低カリウム血症

低カリウム血症は、血清カリウム濃度が3.5mEq/L未満となる状態であり、体内総カリウムの欠乏または細胞内へのカリウムの異常な移動によって引き起こされます。最も一般的な原因は、腎臓または消化管からのカリウム損失の増加です。臨床症状には筋力低下、多尿などがあり、重度の低カリウム血症では心筋の過興奮性が生じることがあります。

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原因 低カリウム血症

低カリウム血症は、通常、カリウムの損失なしに起こるいわゆる偽性低カリウム血症と、カリウムの損失を伴う低カリウム血症に分けられます。

偽性低カリウム血症は、体内へのカリウム摂取不足（枯渇症候群）または細胞外空間から細胞内空間へのカリウムの移動によって発症します。ホルモン（インスリンおよびアドレナリン）は、電解質の細胞内空間への移動を促進します。低カリウム血症は、高血糖によるインスリンレベルの上昇、または外因性インスリンの投与によって引き起こされます。ストレス時のカテコールアミンの内因性放出、またはβ2刺激薬の使用も、_血清中のカリウム濃度の低下を伴います。遺伝性低カリウム性周期性四肢麻痺（甲状腺中毒性低カリウム性麻痺）では、カリウムの再分布と細胞内への移動が起こります。

臨床現場では、カリウム喪失に起因する低カリウム血症の方が一般的です。カリウム喪失は、腎外性（通常は消化管経由）と腎性に分けられます。これらの病態の区別は、尿中の塩化物濃度の測定に基づきます。尿中に排泄される塩化物が15 mmol/l未満の場合、消化管から電解質が失われている可能性が高いと考えられます。

腎外性カリウム喪失の主な原因は、持続性嘔吐（神経性食欲不振、胃腸疾患）、下痢（胃腸疾患、下剤の過剰使用）です。これらの状況では、低カリウム血症は通常、代謝性アルカローシスの発症を伴います。これは、体内の塩化物貯蔵量の枯渇によって起こり、腎臓における塩化物の集中的な再吸収とカリウムの腎排泄の増加につながります。

低カリウム血症の患者において、尿中へのカリウムおよび塩化物の排泄量が「病態に相応しない」（カリウム尿20mmol/日以上、塩化物排泄量60mmol/l以上）と診断された場合、腎性カリウム喪失と診断されます。同様の電解質異常を呈する疾患であっても、血圧レベルは異なります。この点において、腎性カリウム喪失の原因は、正常血圧（A群）と高血圧（B群）の2つの病態群に分類されます。後者の群は、循環血中のアルドステロンおよび血漿レニンのレベルに応じてさらに細分化されます。

正常血圧状態（グループA）：

• 利尿薬（ループス、チアジド、アセタゾラミド）の乱用;
• バーター症候群;
• ギテルマン症候群;
• 免疫カリウム陰茎間質性腎炎;
• 腎尿細管性アシドーシスI型およびII型。

高血圧症（グループB）

• アルドステロンおよびレニン値が高い（腺腫および副腎過形成による原発性アルドステロン症）
• アルドステロン値が高く、レニン値が低い（悪性高血圧、腎血管性高血圧、レニン分泌腫瘍）
• アルドステロンおよびレニン値が低い場合（ミネラルコルチコイド、グリチルリチン酸、カルベノンゾロンの使用）
• アルドステロンおよびレニン値が正常（イツェンコ・クッシング症候群）

グループ A の腎臓カリウム喪失のうち、最も一般的なものは利尿薬の乱用とギテルマン症候群です。

臨床現場では、低カリウム血症は利尿薬や下剤の乱用によって発症することがよくあります。一般的に、この症状は、性格や職業上の理由で体型を厳しく管理している若い女性によく見られます。主な臨床症状および検査所見は、脱力感、低カリウム血症および低塩素血症、代謝性アルカローシス、尿中のカリウムおよび塩素の高濃度（塩素濃度60mmol/l以上）、正常血圧などです。この病態を診断するには、患者の病歴を注意深く収集し、複数の尿検体で利尿薬の存在を確認する必要があります。

診断されることの少ないバーター症候群は、臨床所見および検査所見において利尿薬乱用と区別がつきません。しかし、バーター症候群は通常、幼児期の病理です。子宮内発育障害（子宮内発育遅延、羊水過多症）のある小児に最も多く見られ、早産でもよく見られます。主な臨床徴候は、低カリウム血症、カリウム欠乏を伴う多尿、低血圧、二次性高アルドステロン症、代謝性アルカローシスです。血中のMg2 ^{+含有量および尿中のCa2+}排泄量は正常値内です。バーター症候群では、傍髄質装置の過形成が検出され、レニンおよびアルドステロンの産生が急増します。この症候群における重度の電解質異常は、遠位直尿細管での塩化物再吸収を担うTALH遺伝子の変異に関連する遺伝子欠陥によって引き起こされます。

1960年代後半に記述されたギテルマン症候群は、現在、低カリウム血症による腎障害の最も一般的な原因と考えられています。低カリウム血症の全症例の50％以上がこの症候群に関連しています。この疾患は成人で発症し、中等度の低カリウム血症（血清カリウムが2.4〜3.2mmol / l以内）として現れますが、生活の質を低下させたり、心拍障害や筋力低下を引き起こしたりすることはありません。検査では、血液中のMg ²⁺濃度の低下、境界性低塩素血症、軽度の代謝性アルカローシス、二次性高アルドステロン症がしばしば明らかになります。これらの患者の腎機能は長期間にわたって正常な状態を維持します。尿検査では、塩化物排泄の増加と低カルシウム尿が顕著に見られます。血清中のマグネシウムレベルの低下と低カルシウム尿は、診断上重要な兆候と考えられています。ギテルマン症候群の原因は、ネフロンの遠位尿細管に存在するチアジド感受性Na ⁺ -Q~共輸送体の変異と関連しており、遺伝子型解析による診断が可能です。低カリウム血症の改善には、カリウムを豊富に含む食品やカリウムサプリメントが用いられます。ギテルマン症候群の患者の予後は良好です。

低カリウム血症のまれな原因として、免疫性カリウム減少性間質性腎炎が挙げられます。この疾患は、低カリウム血症（中等度から重度）、高カリウム尿、代謝性アルカローシス、中等度の高アルドステロン症も併発します。血清中のカルシウムとリンの濃度は通常正常範囲内です。この疾患の特徴的な症状は、自己免疫症状（虹彩毛様体炎、免疫性関節炎、または高力価リウマチ因子もしくは自己抗体の検出）を併発することです。腎生検では、間質へのリンパ球浸潤がしばしば認められます。この疾患における電解質異常の原因はイオントランスポーターの障害と関連していますが、バーター症候群やギテルマン症候群とは異なり、遺伝子に起因するものではなく、免疫起源です。

低カリウム血症の一般的な原因は、上記の病態に加えて、遠位型（I型）および近位型（II型）の尿細管性アシドーシスです。この疾患の主な臨床症状は、重度の低カリウム血症と代謝性アシドーシスです。同様の臨床像は、炭酸脱水酵素阻害薬（アセタゾラミド）の長期使用によっても引き起こされます。

高血圧症に伴うカリウム喪失患者（B群）における低カリウム血症の主な原因は、ミネラルコルチコイドホルモン、特にアルドステロンの過剰産生です。これらの患者は通常、低クロール性代謝性アルカローシスを発症します。高アルドステロン濃度と低血漿レニン活性の組み合わせは、原発性アルドステロン症で観察され、副腎皮質球状帯の腺腫、過形成、または癌で発生します。高血漿レニン濃度を伴う高アルドステロン症は、通常、悪性高血圧、腎血管性高血圧、およびレニン分泌腫瘍で検出されます。正常な血漿アルドステロンおよびレニン濃度を伴う高血圧を背景とした低カリウム血症は、イツェンコ・クッシング症候群で発生します。

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症状 低カリウム血症

軽度の低カリウム血症（血漿カリウム濃度3～3.5 mEq/L）では、症状が現れることはほとんどありません。血漿カリウム濃度が3 mEq/L未満になると、通常は筋力低下が起こり、麻痺や呼吸停止に至ることがあります。その他の筋異常としては、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、横紋筋融解症などがあります。持続的な低カリウム血症は腎濃縮能を低下させ、二次性多飲を伴う多尿を引き起こす可能性があります。

低カリウム血症の心臓への影響は、血漿カリウムが 3 mEq/L 未満になるまでは最小限です。低カリウム血症は、ST 部分の低下、T 波の低下、および U 波の上昇を引き起こします。重度の低カリウム血症では、T 波は次第に低下し、U 波は増加します。平坦または直立した T 波が直立した U 波と融合することがあり、QT 延長と間違われることがあります。低カリウム血症は、心房および心室の期外収縮、心室および心房の頻脈性不整脈、および第 2 度または第 3 度の房室ブロックを引き起こす可能性があります。このような不整脈は、低カリウム血症が重症化するにつれて増加し、心室細動を引き起こす可能性があります。基礎疾患のある患者および/またはジゴキシンを服用している患者は、軽度の低カリウム血症でも心臓伝導異常のリスクが高くなります。

低カリウム血症の症状は次のとおりです。

• 骨格筋の損傷（筋力低下、疲労、弛緩性麻痺、横紋筋融解症）
• 平滑筋の損傷（胃と小腸の運動性の低下）
• 心筋の損傷（T波の減少、QT間隔の延長、顕著なU波の出現、QRS波の拡大、房室ブロックの発症）
• 末梢神経の損傷（四肢の知覚異常および硬直）
• 多尿、夜間頻尿（腎臓の濃縮能力の低下による）、および原発性多飲症を伴う腎臓障害。

長期にわたるカリウム貯蔵の枯渇は、間質性腎炎や腎不全の発症、場合によっては腎臓の嚢胞形成を引き起こす可能性があります。

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診断 低カリウム血症

低カリウム血症は、血漿カリウム濃度が3.5 mEq/L未満の場合に診断されます。病歴（例えば、薬剤）から原因が明らかでない場合は、更なる評価が必要です。アシドーシスやその他の細胞内カリウムシフトの原因を除外した後、24時間尿中カリウム濃度を測定します。低カリウム血症では、カリウム排泄量は通常15 mEq/L未満です。腎外カリウム喪失または食事性カリウム摂取量の減少は、腎カリウム排泄量が15 mEq/L未満である慢性の原因不明の低カリウム血症の症例で認められます。腎カリウム排泄量が15 mEq/Lを超える場合は、腎性カリウム喪失が示唆されます。

腎臓からのカリウム排泄増加と高血圧を伴う原因不明の低カリウム血症は、アルドステロン分泌腫瘍またはリドル症候群を示唆します。腎臓からのカリウム排泄増加と正常血圧を伴う低カリウム血症はバーター症候群を示唆しますが、低マグネシウム血症、潜在性嘔吐、利尿薬乱用の可能性も考えられます。

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処理 低カリウム血症

低カリウム血症の症状は、血清電解質レベルの低下の検出によって確認されますが、血清カリウムが 1 mmol/l (濃度範囲 2～4 mmol/l) 減少すると、体内の総貯蔵量が 10% 減少することに相当するため、電解質バランスをすぐに修正する必要があります。

経口カリウム製剤には様々な種類があります。胃腸への刺激や出血を引き起こす可能性があるため、通常は分割投与されます。液体KCIは経口投与すると1～2時間以内にカリウム濃度を上昇させますが、苦味があるため、25～50mEqを超える用量では忍容性が低くなります。フィルムコーティングされたKCI製剤は安全で、忍容性も優れています。マイクロカプセル化された製剤では、消化管出血の頻度が低くなります。1カプセルあたり8～10mEqを含む製剤もいくつかあります。

経口療法に反応しない重度の低カリウム血症、または活動期の入院患者には、非経口的にカリウムを補充する必要があります。カリウム溶液は末梢静脈を刺激する可能性があるため、濃度は40mEq/Lを超えないようにしてください。低カリウム血症の補正速度は、カリウムが細胞内に移行するのにかかる時間によって制限されるため、通常、投与速度は10mEq/時を超えてはなりません。

低カリウム血症誘発性不整脈では、KCIの静脈内投与は、通常は中心静脈から、または複数の末梢静脈から同時に、より迅速に行う必要があります。KCI 40 mEq/hを投与することも可能ですが、その場合は必ず心電図モニタリングと毎時血漿K濃度測定を行ってください。ブドウ糖液は、血漿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悪化する可能性があるため、好ましくありません。

糖尿病性ケトアシドーシスに見られるように、血漿中カリウム濃度が高いカリウム欠乏症では、静脈内カリウム投与は血漿中カリウム濃度が低下し始めるまで延期します。重度のカリウム欠乏症の場合でも、カリウム喪失が継続しない限り、通常、24時間以内に100～120 mEqを超えるカリウム投与を行う必要はありません。低カリウム血症および低マグネシウム血症の場合は、腎臓からのカリウム喪失の継続を防ぐために、カリウムおよびマグネシウムの欠乏を補う必要があります。

利尿薬を服用している患者は、Kを常時摂取する必要はありません。しかし、利尿薬を服用している場合は、特に左室機能が低下している患者、ジゴキシンを服用している患者、糖尿病がある患者、β刺激薬を服用している喘息の患者では、血漿K濃度をモニタリングする必要があります。トリアムテレン100mgを1日1回経口投与するか、スピロノラクトン25mgを経口投与してもK排泄量は増加せず、低カリウム血症を発症するが利尿薬の服用を拒否できない患者でも服用できます。低カリウム血症が発生した場合は、Kの補充が必要です。Kレベルが3mEq / L未満の場合は、KCIの経口投与が必要です。血漿中のカリウム濃度が1mEq/L低下すると、体内のカリウム総量が200～400mEq不足することと相関するため、不足分を補うには数日間、1日あたり20～80mEqの摂取が必要です。長期間の断食後に食事を再開する場合は、数週間にわたってカリウムサプリメントを摂取する必要があるかもしれません。

利尿薬の服用とギテルマン症候群を背景とした低カリウム血症は、3～3.5mmol/Lと顕著になることは稀で、ジギタリス治療を受けていない患者では、上記の変化が重篤な合併症を引き起こすことはほとんどありません。尿中へのカリウムの喪失と、アデノシン三リン酸（ATP）の関与により生成され、心血管系と神経系の調節に関与する多くの酵素の機能に関与する電解質であるマグネシウム貯蔵量の枯渇が同時に起こるため、軽度の低カリウム血症であっても是正する必要があります。このような状況では、医師は（患者の状態を考慮して可能であれば）カリウム保持性利尿薬の投与を中止するか、カリウム製剤の投与と併用してカリウム保持性利尿薬を追加処方することを目標とすべきです。低ナトリウム食（70～80mmol/日）も、低カリウム血症の重症度を軽減するのに役立ちます。

より重度で改善が不十分な低カリウム血症の場合、カリウム保持性利尿薬（アミロライド、トリアムテレン、またはスピロノラクトン）と組み合わせて大量の塩化カリウムを経口投与することにより、カリウム恒常性が正常化されます。

代謝性アルカローシスにおける低カリウム血症の治療には塩化カリウムが、腎尿細管性アシドーシスの治療には重炭酸カリウムが使用されます。重度の低カリウム血症（血清カリウム濃度が2.5 mmol/l未満で、カリウム欠乏の臨床徴候（心電図の変化、筋力低下）が認められる場合）には、これらの薬剤の静脈内投与が適切です。上記のカリウム製剤は、1～2時間かけて0.7 mmol/kgの濃度でカリウムを摂取できる用量で静脈内投与されます。

重度の低カリウム血症（血清カリウム濃度2.0 mmol/l未満）または不整脈が発生した場合は、投与するカリウム量を80～100 mmol/lに増量します。60 mmol/lを超えるカリウムを末梢静脈に注入すると、たとえ低投与速度（5～10 mmol/h）であっても、非常に強い痛みを伴うことを覚えておく必要があります。カリウムを迅速に静脈内投与する必要がある場合は、大腿静脈から投与します。緊急の場合は、計算されたカリウム損失速度（20～60 mmol/h）を超える速度でカリウム溶液を投与します。投与されたカリウムは、まず細胞外液に分布し、その後細胞内に入り込みます。低カリウム血症の集中治療は、低カリウム血症の程度が患者の生命を脅かすものでなくなった時点で中止されます。これは通常、15分間で約15 mmolのカリウムを投与することで達成されます。その後、心電図と血清中のカリウム濃度を継続的に監視しながら、カリウム欠乏はゆっくりと補充されます。