(カリウム濃度の異常の概要 カリウム濃度の異常の概要 カリウムは,最も豊富な細胞内陽イオンであり,体内総カリウムのわずか2%程度のみが細胞外に存在する。細胞内カリウムのほとんどは筋細胞内に含まれるため,体内の総カリウム量は除脂肪体重に概ね比例する。平均的な70kgの成人は約3500mEq(3500mmol)のカリウムを有する。 カリウムは細胞内浸透圧を決定する主要因子である。細胞内液のカリウム濃度と細胞外液のカリウム濃度の比は細胞膜の分極に強く影響し,ひいては神経インパルスの伝導および筋(... さらに読む も参照のこと。)
低カリウム血症の病因
低カリウム血症はカリウム摂取の減少によっても生じうるが,通常は尿中または消化管からのカリウムの大量喪失に起因する。
消化管での喪失
消化管からの異常なカリウム喪失は,以下の場合に生じる:
慢性の下痢(長期の下剤乱用や造瘻術など)
粘土(ベントナイト)の摂取(カリウムに結合し,吸収を著しく低下させる)
まれに,大腸の絨毛腺腫(大量のカリウム分泌を引き起こす)
嘔吐が長引いたり胃内容物が吸引されたりすると(体液および塩酸が除去される), 代謝性アルカローシス 代謝性アルカローシス 代謝性アルカローシスは重炭酸イオン(HCO3−)の一次性の増加で,二酸化炭素分圧(Pco2)の代償性の上昇を伴う場合と伴わない場合とがある;pHは高値またはほぼ正常範囲内である。一般的な原因としては,遷延性の嘔吐,循環血液量減少,利尿薬の使用,低カリウム血症などがある。アルカローシスが持続するためには,腎臓からのHCO3−の排泄障害が存在しなければならない。重症例の症状および徴候には,頭痛,嗜... さらに読む および体液量減少によるアルドステロン刺激が起こり,腎臓からカリウムが喪失される;アルドステロンと代謝性アルカローシスはいずれも腎臓からのカリウム排出を促すためである。
細胞内移動(Intracellular shift)
細胞内へのカリウムのtranscellular shiftも低カリウム血症につながりうる。この移動は,以下のいずれかの場合に起こりうる:
完全静脈栄養または経腸栄養中のグリコーゲン生成(インスリン放出を刺激)
インスリン投与後
交感神経系の刺激,特にβ2作動薬(例,サルブタモール,テルブタリン)による刺激(細胞のカリウム取り込みを増加させる可能性がある)
(ときに)過剰なβ交感神経刺激に起因する甲状腺中毒症(低カリウム血症性の甲状腺中毒性周期性四肢麻痺)
家族性周期性四肢麻痺
家族性周期性四肢麻痺 家族性周期性四肢麻痺 家族性周期性四肢麻痺は,深部腱反射の消失および筋の電気刺激に対する反応の消失を伴う弛緩性麻痺発作を特徴とする,常染色体優性遺伝のまれな病態であり,浸透率にはかなりのばらつきがある。4つの病型,すなわち低カリウム血性,高カリウム血性,甲状腺中毒性,およびAndersen-Tawil症候群がある。診断は病歴から示唆され,発作の誘発(例,低カリウム血症を起こすためにブドウ糖およびインスリン,高カリウム血症を起こすために塩化カリウムを投与する)... さらに読む はまれな常染色体優性遺伝疾患であり,カリウムの細胞内への異常な移動が突然起こることにより生じると考えられる一過性の著明な低カリウム血症の発現を特徴とする。発作時にはしばしば様々な程度の四肢麻痺がみられる。典型的には炭水化物の大量摂取または激しい運動によって発作が惹起される。
腎臓からのカリウム喪失
種々の障害で腎臓からのカリウム排泄が増加することがある。
過剰なミネラルコルチコイド(すなわち,アルドステロン)の作用は,遠位ネフロンによるカリウム分泌を直接的に増加させる可能性があり,以下のいずれかの場合に起こる:
副腎ステロイド過剰; クッシング症候群 クッシング症候群 クッシング症候群は,血中のコルチゾールまたは関連するコルチコステロイドの慢性高値によって引き起こされる一群の臨床的な異常である。クッシング病は下垂体の副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)過剰産生に起因するクッシング症候群であり,通常は下垂体腺腫に続発する。典型的な症状および徴候には,満月様顔貌および中心性肥満,紫斑ができやすい,ならびにやせた四肢などがある。診断はコルチコステロイド使用歴または血清コルチゾールの上昇および/または比較的自律的... さらに読む
, 原発性高アルドステロン症 原発性アルドステロン症 原発性アルドステロン症は,副腎皮質の自律的なアルドステロン産生(過形成,腺腫,または癌腫による)により引き起こされるアルドステロン症である。症状および徴候には,発作性の筋力低下,血圧上昇,および低カリウム血症がある。診断の際には血漿アルドステロン値および血漿レニン活性の測定などを行う。治療は原因により異なる。腫瘍は可能であれば切除する;過形成では,スピロノラクトンまたは関連する薬物により血圧が正常化し,他の臨床症状が消失する場合がある。... さらに読む ,まれなレニン分泌腫瘍,糖質コルチコイド反応性アルドステロン症(glucocorticoid-remediable aldosteronism[アルドステロン代謝異常が関与するまれな遺伝性疾患]),および 先天性副腎過形成症 先天性副腎過形成症の概要 先天性副腎過形成症は遺伝性疾患の一群で,いずれもコルチゾール,アルドステロンまたはその両方の合成が不十分であることを特徴とする。最もよくみられる型では,蓄積されたホルモン前駆体がアンドロゲン産生経路へ流入し,アンドロゲン過剰が生じる;まれな型ではアンドロゲン合成も不十分である。 様々な形態をとる先天性副腎過形成症においては,コレステロールから副腎ステロイドホルモンを合成する際に必要となる副腎酵素の1つに常染色体劣性遺伝性の欠損が生じるこ... さらに読む による。
グリチルリチン(天然の甘草に含まれ,噛みタバコの製造に用いられる)などの物質の摂取;これにより,11β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素(11β-HSDH)が阻害され,コルチゾール(ある程度のミネラルコルチコイド活性をもつ)のコルチゾン(ミネラルコルチコイド活性をもたない)への変換が妨げられることで,循環血中のコルチゾール濃度が上昇し,カリウムの腎性喪失が生じる。
バーター症候群 バーター症候群およびギッテルマン症候群 バーター症候群とギッテルマン症候群は,常染色体劣性の腎疾患であり,腎臓でのカリウム,ナトリウム,クロール,および水素イオンの喪失,低カリウム血症,高血圧を伴わない高レニン血症および高アルドステロン症,代謝性アルカローシスなど,体液,電解質,尿,およびホルモンの異常を特徴とする。所見としては,電解質や発育の異常のほか,ときに神経筋症状もみら... さらに読む (まれな遺伝性疾患であり,カリウムおよびナトリウムの腎性喪失,レニンおよびアルドステロンの過剰産生,ならびに正常血圧を特徴とする)。バーター症候群は,ヘンレ係蹄のループ利尿薬感受性イオン輸送機構の変異によって引き起こされる。
ギッテルマン症候群 バーター症候群およびギッテルマン症候群 バーター症候群とギッテルマン症候群は,常染色体劣性の腎疾患であり,腎臓でのカリウム,ナトリウム,クロール,および水素イオンの喪失,低カリウム血症,高血圧を伴わない高レニン血症および高アルドステロン症,代謝性アルカローシスなど,体液,電解質,尿,およびホルモンの異常を特徴とする。所見としては,電解質や発育の異常のほか,ときに神経筋症状もみら... さらに読む (まれな遺伝性疾患であり,カリウムおよびナトリウムの腎性喪失,レニンおよびアルドステロンの過剰産生,ならびに正常血圧を特徴とする)。ギッテルマン症候群は,遺伝子変異により遠位ネフロンのサイアザイド感受性イオン輸送機構の機能が失われることで発生する。
リドル症候群 リドル症候群 リドル症候群は,上皮型ナトリウムチャネル(ENaC)の活動性が亢進する結果として,腎臓においてカリウムが排泄される一方,ナトリウムと水が過剰に保持されるために高血圧を来す,まれな遺伝性疾患である。症状は,高血圧,体液貯留,代謝性アルカローシスである。診断は尿中電解質の測定による。カリウム保持性利尿薬による治療が最善である。 リドル症候群は, 腎上皮の輸送に異常を来すまれな常染色体優性遺伝疾患であり,臨床的には... さらに読む は,重度の高血圧および低カリウム血症を特徴とする,まれな常染色体優性遺伝疾患である。リドル症候群は,上皮型ナトリウムチャネルのサブユニットをコードする遺伝子のいくつかの変異のうちの1つが原因で,遠位ネフロンにおいてナトリウムが無制限に再吸収されることで発生する。ナトリウム再吸収の不適切な増加により,高血圧およびカリウムの腎性喪失の両方が生じる。
腎臓からのカリウム喪失は, 尿細管性アシドーシス 尿細管性アシドーシス 尿細管性アシドーシス(RTA)は,腎臓における水素イオンの排泄障害(1型),重炭酸塩の再吸収障害(2型),またはアルドステロンの産生もしくは反応の異常(4型)によってアシドーシスと電解質異常が生じる病態である。(3型は極めてまれであるため,ここでは考察しない。)無症状の場合もあれば,電解質異常の症候を呈する場合や,慢性腎臓病に進行する場合もある。診断は,誘発試験に反応した尿pHおよび電解質の特徴的な変化に基づく。治療はpHおよび電解質平... さらに読む や ファンコニ症候群 ファンコニ症候群 ファンコニ症候群は,糖尿,リン酸尿,汎アミノ酸尿,および重炭酸塩喪失を引き起こす 近位尿細管再吸収の複数の異常から構成される。遺伝性の場合と後天性の場合がある。小児でみられる症状は,発育不良,発育遅滞,およびくる病である。成人でみられる症状は,骨軟化症および筋力低下である。診断は糖尿,リン酸尿,およびアミノ酸尿を示すことによる。治療法は,ときに重炭酸塩およびカリウムの補充,原因となっている腎毒性物質の除去,ならびに腎不全に対する処置であ... さらに読む (カリウム,ブドウ糖,リン,尿酸,アミノ酸の腎性喪失を来すまれな症候群)など,先天性および後天性の多数の尿細管疾患によっても引き起こされる可能性がある。
低マグネシウム血症 低マグネシウム血症 低マグネシウム血症とは,血清マグネシウム濃度が1.8mg/dL(0.70mmol/L)未満となった状態である。原因には,マグネシウムの摂取不足および吸収不足や,高カルシウム血症またはフロセミドなどの薬物による排泄増加がある。臨床的特徴はしばしば随伴する低カリウム血症や低カルシウム血症によるものであり,嗜眠,振戦,テタニー,痙攣,不整脈がある。治療はマグネシウムの補充による。 (... さらに読む は,低カリウム血症と一般的に相互関係にある。この相関の多くは共通の原因(すなわち,利尿薬,下痢)に起因するものであるが,低マグネシウム血症自体によってもカリウムの腎性喪失が増加する場合がある。
薬物
利尿薬は,圧倒的に多く用いられている低カリウム血症を引き起こす薬物である。遠位ネフロンより近位でのナトリウム再吸収を阻害するカリウム喪失性利尿薬としては以下のものがある:
サイアザイド系利尿薬
ループ利尿薬
浸透圧利尿薬
緩下薬は,特に乱用された場合に下痢を引き起こし,結果,低カリウム血症が生じることがある。利尿薬もしくは緩下薬またはその両方の隠れた使用が,持続性の低カリウム血症の原因であることが多いが,これは特に体重を減らすことに拘泥する患者や処方医薬品を入手しやすい医療従事者にみられる。
低カリウム血症を引き起こしうるその他の薬剤としては以下のものがある:
アムホテリシンB
抗緑膿菌性ペニシリン(例,カルベニシリン)
高用量ペニシリン
テオフィリン(急性中毒および慢性中毒の両方)
低カリウム血症の症状と徴候
軽度の低カリウム血症(血清カリウム濃度3~3.5mEq/L[3~3.5mmol/L])で症状が現れることはまれである。血清カリウム濃度が3mEq/L(3mmol/L)未満になると一般に筋力低下が生じ,麻痺や呼吸不全に至ることもある。その他の筋肉の機能障害として,痙攣,線維束性収縮,麻痺性イレウス,低換気,低血圧,テタニー, 横紋筋融解症 横紋筋融解症 横紋筋融解症は,骨格筋組織の分解が起きる臨床症候群である。症状および徴候として筋力低下,筋肉痛,赤褐色尿があるが,この三徴が全てみられる患者は全体の10%未満である。横紋筋融解症の診断は,病歴聴取と典型的には正常上限の5倍を超えるクレアチンキナーゼ(CK)高値の確認による。治療は支持療法であり,輸液のほか,誘因となる原因の治療と合併症があればその治療を行う。 重症例では生命を脅かす... さらに読む などがある。持続性の低カリウム血症では腎濃縮能が障害され二次性多飲症を伴う多尿症が生じる。
低カリウム血症の診断
血清カリウムの測定
心電図
機序が臨床的に不明である場合,24時間の尿中カリウム排泄および血清マグネシウム濃度
低カリウム血症(血清カリウムが3.5mEq/L[3.5mmol/L]未満)は,ルーチンの血清電解質測定で発見される場合がある。心電図に典型的な変化がみられる患者または筋肉症状および危険因子がある患者で本症を疑い,血液検査により診断を確定すべきである。
心電図
低カリウム血症の患者では,心電図を実施すべきである。低カリウム血症の心臓への影響は,通常,血清カリウム濃度が3mEq/L(3mmol/L)を下回るまではごく軽微である。低カリウム血症ではST低下,T波逆転,およびU波増高がみられる。著明な低カリウム血症では,T波が次第に小さくなり,U波がますます大きくなる。ときに平坦または陽性のT波が陽性U波と融合し,QT延長と混同されることがある(低カリウム血症の心電図パターン 低カリウム血症の心電図パターン の図を参照)。低カリウム血症は, 心室性期外収縮 心室性期外収縮(VPB) 心室性期外収縮(VPB)は,心室内リエントリーまたは心室細胞の異常自動能に起因する単発性の心室興奮である。健常者と心疾患患者ともに極めて高頻度にみられる。心室性期外収縮は無症状のこともあれば,動悸を引き起こすこともある。診断は心電図検査による。通常,治療は必要ない。 ( 不整脈の概要も参照のこと。) 心室性期外収縮(VPB)は,PCVとも呼ばれるが,不規則に生じることもあれば,一定間隔で(例,3心拍毎[三段脈]または2心拍毎[二段脈])... さらに読む
および 心房性期外収縮 心房性期外収縮 上室の興奮起源(通常は心房)から種々の調律が生じる。診断は心電図検査による。多くは無症状で,治療の必要はない。 ( 不整脈の概要も参照のこと。) 異所性上室性調律としては以下のものがある: 心房性期外収縮 心房頻拍 さらに読む
, 心室性 心室頻拍(VT) 心室頻拍は,連続で3拍以上にわたり心拍数が120/分以上となる状態である。症状は持続時間に依存し,無症状から動悸,血行動態の破綻,さらには死に至ることもある。診断は心電図検査による。短時間の発作に収まらない場合の治療には,症状に応じてカルディオバージョンまたは抗不整脈薬を用いる。必要な場合は,植込み型除細動器による長期治療を行う。 ( 不整脈の概要も参照のこと。) 心室頻拍(VT)のカットオフ値としては,心拍数100/分以上を採用してい... さらに読む および 上室性頻拍性不整脈 リエントリー性上室頻拍(SVT),WPW症候群を含む リエントリー性上室頻拍(SVT)は,ヒス束分岐部より上位の要素を含むリエントリー性伝導路が関与する。患者には突然始まって突然停止する突発性の動悸がみられ,患者によっては呼吸困難や胸部不快感もみられる。診断は臨床および心電図所見による。通常,初期治療は迷走神経刺激による。それが無効に終わった場合,QRS幅の狭い調律,あるいは房室結節伝導を必要とする変行伝導を伴うリエントリー性SVTと判明しているQRS幅の広い調律は,静注のアデノシンまたは... さらに読む ,ならびに第2度または第3度 房室ブロック 房室ブロック 房室ブロックとは,心房から心室への興奮伝導が部分的または完全に途絶する状態である。最も一般的な原因は,伝導系に生じる特発性の線維化および硬化である。診断は心電図検査による;症状および治療はブロックの程度に依存するが,治療が必要な場合は通常,ペーシングが行われる。 ( 不整脈の概要も参照のこと。) 房室ブロックの最も一般的な原因は以下のものである: 伝導系に生じる特発性の線維化および硬化(約50%の患者)... さらに読む
をもたらすことがある。低カリウム血症の重症度が増すにつれてこのような不整脈も重症化し,やがて心室細動が起こる可能性がある。重大な心疾患がすでに存在する患者およびジゴキシンを投与されている患者では,軽度の低カリウム血症でさえ心伝導異常をもたらすリスクがある。
低カリウム血症の心電図パターン
血清カリウム濃度の単位はmEq/Lおよびmmol/L。 ![]() |
原因の診断
低カリウム血症の原因は通常,病歴(特に薬歴)から明らかになるが,明らかでなければ,さらに検索を行う必要がある。
アシドーシスおよび細胞内にカリウムを移動させるその他の原因(βアドレナリン作用の増強,高インスリン血症)を除外した後,24時間の尿中カリウム濃度および血清マグネシウム濃度を測定する。低カリウム血症では,カリウム排泄が通常は15mEq/L(15mmol/L)未満である。腎臓でのカリウム分泌が15mEq/L(15mmol/L)未満であり原因不明の慢性低カリウム血症が認められる場合は,腎外性(消化管性)のカリウム喪失またはカリウム摂取の減少が疑われる。分泌が15mEq/L(15mmol/L)を上回れば,カリウム喪失の原因は腎臓にあることが示唆される。原因不明の低カリウム血症で腎臓からのカリウム排泄増加および高血圧を認める場合は,アルドステロン分泌腫瘍またはリドル症候群が示唆される。カリウムの腎性喪失の増加がみられ血圧が正常な原因不明の低カリウム血症はバーター症候群またはギッテルマン症候群を示唆するが,低マグネシウム血症,隠れての嘔吐,利尿薬乱用の方がより一般的であり,これらも考慮すべきである。
低カリウム血症の治療
経口カリウム製剤
重度の低カリウム血症または持続するカリウム喪失に対するカリウム製剤の静脈内投与
多くの経口カリウム製剤が市販されている。高用量の単回投与は消化管刺激およびときに出血を引き起こす恐れがあるため,通常は分割投与により欠乏を補充する。塩化カリウム溶液を経口投与すると1~2時間以内に濃度が上昇するが,苦味があり,25~50mEq(25~50mmol)を上回る用量では特に忍容性が低い。ワックスマトリックス型の塩化カリウム製剤は安全で忍容性に優れる。塩化カリウムのマイクロカプセル剤では,消化管出血がさらに少ないようである。これらの製剤のいくつかは,1カプセルに8mEqまたは10mEqを含有する。血清カリウムの1mEq/L(1mmol/L)の低下は体内の総カリウム貯蔵量の約200~400mEq(200~400mmol)の不足と相関するため,全体の不足量が推定でき,1日当たり20~80mEq(20~80mmol)を数日かけて補充できる。
低カリウム血症が重度である(例,心電図変化または重度の症状を伴う),経口療法に反応しない,またはジゴキシンを服用中もしくは重大な心疾患や持続的な喪失がみられる入院患者で生じた場合,カリウムは静脈内投与により補充しなければならない。カリウム溶液は末梢静脈を刺激することがあるため,濃度は40mEq/L(40mmol/L)を超えるべきではない。カリウムが細胞外腔から細胞内へ移行するのに遅れが発生するため,低カリウム血症の是正速度は制限される。ルーチンの投与速度は10mEq(10mmol)/時を超えるべきではない。
低カリウム血症性の不整脈では塩化カリウムの点滴速度を上げる必要があり,通常は中心静脈から投与するか,または複数の末梢静脈を同時に使用する。塩化カリウムを40mEq(40mmol)/時で点滴することは可能であるが,その場合必ず持続的な心臓のモニタリングおよび1時間毎の血清カリウム濃度測定を行う。血清インスリン濃度の上昇により低カリウム血症が一時的に増悪する可能性があるため,ブドウ糖液は避ける。
カリウム欠乏が重度である場合でも,カリウム喪失が持続していなければ,24時間に100~120mEq(100~120mmol)を上回るカリウムの投与が必要になることはまれである。糖尿病性ケトアシドーシスにみられるような,血清カリウム濃度が高値を示すカリウム欠乏では,血清カリウム濃度が低下し始めるまでカリウムの静注を延期する。低カリウム血症が 低マグネシウム血症 治療 低マグネシウム血症とは,血清マグネシウム濃度が1.8mg/dL(0.70mmol/L)未満となった状態である。原因には,マグネシウムの摂取不足および吸収不足や,高カルシウム血症またはフロセミドなどの薬物による排泄増加がある。臨床的特徴はしばしば随伴する低カリウム血症や低カルシウム血症によるものであり,嗜眠,振戦,テタニー,痙攣,不整脈がある。治療はマグネシウムの補充による。 (... さらに読む とともに起きた場合には,腎臓からのカリウム喪失の進行を止めるため,カリウムおよびマグネシウムの両方の欠乏を是正しなければならない。
低カリウム血症の予防
利尿薬を投与されている患者の大半ではルーチンのカリウム補充は不要である。しかし,低カリウム血症またはその合併症のリスクが高い場合,利尿薬の投与中は血清カリウムをモニタリングすべきである。以下の患者ではリスクが高い:
左室機能が低下している患者
ジゴキシンを服用中の患者
糖尿病の患者(インスリン濃度が変動しうる)
β2作動薬を服用中の喘息患者
トリアムテレン100mg,1日1回の経口投与,またはスピロノラクトン25mg,1日4回の経口投与はカリウム排泄を増加させず,低カリウム血症を来しているが利尿薬を使用しなければならない患者に有用となりうる。低カリウム血症が発生した場合,カリウム補給が適応となる(通常は塩化カリウム経口投与との併用)。
低カリウム血症の要点
低カリウム血症はカリウム摂取の減少または細胞外カリウムの細胞内への移動の減少によっても生じうるが,通常はカリウムの尿中への過剰な喪失または消化管からの過剰な喪失に起因する。
臨床徴候は筋力低下,痙攣,線維束性収縮,麻痺性イレウス,ならびに低カリウム血症が重度の場合の低換気,および低血圧である。
心電図変化は通常,血清カリウムが3mEq/L(3mmol/L)を下回った場合に生じ,ST低下,T波の平低化,およびU波の増高などがみられる。著明な低カリウム血症では,T波は次第に小さくなり,U波はますます大きくなる。
低カリウム血症は,心室および心房性期外収縮,心室性および心房性頻拍性不整脈,ならびに第2度または第3度房室ブロックをもたらすことがある;最終的には,心室細動が生じる場合がある。
患者に心電図変化または重度の症状が認められなければ,1日当たり20~80mEq(20~80mmol)のカリウムを経口補充する。
低カリウム血症性の不整脈には,塩化カリウムを中心静脈から最高速度40mEq(40mmol)/時で静脈内投与しながら,必ず心臓のモニタリングを連続的に行う;ルーチンの持続静注は10mEq(10mmol)/時を超えてはならない。