高カリウム血症

高カリウム血症
その他の名前	高カリウム血症
高カリウム血症における胸部誘導を示す心電図検査。
発音	/ ˌ h aɪ p ər k eɪ ˈ l iː m i ə /
専門	集中治療医学、腎臓学
症状	動悸、筋肉痛、筋力低下、しびれ[1] [2]
合併症	心停止[1] [3]
原因	腎不全、低アルドステロン症、横紋筋融解症、特定の薬剤[1]
診断方法	血中カリウム > 5.5  mmol/L、心電図[3] [4]
鑑別診断	偽性高カリウム血症[1] [2]
処理	薬物療法、低カリウム食、血液透析[1]
薬	グルコン酸カルシウム、インスリン配合デキストロース、サルブタモール、重炭酸ナトリウム[1] [3] [5]
頻度	約2%（入院患者）[2]

高カリウム血症は、血液中のカリウム（K ⁺）濃度が上昇した状態です。^[1]正常なカリウム濃度は3.5～5.0 mmol/L（3.5～5.0 mEq/L）で、5.5 mmol/Lを超えると高カリウム血症と定義されます。^{[3] [4]}通常、高カリウム血症は症状を引き起こしません。^[1]重症の場合は、動悸、筋肉痛、筋力低下、またはしびれを引き起こすことがあります。^{[1] [2]高カリウム血症は}不整脈を引き起こし、心停止や死亡につながる可能性があります。 ^{[1] [3]}   

高カリウム血症の一般的な原因としては、腎不全、低アルドステロン症、横紋筋融解症などがあります。^[1]スピロノラクトン、NSAID、アンジオテンシン変換酵素阻害剤など、多くの薬剤も高血中カリウムを引き起こす可能性があります。^[1]重症度は、軽度（5.5～5.9  mmol/L）、中等度（6.0～6.4  mmol/L）、重度（>6.5  mmol/L）に分けられます。^[3]高値は心電図（ECG）で検出されます。^{[3]血液サンプルの採取中または採取後に}細胞が破壊されることによる偽性高カリウム血症を除外する必要があります。^{[1] [2]}

心電図変化がみられる患者の初期治療は、グルコン酸カルシウムや塩化カルシウムなどの塩類です。^{[1] [3]}血中カリウム濃度を急速に低下させるために使用される他の薬剤には、ブドウ糖を含むインスリン、サルブタモール、および重炭酸ナトリウムがあります。^{[1] [5]}症状を悪化させる可能性のある薬剤は中止し、低カリウム食を開始する必要があります。^[1]体内からカリウムを除去する手段には、フロセミドなどの利尿薬、ポリスチレンスルホン酸（ケイキサレート）やジルコニウムシクロケイ酸ナトリウムなどのカリウム結合剤、および血液透析があります。^[1]血液透析が最も効果的な方法です。^[3]

高カリウム血症は、健康な人ではまれです。^[6]入院患者の割合は1％から2.5％です。^[2]高カリウム血症自体によるか、特に慢性腎臓病のない人では重篤な病気の指標として、死亡率の上昇と関連しています。^{[7] [6]高}カリウム血症という言葉は、 hyper-「高い」+ kalium「カリウム」+ -emia「血液の状態」から来ています。^{[8] [9]}

カリウム値の上昇による症状は一般に少なく、非特異的である。^[10]非特異的な症状には、疲労感、しびれ、脱力感などがある。^[10]動悸や息切れが起こることもある。^{[10] [11] [12]}過換気は、高カリウム血症の原因の1つである代謝性アシドーシスに対する代償反応を示している可能性がある。 ^[13]ただし、多くの場合、医学的疾患のスクリーニング血液検査中、または不整脈や突然心臓死などの合併症で入院した後に問題が発見される。カリウム値の高値（> 5.5  mmol/L）は、心血管イベントに関連している。^[13]

腎機能の低下は高カリウム血症の主な原因です。これは特に急性腎障害で顕著で、糸球体濾過率と尿細管流量が著しく低下し、尿量減少を特徴とします。^[13]これにより、細胞破壊が進む状況でカリウムが細胞から放出され、腎臓で除去できなくなるため、カリウムが劇的に上昇する可能性があります。慢性腎臓病では、アルドステロン反応性の低下と遠位尿細管でのナトリウムと水の供給減少の結果として高カリウム血症が発生します。^[14]

レニン-アンジオテンシン系を阻害することで尿中排泄を妨げる薬剤は、高カリウム血症の最も一般的な原因の1つです。高カリウム血症を引き起こす可能性のある薬剤の例には、 ACE阻害薬、アンジオテンシン受容体拮抗薬、^[13]非選択的β遮断薬、シクロスポリンやタクロリムスなどのカルシニューリン阻害性免疫抑制薬などがあります。^[15]アミロライドやトリアムテレンなどのカリウム保持性利尿薬は、両方の薬剤が集合管の上皮性ナトリウムチャネルを遮断し、それによって尿中へのカリウム排泄を防ぎます。^[14]スピロノラクトンは、アルドステロンの作用を競合的に阻害します。^[13]イブプロフェン、ナプロキセン、セレコキシブなどのNSAIDsは、プロスタグランジンの合成を阻害し、レニンとアルドステロンの産生を減少させ、カリウム貯留を引き起こします。^[16]抗生物質トリメトプリムと抗寄生虫薬ペンタミジンはカリウム排泄を阻害し、これはアミロライドとトリアムテレンによる作用機序と類似している。^[17]

ミネラルコルチコイド（アルドステロン）の欠乏や抵抗も高カリウム血症を引き起こす可能性があります。原発性副腎機能不全には、アジソン病^[18]と先天性副腎過形成（CAH） （ 21α水酸化酵素、17α水酸化酵素、 11β水酸化酵素、3β脱水素酵素などの酵素欠損を含む）があります。^[19]

• IV型腎尿細管性アシドーシス（腎尿細管のアルドステロン抵抗性）
• ゴードン症候群（偽性低アルドステロン症II 型）（「高カリウム血症を伴う家族性高血圧」）は、チアジド感受性 Na-Cl 共輸送体を含む塩輸送体の欠陥調節因子によって引き起こされるまれな遺伝性疾患です。

代謝性アシドーシスは、細胞内の水素イオン濃度の上昇によりカリウムが置換され、カリウムイオンが細胞から出て血流に入るため、高カリウム血症を引き起こす可能性があります。しかし、呼吸性アシドーシスや乳酸アシドーシスなどの有機アシドーシスでは、そのメカニズムは完全には解明されていないものの、血清カリウムへの影響ははるかに小さくなります。^[14]

インスリン欠乏は高カリウム血症を引き起こす可能性がある。これは、ホルモンの インスリンが細胞へのカリウムの取り込みを増加させるためである。高血糖も細胞外液の高浸透圧を引き起こし、細胞からの水の拡散を増加させ、カリウムも水と一緒に細胞外に移動するため、高カリウム血症の一因となる可能性がある。インスリン欠乏、高血糖、高浸透圧の共存は、糖尿病性ケトアシドーシスの患者によく見られる。糖尿病性ケトアシドーシスとは別に、オクトレオチドという薬剤の使用や絶食など、インスリン濃度を低下させる他の原因もあり、これらも高カリウム血症を引き起こす可能性がある。横紋筋融解症、火傷などの組織破壊の増加、または腫瘍崩壊症候群を含む急速な組織壊死の原因は、細胞内カリウムの血液への放出を引き起こし、高カリウム血症を引き起こす可能性がある。^{[13] [14]}

β2アドレナリン作動薬はβ2受容体に作用してカリウムを細胞内に送り込む。そのため、β遮断薬はβ2受容体を遮断することでカリウム濃度を上昇させることができる。しかし、他の併存疾患がない限り、カリウム濃度の上昇は顕著ではない。血清カリウムを上昇させる薬剤の例としては、プロプラノロールやラベタロールなどの非選択的β遮断薬がある。メトプロロールなどのβ1選択的遮断薬は血清カリウム濃度を上昇させない。^{[14] [医学的引用が必要]}

運動は細胞膜のカリウムチャネルの数を増やすことで血流へのカリウムの放出を引き起こす可能性がある。カリウムの上昇の程度は運動の程度によって異なり、軽い運動では 0.3 meq/L、激しい運動では 2 meq/L の範囲で、心電図の変化や乳酸アシドーシスを伴う場合と伴わない場合がある。しかし、ピーク時のカリウム濃度は事前の身体調整によって低下させることができ、カリウム濃度は通常、運動後数分で元に戻る。^[14]高レベルのアドレナリンとノルアドレナリンはベータ 2 アドレナリン受容体に結合するため、心臓の電気生理学に保護効果があり、活性化されると細胞外のカリウム濃度を低下させる。^[20]

高カリウム血症性周期性四肢麻痺は、タンパク質SCN4Aの生成を制御する 17q23 に位置する遺伝子の変異がある常染色体優性臨床状態です。SCN4A は骨格筋のナトリウムチャネルの重要な構成要素です。運動中、ナトリウムチャネルは開き、脱分極が起こるように筋肉細胞にナトリウムが流入します。しかし、高カリウム血症性周期性四肢麻痺では、運動後にナトリウムチャネルが閉じるのが遅く、ナトリウムの過剰な流入と細胞からのカリウムの置換を引き起こします。^{[14] [21]}

高カリウム血症のまれな原因について、以下に説明します。ジゴキシン中毒などの急性ジギタリス過剰摂取は、ナトリウム-カリウム-ATPaseポンプの阻害により高カリウム血症を引き起こす可能性があります^{[22] 。 [14]}大量輸血は、保存中に赤血球からカリウムが漏れ出すため、乳児に高カリウム血症を引き起こす可能性があります。^{[14]火傷、外傷、感染症、長期の固定などの症状のある人に}サクシニルコリンを投与すると、特定の筋肉群ではなく、アセチルコリン受容体が広範囲に活性化されるため、高カリウム血症を引き起こす可能性があります。アルギニン塩酸塩は、難治性代謝性アルカローシスの治療に使用されます。アルギニンイオンは細胞に入り込み、カリウムを細胞外に追い出し、高カリウム血症を引き起こします。シクロスポリン、タクロリムス、ジアゾキシド、ミノキシジルなどのカルシニューリン阻害剤は高カリウム血症を引き起こす可能性があります。^[14] ハコクラゲの毒も高カリウム血症を引き起こす可能性がある。^[23]

カリウムの過剰摂取は高カリウム血症の主な原因ではありません。なぜなら、人体は通常、アルドステロンホルモンの分泌を通じて尿中へのカリウムの排泄を増やし、腎尿細管内のカリウム分泌チャネルの数を増やすことで、カリウム濃度の上昇に適応できるからです。^{[14]乳児の急性高カリウム血症も、たとえ乳児の体重が小さいとしても、カリウム塩またはカリウム薬の偶発的な摂取によって起こることはまれです。高カリウム血症は通常、}低アルドステロン症や慢性腎臓病などの他の併存疾患がある場合に発症します。^[14]

偽性高カリウム血症は、測定されたカリウム値が誤って高い場合に発生します。^{[24]この状態は通常、患者が臨床的に健康で心電図に変化がない場合に疑われます。採血中の機械的外傷により、血液サンプルの}溶血により赤血球からカリウムが漏れ出すことがあります。^[24]採血中に拳を繰り返し握ると、カリウム値が一時的に上昇することがあります。^[25]血液の保存期間が長くなると、血清カリウム値が上昇することもあります。高カリウム血症は、凝固した血液サンプル（血清血液サンプル）中の血小板濃度が 500,000/μL を超える場合に明らかになることがあります。カリウムは、凝固が起こった後に血小板から漏れ出します。慢性リンパ性白血病の人の白血球数が高い（120,000/μLを超える）と、赤血球の脆弱性が高まり、血液処理中に偽性高カリウム血症を引き起こします。この問題は血清サンプルを処理することで回避できます。なぜなら、血栓形成により処理中の溶血から細胞が保護されるからです。また、冷温で保存された全血中の血清カリウムが増加するという特徴を持つ良性疾患である家族性の偽性高カリウム血症も存在します。これは赤血球のカリウム透過性が増加するためです。^[14]

カリウムは最も豊富な細胞内陽 イオンであり、体内のカリウムの約98%は細胞内に存在し、残りは血液を含む細胞外液中に存在します。膜電位は主にカリウムの濃度勾配と膜透過性によって維持され、 Na+/K+ポンプもいくらか関与しています。カリウム勾配は、細胞膜電位の維持、細胞容積の恒常性、神経細胞における活動電位の伝達など、多くの生理学的プロセスにとって極めて重要です。^[13]

カリウムは、消化管、腎臓、汗腺を通じて体外に排出されます。腎臓では、カリウムの排出は受動的（糸球体経由）で、近位尿細管とヘンレ係蹄の上行脚で再吸収が能動的に行われます。遠位尿細管と集合管ではカリウムの能動的な排泄が行われ、どちらもアルドステロンによって制御されます。汗腺でのカリウムの排泄は腎臓と非常によく似ており、その排泄もアルドステロンによって制御されます。^{[医学的引用が必要]}

血清カリウムの調節は、摂取量、細胞内と細胞外の区画間の適切な分配、および効果的な体外排泄の機能です。健康な人では、細胞摂取量と腎臓排泄量が患者の食事からのカリウム摂取量を自然に相殺することで恒常性が維持されます。^{[26] [27]}腎機能が損なわれると、腎臓を介して血清カリウムを効果的に調節する身体の能力が低下します。この機能の不足を補うために、結腸は適応反応の一環としてカリウムの分泌を増加させます。しかし、結腸の補償機構が限界に達すると、血清カリウムは高いままになります。^{[28] [29]}

高カリウム血症は、カリウムの過剰産生（経口摂取、組織破壊）またはカリウムの有効排出不全によって発症します。有効排出不全は、ホルモン（アルドステロン欠乏症）による場合と、腎臓の排泄を阻害する原因による場合があります。^[30]

細胞外カリウム濃度の上昇は、カリウムの平衡電位の上昇により、細胞膜電位の脱分極を引き起こす。この脱分極はいくつかの電位依存性ナトリウムチャネルを開くが、同時に不活性化も増加させる。濃度変化による脱分極は緩慢であるため、それ自体では活動電位を生成せず、代わりに順応をもたらす。カリウムが一定レベルを超えると、脱分極によりナトリウムチャネルが不活性化され、カリウムチャネルが開き、細胞は不応性になる。これは、神経筋、心臓、および胃腸器官系の障害につながる。最も懸念されるのは心臓伝導障害であり、心室細動や異常に遅い心拍リズムを引き起こす可能性がある。^[13]

診断に十分な情報を集めるには、カリウムの測定を繰り返す必要があります。カリウムの上昇は最初のサンプルの溶血による可能性があるためです。カリウムの正常な血清レベルは 3.5 ～ 5 mmol/L です。一般的には、腎機能(クレアチニン、血中尿素窒素)、グルコース、および場合によってはクレアチンキナーゼとコルチゾール の血液検査が行われます。尿細管カリウム勾配を計算すると、高カリウム血症の原因を判別するのに役立つ場合があります。^{[医学的引用が必要]}

また、心電図検査（ECG）を実施して、不整脈のリスクが著しくあるかどうかを判断することもあります。 [ ^13]病歴を聴取する医師は、腎臓病や薬剤の使用（カリウム保持性利尿薬など）に焦点を当てることがあります。これらはいずれも高カリウム血症の原因として知られています。^[13]

血清カリウムの正常値は、一般的に3.5～5.3 mmol/Lとされています。^[3] 5.5 mmol/Lを超えると 高カリウム血症、3.5  mmol/L未満の場合は低カリウム血症を示します。^{[1] [3]}

軽度から中等度の高カリウム血症では、PR間隔が延長し、尖ったT波が発生します。^[13]重度の高カリウム血症ではQRS群が広がり、心電図群は正弦波状に変化することがあります。^[31]カリウム濃度の上昇は、一部のカリウムチャネルに直接影響を及ぼし、その活性を高め、膜の再分極を早めるようです。また、（上記のように）高カリウム血症は膜全体の脱分極を引き起こし、多くのナトリウムチャネルを不活性化します。心臓活動電位の再分極が速まるとT波がテント状になり、ナトリウムチャネルが不活性化されると心臓周辺の電気波の伝導が遅くなり、P波が小さくなり、QRS群が広がります。^{[医学的出典が必要]}カリウム電流の一部は、理由はよくわかっていませんが、細胞外カリウム濃度に敏感です。細胞外カリウム濃度が上昇すると、カリウム伝導性が増加し、一定期間内に心筋細胞からより多くのカリウムが放出されます。^[32]要約すると、高カリウム血症に関連する典型的な心電図変化は、T波のピーク、QT間隔の短縮、PR間隔の延長、QRS持続時間の増加、そして最終的にはP波の消失とQRS群が正弦波になることで進行します。徐脈、接合部調律、QRSの拡大は、特に有害転帰のリスク増加と関連しています^[33]

心電図の変化が生じる血清カリウム濃度は、多少変動します。血清カリウム濃度が心臓電気生理学に及ぼす影響に影響を及ぼす要因は完全には解明されていませんが、他の電解質の濃度やカテコールアミンの濃度が大きな役割を果たしています。^{[医学的引用が必要]}

心電図所見は高カリウム血症の信頼できる所見ではありません。盲検化された心臓専門医が行った回顧的調査では、高カリウム血症の心電図 90 個のうち 3 個のみにピーク T 波が記録されました。ピーク T 波の高カリウム血症に対する感度は、ピーク T 波の基準に応じて 0.18 から 0.52 の範囲でした。^{[医学的引用が必要]}

高カリウム血症の再発を予防するには、通常、食事中のカリウム摂取量を減らし、原因となる薬剤の使用をやめ、利尿剤（フロセミドやヒドロクロロチアジドなど）を追加することが必要です。^[13]ポリスチレンスルホン酸ナトリウムとソルビトール（ケイキサレートとして配合）は、血清中のカリウム濃度を低く維持するために継続的に使用されることがありますが、この目的でポリスチレンスルホン酸ナトリウムを長期使用した場合の安全性は十分に理解されていません。^[13]

豊富な食物源としては、アボカドなどの野菜、^{[34] [35]}トマトやジャガイモ、バナナやオレンジ、ナッツなどの果物などがあります。^[36]

血液中のカリウム濃度がどのレベルであっても不整脈が新たに発生した場合、またはカリウム濃度が 6.5 mmol/L を超えた場合は、緊急にカリウム濃度を下げる必要があります。K ⁺ 濃度を一時的に下げるために、いくつかの薬剤が使用されます。選択は、高カリウム血症の程度と原因、および患者の状態のその他の側面によって異なります。

カルシウム（塩化カルシウムまたはグルコン酸カルシウム）は、まだ明らかではないメカニズムによって閾値電位 を上昇させ、高カリウム血症で異常に上昇する閾値電位と静止膜電位間の勾配を正常に戻します。10 %塩化カルシウムの標準アンプルは10mLで、6.8mmolのカルシウムが含まれています。10%グルコン酸カルシウムの標準アンプルも10mLですが、カルシウムは2.26mmolしか含まれていません。臨床診療ガイドラインでは、高カリウム血症の典型的な心電図所見に対して6.8mmolの 投与を推奨しています。 ^[13]これは、10%塩化カルシウム10mLまたは10%グルコン酸カルシウム30mLに相当します。^[13]塩化カルシウムはより濃縮されていますが、静脈に対して腐食性があり、中心静脈ラインからのみ投与する必要があります。^[13]作用発現は1～3分未満で、約30～60分間持続します。^[13]治療の目標は心電図を正常化することであり、数分以内に心電図が改善しない場合は投与を繰り返すことができる。^[13] 

一部の教科書では、カルシウムはヒトの心血管虚脱や動物モデルにおけるジゴキシン毒性の増大に関係していることから、ジゴキシン中毒の場合には投与すべきではないと示唆している。最近の文献では、この懸念の妥当性に疑問が投げかけられている。^{[医学的引用が必要]}

いくつかの治療法では、カリウムイオンを血流から細胞内に移し、合併症のリスクを軽減します。これらの対策の効果は短期的である傾向がありますが、カリウムが体内から除去されるまで問題を一時的に抑えることができます。^[37]

• インスリン（例えば、血糖値が下がりすぎないようにレギュラーインスリン10単位と50%デキストロース50mLを静脈注射する）は、ナトリウム-カリウムATPaseの活性増加に続いて細胞へのカリウムイオンの移動を引き起こす。^[38]その効果は数時間持続するため、カリウム濃度をより永続的に抑える他の手段を講じながら、インスリンを繰り返す必要がある場合がある。インスリン投与後の低血糖を防ぐために、通常、インスリンは適量のブドウ糖とともに投与されるが、急性または慢性の腎機能障害の状況では特に低血糖がよく見られるため^[39]、これを確認するために投与後には定期的に毛細血管血糖値を測定するべきである。
• β _{2選択性カテコールアミンである}サルブタモール（アルブテロール）は、ネブライザーで投与されます（例：10～20  mg）。この薬は、細胞への移動を促進することで血中カリウム濃度も下げ^、 30分以内に効果を発揮します。^[38]カリウムを最大限下げるには20 mgの使用が推奨されますが、患者が頻脈または虚血性心疾患を患っている場合は、より低い用量を使用してください。12～40%の患者は、特にβ遮断薬を服用している場合、理由は不明ですがサルブタモール療法に反応しないため、単独療法として使用しないでください。^[40]
• 代謝性アシドーシスであると考えられる場合、上記の対策と併せて重炭酸ナトリウムが使用されることがあるが^[3]、効果が出るまでの時間が長く、その使用には議論がある。

重症の場合は血液透析が必要となり、これは体内からカリウムを除去する最も迅速な方法です。^[38]これらは通常、一時的な対策を講じている間に根本的な原因を迅速に修正できない場合、またはこれらの対策に反応がない場合に使用されます。

ループ利尿薬（フロセミド、ブメタニド、トラセミド）およびチアジド系利尿薬（例：クロルタリドン、ヒドロクロロチアジド、クロロチアジド）は、腎機能が正常な人の腎臓からのカリウム排泄を増加させる可能性がある。^[38]

カリウムは、消化管内の多くの薬剤と結合することができる。^{[41] [27]}ソルビトールを含むポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ケイキサレート）はこの用途に承認されており、経口または直腸から投与することができる。^[38]しかし、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの有効性を証明する質の高い証拠は不足しており、特にソルビトール含有量の高いポリスチレンスルホン酸ナトリウムの使用は、まれではあるが確実に結腸壊死と関連している。^{[42] [43] [44]}この薬の長期安全性を調べた体系的な研究（6か月以上）はない。^[45]

パチロメルは経口摂取され、消化管内の遊離カリウムイオンと結合してカルシウムイオンを放出し、交換することで血流に吸収されるカリウムの量を減らし、便を通して失われる量を増やす働きをします。^{[13] [46]}最終的な効果は血清中のカリウム濃度の低下です。^[13]

ジルコニウムシクロケイ酸ナトリウムは、消化管内でカリウムと結合してナトリウムイオンと水素イオンを交換する薬剤です。 ^[13]効果は1～6時間で現れます。^[47]経口摂取します。^[47]

高カリウム血症は、健康な人ではまれです。^[6]入院中の人では、その割合は1％から2.5％です。^[2]

米国では、死刑執行の際に薬物注射によって高カリウム血症が誘発される。塩化カリウムは投与される 3 つの薬剤のうち最後のもので、実際に死を引き起こす。塩化カリウムを心筋に注射すると、心臓の鼓動を引き起こす信号が妨害される。同じ量の塩化カリウムを経口摂取し、血液に直接注射しない場合は害はない。^[要出典]

• USDA 標準参照用国家栄養データベース、リリース 26 2014 年 3 月 1 日にWayback Machineにアーカイブされました
• カリウムを多く含む食品一覧
• 食品のカリウム含有量に関する国立腎臓財団のサイト 2014年7月8日アーカイブ、Wayback Machineにて