病例介绍
一个伴有2型糖尿病、高血脂的终末期胃癌的55岁中年病人在肾移植1月后出现血钾下降（5.5mmol/L）。患者既往10年前因菌血症造成AKI时曾出现轻度高钾血症且接受透析医治，在此后的病史中，病人因加用肾素血管紧张素阻滞剂后出现高钾血症未能耐受这种抗生素，病人CKD病况进行性进展。患者随即接受胸膜透析医治，此间血钾维持在3.6到4.2mmol/L，病人移植前透析方法修改为血液透析，透析前血钾维持在5.5～5.8mmol/L。
正常的血钾代谢
这个患者向我们表明了不管急性肾损伤/慢性肾衰竭，还是接受透析的情况下，病人就会常常出现高钾血症。我们在此讨论肾功能损坏是怎样影响钾离子排出，并进一步造成高钾血症的。正常心脏有非常强悍的排钾能力，血钾摄取降低会造成间质血钾积聚进而抑制髓袢升支粗段及近曲小管（影响程度较髓袢升支粗段小）对硫酸钠重吸收降低，进而造成流经远端肾单位的钠离子及原尿流速均降低。过多钾离子摄取可直接作用于远曲小管可调节原尿的流量及钠离子含量。血钾水平下降会导致远曲小管起始部(DCT1)增加噻嗪敏感的钠氯共转运体的活性，因而造成毗邻的固醇敏感的远端肾单位（DCT2及集合管）原尿流速及钠离子降低，因而出现电荷介导及流速介导的钾离子排出降低。同时血钾的代谢还存在肝脏-心脏反射轴，当钾离子步入腹部时，可通过此反射轴抑制肾小管钠氯共转运体的活性；另外，今年诺贝尔奖获得者研究的钟基因也对血钾代谢存在影响：当晚上血钾摄取做空的时侯，钟基因节律也使得血钾在晚上排出最多。
上述人体肝脏强悍的血钾代谢能力致使史前人类才能在当时食物含钾量4倍于明日食物含钾量的情况下仍能保持血钾水平的正常。富钾饮食摄取对于人类健康存在许多用处钠离子钾离子通道阻滞剂，人类肝脏进化的功能使其为了维持此好处进化出强悍的代谢功能以应对高钾。
急性肾损伤时的血钾代谢
当AKI（急性肾损伤）累及远端肾单位（尤其是合并集合管受累）时，细胞泌钾功能障碍常会造成高钾血症的出现。缺血、毒物损伤等造成的急性肾小管坏死或类似急性间质性肺炎的AIN均可引起这一部位受累。在梗阻性肾炎中，由于大幅下降的小管胃壁压力破坏远端肾单位的生理功能造成失去促钾外排的电荷动力基础，因而高钾血症在急性尿路梗阻中是一个初期的临床指标。对于无尿或少尿的病人，由于抵达远端肾单位的钠离子及水显著降低，因而未能给远端肾单位提供足够的钠以保证钠-钾交换而出现远端肾单位血钾外排显著降低出现高钾血症。另外，GFR的短期大幅上涨会限制AKI患者血钾的外排也减缓了高钾血症的程度。
与CKD患者在出现高钾血症前机体就会有足够的时间还形成代偿机制不同，AKI患者哪怕血钾有中度的下降也须要高度注重，由于此时机体未能迅速产生代偿机制，这些下降是忽然出现且可进行性加重的。横纹肌溶化造成内源性钾离子释放入血及酸中毒时造成的钾离子细胞外移降低均可加重AKI时高钾血症。
慢性胰脏病时的血钾代谢
CKD的特征就是有效肾单位降低，因而可伴随具有泌钾功能的集合管数目降低。因CKD病况平缓进展，因而健存肾单位的远端肾单位或集合管主细胞代偿性降低钾离子的排泌以维持CKD患者血钾水平的正常。虽然这些代偿机制与正常人在慢性钾负荷（或盐皮质激素活性降低）情况下出现小管基底侧增殖折叠、细胞肥大、线粒体数量降低类似：这些生理适应性改变造成小管基底侧面积急剧降低，骤然而至的是肾小管上Na+-K+-ATP的密度及活性均降低。CKD时肾单位遗失都会造成流经健存肾单位的钠离子含量及原尿流速降低，进而推动健存肾单位的远曲小管或集合管泌钾降低。
CKD患者在GFR增长至15ml/min之前，血钾水平是可以维持在5.5mmol/L的。并且当患者出现少尿、高钾饮食、组织分解降低、醛固酮分泌降低或固醇活性降低等情况时也会出现高钾血症。
虽然CKD患者可以通过代偿机制调节血钾水平，而且其进一步降低泌钾的能力有限，但是此部份人群与正常人相比在同等富钾饮食的情况下血钾水平容易更高且持续时间更长，因而CKD患者仍是高钾血症的高危人群。
高钾血症还可以是糖尿病伴CKD或晚期心力衰竭病人的一个初期发觉。糖尿病病人多伴有盐皮质激素活性增加（多为低肾素-低血管紧张素的初期表现）；而晚期心力衰竭时流经远端的钠离子含量降低，且肾病病人多伴有RAS阻滞剂的使用。
CKD患者的高钾血症的主要预治举措是限制钾离子的摄取、应用排钾通便剂、纠正代谢性酸中毒及降低或停用影响血钾分泌的抗生素。由于RAAS阻滞剂在CKD、DM、心力衰竭中的心血管保护作用，因而在此部份潜在高钾血症患者停用RAAS阻滞剂是个医治上的困境；目前耐受性好及疗效好且不须要减轻/停用RAAS阻滞剂的新型钾离子结合抗生素早已上市有望解决这一临床困局。
血液透析及胸膜透析患者的血钾代谢
透析可令ESRD患者血钾维持正常。采用透析液钾离子与血钾含量梯度差可有效消除钾离子，钾离子可自由通过透析膜，大多数钾离子都是在透析前2h（即含量梯度最大时）被消除；当血钾含量增加，细胞内血钾外移至细胞外开始受限制造成透析的后半段时间血钾去除效率显著下滑。因而血压、胰岛素、儿茶酚胺活性、酸碱平衡衰弱等影响血钾在这细胞内外分布的诱因对于血钾的清理会形成影响。
对于普通维持性血液透析病人而言，每次可消除80`100mmol钾离子，一周可消除300mmol钾离子。透析病人的直肠可代偿性降低排钾，通过下调直肠上皮细胞高浊度K+通道、Na+-K+-ATP泵的抒发，每日摄取钾离子的35%可通过贲门排出，由于每周食物中钾离子水平总是会比透析清理的钾离子多100-200mmol，因而盲肠对于血钾的排泌变得尤为重要。直肠钾离子的排泌受盐皮质激素影响，这就可以解释为何在部份无尿的规律透析的患者应用RAAS阻滞剂后出现高钾血症了。直肠钾离子的排泌须要在软便的状态下实现，因而水肿会影响血钾的排出。透析患者倘若不执行低钾饮食、透析不充分（包括透析时间短及透析不规律）、或透析通路再循环等情况都是出现高钾血症须要考虑的诱因。对于还有残余肾功能的病人，影响血钾排泌的抗生素也是须要考虑的诱因。透析患者倘若禁食的情况下胰岛素分泌降低会继发出现高钾血症，这些情况下可通过输入糖水+胰岛素或单纯糖水（非糖尿病病人）以维持血钾水平。
胸膜透析多不伴高钾血症，对于每天使用10L胸膜液的PD病人，大概有35～46mmol钾离子被消除。即使每日摄取血钾水平远远超过此数值，并且显著的高钾血症在PD患者中稀少，但是约30%的患者会出现低钾血症。此类情况可能与PD的特点相关，具体机制如下：PD引起直肠排钾降低，PD更好的保护残余肾功能参与到排钾，PD液中的猕猴桃糖强制吸收造成胰岛素释放及富钾食物的摄取降低等相关。
血液透析或胸膜透析患者的高钾血症与机体总钾离子水平相关性差。不同的研究对于骨骼肌中的钾离子定量研究发觉机体钾储存量有正常、升高、或减少等不同的情况，这些矛盾的结果与具体的临床场景相关。以终末期肝病患者出现头痛、大剂量使用通便剂、或低钾饮食造成的真性缺钾为例，由于患者基本上没有肾功能，因而细胞对钾离子的转移是防治这种患者出现高钾血症的重要机制，并且细胞膜上的Na+-K+-ATP泵在癌症时活性是显著增加的，因而使钾离子未能有效转移至细胞内；有研究否认将癌症病人红细胞与正常人的血清孵育或则透析后再观察，均发觉癌症红细胞的Na+-K+-ATP泵活性可被逆转；这个机制可在一定程度上解释为何好多患者即使总体钾浓度过高，但依然出现高钾血症。CKD患者中血浆中胰岛素水平及儿茶酚胺水平降低有助于减少冠心病诱导的上述细胞钾离子转移功能障碍。
肾移植患者的血钾代谢
肾移植病人移植后常常出现高钾血症，与CKD出现高钾血症的机制类似，例如早已存在GFR减少的情况下应用例如RAAS阻滞剂或甲氧苄咪唑等抗生素；肾移植后出现的间质纤维化或小管萎缩引起的小管功能损伤是这种患者钾离子排泌而出现高钾血症的一个常见病症。移植一年后由于免疫介导损伤、既往的缺血-再灌注损伤、供肾的诱因等造成小管萎缩的出现机率降低，促使高钾血症的发生机率也骤然降低。
对于采用钙调乙酸酶抑制剂（他克莫司或环孢素）作为维持性抗排异方案的病人，高钾血症的发生机制类似于家族性高钾性高血糖。正常情况下，钙调乙酸酶酶可使远曲小管起始部（DCT1）上的Na+-Cl−共转运体发挥去乙酸化的作用；应用钙调乙酸酶抑制剂后，DCT1上该转运体的乙酸化不受抑制，因而造成流经下游小管的钠离子含量及流速均减少钠离子钾离子通道阻滞剂，造成血钙敏感的远端肾单位排钾障碍，而NaCl的潴留会引起高血糖及容量负荷，继发性抑制循环中肾素及血钙水平。
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