by the serum potassium level: Light when serum potassium level is 3,0 – 3,4 mmol/l, moderate when

serum potassium level is 2,5 – 3,0 mmol/l, and severe when serum potassium level drops below 2,5 mmol/l.

Causes of hypokalemia include loss of potassium with urine or from digestive system, use of diuretics and

adrenal hyperplasia. Symptoms are usually proportional to the severity and duration of hypokalemia. Usually,

symptoms manifest when serum potassium level is lower than 3,0 mmol/l, except for instances when it drops

suddenly, or a patient is susceptible to arrhythmia. The main cause of hypokalemia is determined after

conducting a comprehensive anamnesis and appropriate physical tests. In order to determine severity of

hypokalemia and prescribe an effective treatment it is crucial to evaluate potassium level in blood serum and

urine. For patients with light or moderate hypokalemia, it is recommended to prescribe one-time intake of KCl.

For patients with serum potassium levels below 2,5 mmol/l, intravenous correction of hypokalemia is

recommended.

Keywords: hypokalaemia, potassium, electrolytes, kidneys, acid alkaline balance.

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

84

Hipokalemijos svarba ir gydymas: apžvalga

Valerija Čukanova

1

1

Vilniaus Miesto Klinikinė ligoninė, Vilnius, Lietuva

Santrauka

Kalis yra pagrindinis žmogaus kūno jonas. Beveik 98% kalio yra ląstelėje, o koncentracijos gradientą palaiko

natrio ir kalio suaktyvinta adenozino trifosfatazės (Na + / K + –ATPazė) pompa. Ekstraląstelinio ir

intraląstelinio tarpo kalio santykis yra svarbus nustatant ląstelių membranos potencialą. Kalis išsaugo rūgščių

ir šarmų pusiausvyrą, palaiko izotoniškumą, taip pat elektrodinaminę ląstelių funkciją. Šis elementas suaktyvina

daugelį fermentinių reakcijų organizme ir vaidina svarbų vaidmenį perduodant nervinius impulsus, sutraukiant

širdies raumenis, taip pat skeleto ir lygiuosius raumenis, palaiko skrandžio sekreciją ir inkstų funkciją. Būklė,

kai kalio kiekis kraujyje yra mažesnis nei 3,5 mmol/l vadinama hipokalemija. Tai yra vienas iš dažniausiai

sutinkamų elektrolitų sutrikimų klinikinėje praktikoje. Didelės rizikos grupei priklauso žmonės, sergantys

lėtinėmis širdies-kraujagyslių, inkstų ligomis, todėl jų kalio koncentracijos kraujyje kontrolė privaloma atlikti

dažniau. Svarbu žinoti, jog hipokalemiją gali sukelti daugybę gyvybei pavojingų komplikacijų. Normalus kalio

kiekis kraujyje yra 3,5 – 5 mmol/l. Hipokalemija yra klasifikuojama pagal sunkumo laipsnį: lengva - kalio

koncentracija serume nuo 3 iki 3,4 mmol / l; vidutinio sunkumo - kalio koncentracija serume nuo 2,5 iki 3

mmol / l; sunki - kalio koncentracija serume yra mažesnė nei 2,5 mmol / l. Hipokalemijos priežastys: kalio

praradimas su šlapimu arba per virškinimo traktą, vartojant diuretikus, sergant antinksčių hiperplazija bei

kitomis ligomis. Simptomų pasireiškimas yra proporcingas hipokalemijos sunkumo laipsniui ir trukmei.

Paprastai simptomai pasireiškia tik tada, kai kalio kiekis serume yra mažesnis kaip 3,0 mmol / l (išskyrus atvejus

kai jis sumažėja greitai arba pacientas turi polinkį į ritmo sutrikimus). Pagrindinė hipokalemijos priežastis

paprastai nustatoma surinkus išsamią anamnezę ir atlikus fizinį ištyrimą. Norint įvertinti hipokalemijos

sunkumą ir pradėti veiksmingą gydymą, reikia įvertinti kalio kiekį serume ir šlapime. Gydymo paskyrimas

priklauso nuo hipokalemijos sunkumo laipsnio. Pacientams, kurių kalio koncentracija yra 2,5–3,5 mmol / l

(atspindi lengvą ar vidutinio sunkumo hipokalemiją), rekomenduojama skirti KCl tablečių arba geriamojo

tirpalo (vienkartinai). Pacientams, kurių kalio kiekis yra mažesnis nei 2,5 mmol / l, rekomenduojama korekcija

intraveniškai.

Raktiniai žodžiai: hipokalemija, kalis, elektrolitai, inkstai, šarmų-rūgščių balansas.

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

85

Įvadas

Kalis yra pagrindinė mineralinė žmogaus kūno

sudedamoji dalis ir pagrindinis katijonas, esantis

visų ląstelių tarpląsteliniame skystyje. Kalis

išsaugo rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, palaiko

izotoniškumą, taip pat elektrodinaminę ląstelių

funkciją. Šis elementas suaktyvina daugelį

fermentinių reakcijų organizme ir vaidina svarbų

vaidmenį perduodant nervinius impulsus,

sutraukiant širdies raumenis, taip pat skeleto ir

lygiuosius raumenis, vykdo audinių sintezę,

palaiko skrandžio sekreciją ir inkstų funkciją [1].

Būklė, kai kalio kiekis kraujyje yra mažesnė nei 3,5

mmol/l, vadinama hipokalemija. Tai vienas iš

dažniausių sutinkamų elektrolitų sutrikimų

klinikinėje praktikoje. Svarbu žinoti, jog

hipokalemiją gali sukelti daugybę gyvybei

pavojingų komplikacijų. Todėl būtina nustatyti

pagrindinę hipokalemijos priežastį, nes tai gali

turėti ne tik diagnostinę, bet ir terapinę reikšmę.

Hipokalemijos gydymas turi keturis tikslus:

sumažinti kalio nuostolius, papildyti kalio atsargas,

įvertinti galimą toksiškumą bei nustatyti to

priežastį, jog būtų galima išvengti pasikartojančių

epizodų. Pagrindinis hipokalemijos gydymo tikslas

turėtų būti pagrindinės ligos gydymas arba

priežasties pašalinimas [2]. Šiame straipsnyje

apžvelgsime hipokalemijos klinika ir gydymo

metodus.

Klasifikacija ir epidemiologija

Dauguma hipokalemijos atvejų – lengvi. Normalus

kalio kiekis kraujyje yra 3,5 – 5,0 mmol/l.

Hipokalemija yra klasifikuojama pagal sunkumo

laipsnį: lengva - kalio koncentracija serume nuo 3,0

iki 3,4 mmol/l; vidutinio sunkumo - kalio

koncentracija serume nuo 2,5 iki 3,0 mmol/l; sunki

- kalio koncentracija serume yra mažesnė nei 2,5

mmol/l [3]. Sunki ir gyvybei pavojinga

hipokalemija yra kai kalio kiekis yra mažesnis kaip

2,5 mmol/l. Ambulatoriniams pacientams, kuriems

atliekama laboratorinė kalio kontrolė, lengvo

laipsnio hipokalemija diagnozuojama 14% atvejų

[4]. Beveik 20% hospitalizuotų pacientų nustatoma

hipokalemija, tačiau tik 4,0 – 5,0% atvejų ji yra

kliniškai reikšminga. Tarp vyriškos ir moteriškos

lyties paplitimo reikšmingų skirtumų nėra [5].

Patofiziologija

Kalis yra pagrindinis kūno jonas. Beveik 98% kalio

yra ląstelėje, o koncentracijos gradientą palaiko

natrio ir kalio suaktyvinta adenozino trifosfatazės

(Na + / K + –ATPazė) pompa. Ekstraląstelinio ir

intraląstelinio tarpo kalio santykis yra svarbus

nustatant ląstelių membranos potencialą. Nedideli

tarpląstelinio kalio lygio pokyčiai gali turėti didelę

įtaką širdies ir kraujagyslių bei neuromuskulinių

sistemų funkcijai. Natrio-kalio pompą kontroliuoja

insulinas ir beta-2 receptoriai. Kalio balanso

suvartojimas ir kalio išsiskyrimas per inkstus

leidžia pasiekti ilgalaikį kalio balansą organizme

[2,4].

Hipokalemijos priežastys

Hipokalemijos priežasties nustatymas yra svarbus,

siekiant išvengti pasikartojimo epizodų ir

pasirenkant tinkamus gydymo ir prevencijos

būdus.

Išskiriamos šios hipokalemijos priežastys:

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

86

• Kalio praradimas su šlapimu. Inkstai yra

pagrindinis kalio pusiausvyrą palaikantis

organas. Maždaug 90% per parą

suvartojamo K + kiekio išsiskiria su

šlapimu, tuo tarpu mažesnis procentas

(10%) išsiskiria per virškinimo traktą.

Diuretikų vartojimas, endokrininės ligos

ir inkstų funkciją veikiantys genetiniai

sindromai skatina kalio išsiskyrimą su

šlapimu [6].

• Padidėjęs kalio išskyrimas per virškinimo

traktą. Kalio išskyrimas padidėja dėl

užsitęsusio viduriavimo ar vėmimo,

lėtinio vidurius laisvinančio vaistų

vartojimo, žarnyno nepraeinamumo ar

infekcijų.

• Insulino vartojimas, simpatinės nervų

sistemos stimuliavimas, tirotoksikozė ir

įprastas periodiškas paralyžius [7].

• Įgimta antinksčių hiperplazija,

atsirandanti dėl fermentinių defektų, yra

genetinis sindromas, stipriai susijęs su

hipertenzija ir hipokalemija, atsirandantis

dėl per didelio mineralkortikoidų

poveikio.

• Hipomagnezemija. Daugiau nei 50%

kliniškai reikšmingos hipokalemijos yra

susijusi su magnio trūkumu ir dažniausiai

pasireiškia asmenims, gydomiems

kilpiniais ar tiazidiniais diuretikais. Kartu

pasireiškiantis magnio trūkumas ilgą laiką

buvo vertinamas kaip hipokalemijos

pasunkėjimas. Tačiau hipokalemija ir

kartu pasireiškianti hipomagnezemija

dažnai atspari gydymui [8].

Klinika

Simptomų pasireiškimas yra proporcingas

hipokalemijos sunkumo laipsniui ir trukmei.

Paprastai simptomai pasireiškia tik tada, kai kalio

kiekis serume yra mažesnis kaip 3,0 mmol/l,

(išskyrus atvejus kai jis sumažėja greitai arba

pacientas turi polinkį į ritmo sutrikimus).

Hipokalemijos simptomai priklauso nuo jos

sunkumo lygio:

• Lengvo ir vidutinio laipsnio hipokalemija

paprastai būna besimptomė arba lengvos

simptomatikos, pasireiškianti galvos

svaigimu, bendru silpnumu, pykinimu. Ji

ypač būdinga senyvo amžiaus žmonėms

arba žmonėms, kurie serga lėtinėmis

širdies-kraujagyslių arba inkstų ligomis.

• Sunkios hipokalemijos požymiai:

- Šlapimo takų sistema:

metabolinė acidozė,

rabdomiolizė, hipokaleminė

inkstų liga (kanalėlių intersticinis

nefritas).

- Nervų sistema: kojų mėšlungis,

parezė, paralyžius.

- Virškinimo trakto sistema:

vidurių užkietėjimas ar žarnyno

paralyžius.

- Kvėpavimo sistema: kvėpavimo

nepakankamumas.

- Širdies ir kraujagyslių sistema:

EKG pokyčiai (U bangos, T

bangos išlyginimas, ST

segmento pokyčiai) širdies

aritmijos ar širdies

nepakankamumas [9].

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

87

Diagnostika

Pagrindinė hipokalemijos priežastis paprastai

nustatoma surinkus išsamią anamnezę ir atlikus

fizinį ištyrimą. Norint įvertinti hipokalemijos

sunkumą ir pradėti veiksmingą gydymą, reikia

įvertinti kalio kiekį serume ir šlapime [10].

Svarbiausi biocheminiai kraujo tyrimai yra natrio,

kalio, gliukozės, chloro, bikarbonatų, šlapalo ir

kreatinino koncentracija kraujo serume.

Elektrolitai (kalis ir chloras) šlapime yra naudingi,

norint diferencijuoti tarp inkstų ir ne inkstų kilmės

sukeltas hipokalemijos priežastis. Kai pagrindinė

priežastis nėra aiški, rekomenduojama atlikti

arterinių kraujo dujų analizę, kadangi vienos iš

dažniausių hipokalemijos priežasčių yra

metabolinė acidozė ir alkalozė. Kadangi arterinio ir

veninio kraujo mėginių skirtumas, atsižvelgiant į

kalio kiekį, yra kliniškai nereikšmingas, skubios

pagalbos skyriuje kalio koncentracijos įvertinimas

veniniame kraujyje nėra kontraindikuotinas.

Rekomenduojama išmatuoti šlapimo pH, siekiant

atmesti inkstų kanalėlių acidozės diagnozę. Kalcio

išsiskyrimas su šlapimu yra labai svarbus, norint

atmesti Barterio sindromą. Pacientui vartojant

digokciną ilgą laiką, rekomenduojama išmatuoti

šio medikamento kiekį serume [10].

Du pagrindiniai diagnostinio vertinimo

komponentai yra kalio išsiskyrimo su šlapimu

įvertinimas, siekiant nustatyti kalio nuostolius per

šlapimą (pvz. gydymą diuretikais, pirminį

aldosteronizmą) nuo kitų hipokalemijos priežasčių

(pvz. virškinimo trakto praradimą) ir rūgščių ir

šarmų būklės įvertinimas dėl metabolinės alkalozės

ar acidozės [11].

Gydymas

Hipokalemijos gydymas turi keturis tikslus:

sumažinti kalio nuostolius, papildyti kalio atsargas,

įvertinti galimą toksiškumą ir nustatyti priežastį,

jog būtų išvengti pasikartojančių epizodų.

Pagrindinis gydymo tikslas turėtų būti pagrindinės

ligos gydymas arba priežasties pašalinimas. Būtina

nutraukti vidurius laisvinančių vaistų, kalį

neutralizuojančių ar kalį sulaikančių diuretikų

vartojimą [12]. Taip pat reikia ištirti ar nėra

hipomagnezemijos ir ją koreguoti. Esant

hipomagnezemijai, hipokalemija gali būti atspari

paskirtam gydymui [13].

Gydymo skyrimas priklauso nuo hipokalemijos

sunkumo laipsnio. Pacientams, kurių kalio

koncentracija yra 2,5 – 3,5 mmol/l (atspindi lengvą

ar vidutinio sunkumo hipokalemiją),

rekomenduojama skirti KCl tablečių arba

geriamojo tirpalo (vienkartinai). Geriamąjį kalį

reikia vartoti kartu su dideliu kiekiu skysčio (nuo

100 iki 250 ml vandens, atsižvelgiant į kalio

tabletės formą), ir geriau jį išgerti valgant arba po

valgio. Jei kalio kiekis yra mažesnis kaip 2,5

mmol/l, rekomenduojama korekcija intraveniškai.

Šis būdas taip pat turėtų būti pirmo pasirinkimo

tiems pacientams, kuriems pasireiškia pykinimas,

vėmimas ar pilvo skausmas [13].

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

88

1 lentelė. Hipokalemijos gydymas [14].

Lengva

Kalio tabletės (72 mmol / dieną) arba i.v. kalio infuzija 25 ml (75 mmol per dieną)

Vidutinė

Kalio tabletės (96 mmol / dieną) arba i.v. kalio infuzija 25 ml (100 mmol per dieną)

Sunki

Intraveninis pakaitalas 40 mmol KCl 1 l 0,9% NaCl (gali būti naudojama 5% gliukozės)

Išvados

Hipokalemija yra dažnai sutinkamas elektrolitų

sutrikimas tiek ambulatoriniams, tiek

hospitalizuotiems pacientams. Didelės rizikos

grupei priklauso žmonės, sergantys lėtinėmis

širdies-kraujagyslių, inkstų ligomis, todėl jų kalio

koncentracijos kraujyje kontrolė privaloma atlikti

dažniau. Diuretikų ir insulino vartojimas, genetinės

ligos, tirotoksikozė, hipomagnezemija gali sukelti

kalio koncentracijos sumažėjimą kraujyje.

Hipokalemija sukelia visų organizmo sistemų

sutrikimus, kadangi kalis yra pagrindinis ląstelių

katijonas. Svarbu ne tik laiku diagnozuoti šią būklę

ir paskirti tinkamą gydymą, tačiau taip pat

išsiaiškinti priežastį ir užkirsti kelią pasikartojimo

atvejams, o gydymo taktikos pasirinkimas

priklauso nuo sunkumo laipsnio ir klinikinės

būklės sudėtingumo [15].

Literatūros sąrašas

1. Hoppe LK, Muhlack DC, Koenig W, Carr

PR, Brenner H, Schöttker B. Association

of Abnormal Serum Potassium Levels

with Arrhythmias and Cardiovascular

Mortality: a Systematic Review and

Meta-Analysis of Observational

Studies. Cardiovasc Drugs Ther 2018;

32(2): 197–212.

2. Kamel S. Kamel MD, FRCPC, Mitchell

L. Halperin MD. FRCPC, in Fluid,

Electrolyte and Acid-Base Physiology

(Fifth Edition), 2017.

3. Ashurst J, Sergent SR, Wagner BJ, Kim

J. Evidence-based management of

potassium disorders in the emergency

department (digest). Emergency

Medicine Practice 2016; 2 18.

4. Udensi UK, Tchounwou PB. Potassium

homeostasis, oxidative stress, and human

disease. International Journal of Clinical

and Experimental Physiology 2017.

5. Alfonzo AVM, Isles C, Geddes C,

Deighan C. Potassium disorders- clinical

spectrum and emergency

treatment. Resuscitation 2006; 70: 10–

25.

6. Palmer BF, Perazella MA, Choi

MJ. American Society of Nephrology

Quiz and Questionnaire 2013: electrolyte

and acid-base. Clinical Journal of the

American Society of Nephrology 2014;

9: 1132–1137.

7. Clausen T. Hormonal and

pharmacological modification of plasma

Journal of Medical Sciences. May 25, 2020 - Volume 8 | Issue 17. Electronic-ISSN: 2345-0592

89

potassium homeostasis. Fundamental and

Clinical Pharmacology 2010; 24: 595.

8. Zacchia M, Abategiovanni ML, Stratigis

S, Capasso G. Potassium: from

physiology to clinical

implications. Kidney

Disease 2016; 2: 72–79.

9. Reid A, Jones G, Isles C. Hypokalaemia:

common things occur commonly - a

retrospective survey. JRSM Short Rep

2012; 3(11): 80.

10. Papademetriou V. Diuretics,

hypokalaemia, and cardiac arrhythmia: a

20-year controversy. Journal of Clinical

Hypertension 2006; 8: 86.

11. Marti G, Schwarz C, Leichtle AB, Fiedler

GM, Arampatzis S, Exadaktylos AK,

Lindner G. Etiology and symptoms of

severe hypokalaemia in emergency

department patients. European Journal of

Emergency Medicine 2014; 21: 46–51.

12. Sterns RH. Treatment of severe

hyponatremia. Clinical Journal of the

American Society of Nephrology 2018.

13. Boon M, Jorissen M, Proesmans M, et al.

Primary ciliary dyskinesia, an orphan

disease. Eur J Pediatr 2013; 172: 151.

14. Kardalas E, Paschou S.A, Anagnostis P,

Muscogiuri G, Siasos G, Vryonidou A.

Hypokalemia: a clinical update. Endocr

Connect. 2018; 7(4): R135–R146.

15. Shao D, Wang S, Zhou S, Cai Q, Zhang

R, Li H, Zheng Y, Zhang Z.

Aldosteronism with mild hypokalemia

presenting as life-threatening ventricular

arrhythmias: A case report. Medicine

(Baltimore). 2018; 97(50): e13608.