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实验性高血钾实验目的•掌握家兔高钾血症模型的复制方法•观察高钾血症家兔心电图变化的特征•了解高钾血症对心肌细胞的毒性作用钾的生理功能(function)参与细胞代谢(Promotingthecellmetabolism)维持细胞膜静息电位(Maintenanceoftherestingmembranepotential)调节渗透压和酸碱平衡(Regulatingtheosmoticpressureandacid-basebalance)8%2%Distributionofpotassium90%ICF（140－160mmol／L）ECF（4.2mmol/L）BoneK+[K+]ofbody=50～55mmol／Kg实验原理98%细胞内(ICF)2%细胞外(ECF)serum[K+]3.5~5.5mmol/LFunctionsofpotassiuminbody1维持细胞的新陈代谢和骨盐形成2调节细胞内的渗透压影响机体的酸碱平衡3构建细胞膜静息电位，调节骨骼肌、心肌和平滑肌应激性高钾血症（Hyperkalemia）【Definition】血清钾浓度5.5mmol／L（AserumK+levelgreaterthan5.5mmol／L）。高钾血症①通过细胞膜Na+-K+泵，改变钾在细胞内外液的分布；②通过细胞内外的H+-K+交换，影响细胞内外液钾的分布；③通过肾小管上皮细胞内外跨膜电位的改变影响其排钾量；④通过醛固酮和远端小管液流速，调节肾排钾量；⑤通过结肠的排钾及出汗形式。钾具有维持细胞新陈代谢、保持细胞静息膜电位、调节细胞内外的渗透压及调控酸碱平衡等多种生理功能。（一）原因和发生机制（Causesandmechanism）1．摄钾过多静脉输入钾过快或浓度过高可立即引起严重的高钾血症，并导致患者猝死。高钾血症2．肾排钾减少3．细胞内外转移(细胞内钾释出至细胞外、如酸中毒)排钾减少（肾衰）(decreasedK+excretion)少尿(oliguria)潴钾性利尿剂醛固酮↓K+从细胞内逸出(K+shiftsoutofcells)细胞损伤(cellinjury)酸中毒(acidosis)高钾性周期性麻痹(hyperkalemicperiodicparalysis)胰岛素缺乏及某些药物（β-R阻断剂等）（二）对机体的影响（Effectsonbody）1．对神经肌肉兴奋性的影响（Effectsonneuromuscularexcitability）（1）轻度高钾血症（5.5～7.0mmol/L）临床表现：肢体刺痛、感觉异常和腹泻[K+]e↑Em负值变小Em–Et间距↓神经肌肉兴奋性↑高钾血症（2）重度高血钾症（7.0～9.0mmol/L）临床表现：肌肉无力，或弛缓性肌麻痹Em-Et间距过小快Na+通道失活去极化阻滞状态神经肌肉兴奋性丧失由于高钾血症时心脏的表现非常突出，常会掩盖骨骼肌的临床表现。血K+↑细胞内外[K+]差↓静息电位阈电位兴奋性↓(重度）静息电位↓与阈电位距离↓兴奋性↑(轻度）机制(mechanism)除极化阻滞(depolarizedblocking)静息电位等于或低于阈电位使细胞兴奋性降低的现象。■传导性下降Em-Et间距缩小0期除极化的速度↓传导性↓■收缩性降低[K+]e↑Ca2+内流↓心肌收缩性↓2．对心肌的影响（Effectsonheart）（1）对心肌生理特性的影响■自律性下降[K+]e↑自律细胞4期K+外流↑自动除极化↓自律性↓高钾血症■兴奋性增强或下降轻度高钾血症工作心肌（+）↑（Em负值变小、Em-Et↓）重度高钾血症工作心肌（+）↓（Em-Et间距过小）•高钾血症对机体的影响首先表现为明显的心脏毒性作用，出现多种心律失常；急性严重高钾血症时可因重度传导阻滞或心肌兴奋性消失引起心搏骤停•静脉注射一定浓度的KCL溶液，复制家兔高血钾症病理模型，可观察到高血钾症时动物心电图的改变，结合理论对其发生机制进行讨论。•本实验在研究高血钾对家兔心脏影响后，通过10%氯化钙溶液，4%NaHCO3溶液，用于解救家兔，并分析其解救效果。实验材料•实验动物：家兔•实验器材：兔手术台，BL-420生物信号采集系统，心电图电极，注射器•药品及试剂：生理盐水,10%和7.5%KCL,4%NaHCO3溶液,10%氯化钙溶液实验步骤•家兔称重后，仰卧固定•正常心电图的描绘连接心电导联装置：心电导联电极（右上肢—蓝、左下肢—红、右下肢—黑）注意：银针电极必须插在皮下，勿插入肌肉组织，以免肌电干扰心电图分析！调节参数：G为1000，T为0.01S，F为100Hz。(抑制50Hz)实验步骤•耳缘静脉缓慢推注10%的KCL溶液（3ml/kg）同时观察心电图波形变化规律（出现P波和QRS波振幅降低，间期增宽；T波高尖）PQRST正常心电图高钾血症心室扑动实验步骤•高钾血症抢救：待心电图正弦波或者出现心室的扑动或者颤动波形后，立即停止注射KCL。1-4组：10%氯化钙溶液(2ml/kg)5-7组：4%NaHCO3(5ml/kg)注意事项•注射KCL溶液时，速度一定要缓慢（每分钟2ml速度缓慢推注），注射同时密切观察心电图的变化。•在描记心电图时，不要触摸动物；实验台上液体要及时清除，注意保持干燥；描记心电图时禁止使用手机等通讯工具，避免周围电磁干扰分析讨论•[正常心电图的基本图形]•正常人的心电图中每一个心动周期有6个波形，各为P、Q、R、S、T、U波。这些波形的电位值、时间间隔都有一定的范围，•P波：代表两心房兴奋时所产生的电压的变化。•P—R间期：代表窦房结兴奋经心房、房室结、房室束到心室所需的时间。•QRS波群：Q波是QRS波群第一个向下的波，其前面无向上的波；R波是QRS波中第一个向上的波，其前面可以无Q波；S波是R波之后的向下波。QRS波代表心室兴奋的电压变化与所需时间。•S—T段：起自QRS波终点至T波起点。这段时间内，心室处于完全除极状态但又尚未复极，所以S—T段应在零电位基线上。•T波：代表心室复极时电压变化。•Q—T间期：QRS波起点至T波终点所占的时间。•U波：在T波后一个较低的波，方向与T波一致。正常心肌动作电位与心电图的关系P波：心房去极化QRS波：心室去极化T波：心室复极化P-R间期：房室传导时间高血钾对心脏的毒性1.心肌兴奋性先高后低。高血钾症时，细胞内外钾离子浓度差变小，静息膜电位负值变小，与阈电位的差距缩小，兴奋性升高；当静息膜电位到达-55至-60mV时，兴奋性反而降低，发生去极化阻滞。2.传导性降低。由于静息膜电位的绝对值减小，0相去极化的速度减慢和幅度降低，传导性下降。可致房室传导阻滞等3.自律性降低。细胞外液钾离子浓度升高使细胞膜对钾离子的通透性增高，4相钾离子外相电流增大，延缓了4相钠离子的净内向电流的自动除极化，自律性下降。引发心律失常如室性早搏等4.收缩性减弱。细胞外液钾离子浓度升高使细胞膜对钾离子的通透性增高，干扰2相钙离子内流，钙离子内流延缓，兴奋-收缩偶联受到影响，心肌收缩性减弱。心室颤动，心搏骤停于舒张期血[K+]↑→细胞内外[K+]差↓→静息电位↓→与阈电位距离↓→兴奋性↑↘低于阈电位→兴奋性↓0期Na+内流↓→0期除极化↓→传导性↓膜对K+通透性↑↓4期K+外流↑→自动除极化↓→自律性↓Ca2+内流↓收缩性↓高血钾对心电图的影响•心电图表现在T波高尖。由于膜对钾离子的通透性增高，动作电位中对应于心电图T波得3相钾外向电流加速，使T波成高尖状。•P波和QRS波振幅降低，间期增宽，S变深。这主要是由于传导性明显下降所致。•多种类型的心律失常心电图。由于自律性降低，可出现窦性心动过缓，窦性停搏；由于传导性降低，出现各类型的传导阻滞；以及因传导性、兴奋性异常等的共同影响出现室颤。3期K+外流↑,复极加速→T波高尖传导性↓→P-R间期延长QRS波增宽传导阻滞及自律性↓→心律失常◣心电图的变化高钾血症时心电图的变化一、血钾浓度变化对神经肌肉、心肌的影响（Changesinserum[K+]affectsneuromuscularandcardiacmuscle）1．对骨骼肌、平滑肌的静息膜电位影响（Restingmembranepotential,RMP）【Nernst】Em=59.5llog（[K+]e/[K+]i）；Em=－61log=－88mv（Et=－67mv；Em－Et=－21mv）r[K+]i+0.01[Na+]ir[K+]e+0.01[Na+]e钾代谢紊乱心肌动作电位0电位EtEm-90-60-30030mV心房肌心室肌0022113344Na+K+Ca2+K+K+钠泵K+Na+心肌细胞膜离子转运心电图PQRST钾代谢紊乱1：Ito通道开放，K+外流，Cl-内流。2：L型钙通道和IK、IK1开放，K+外流，Ca2+内流。3：IK1开放，K+外流。（2）心电图（ECG）特征■P波和QRS波振幅降低，间期增宽（传导性↓）■T波高尖（3期钾外流↑）（血清钾超过5.0mmol/L时）严重高血钾可出现一些致死性的心律失常，如传导阻滞、心室纤颤、心脏停搏。（3）临床症状▲窦性心动过缓，窦性停搏（自律性↓）▲各类型的传导阻滞（传导性↓）（如房室、房内、室内传导阻滞等）▲有效不应期缩短心室纤颤高钾血症防治的病理生理基础(Pathophysiologicalbasisofpreventionandtreatment)促进钾移入细胞（如给胰岛素，葡萄糖）对抗钾的毒性（可以注射含钠，钙的溶液）排钾（如口服阳离子交换树脂，腹膜透析）1）Ca2+:a.复极2期Ca2+内流细胞内Ca2+心肌收缩性b.Ca2+抑制Na+内流阈电位上移静息电位与阈电位之间距离兴奋性有所恢复2）Na+:细胞外Na+心肌细胞内外电化学梯度去极化时钠内流加快，动作电位0期上升速度可加快，幅度增大改善心肌传导性病史：男41岁，呕吐4天，不能进食食物和水。既往史：胃溃疡，服用抗酸药治疗。体检：重病容。血压100/60mmHg心率90beat/min皮肤干燥、弹性差，腱反射减弱。Casestudy化验：血[Na+]145mmol/L[Cl-]92mmol/L[K+]2.6mmol/L[HCO3-]34mmol/LBUN35mg/dlEKG:T波低平，ST段降低抽出3升胃内容物诊断：