低镁血症相关的高钾血症需要同时激活ENaC和ROMK通道

低镁血症患者易出现低钾血症，其机制与肾小管ENaC和ROMK通道活性变化相关。实验显示，低钠低镁饮食组小鼠血钾水平显著降低，低钠组ENaC活性升高，而低镁组ENaC活性降低，两者存在拮抗效应。低镁组ROMK通道活性升高，而低钠低镁组ROMK活性显著高于正常组。研究证实低镁抑制ENaC活性，同时解除ROMK抑制，二者协同导致尿钾排泄增加，解释了低镁血症单独难以引发低钾血症的现象。

　　

摘要

低钾血症在低镁血症患者中较为常见，但其体内的具体机制尚未明确。在远端肾小管中，细胞内镁离子（Mg²⁺）浓度的降低被认为会解除镁离子对肾外髓质钾离子通道（ROMK）的抑制作用，从而增加尿钾的排泄。同时，上皮钠离子通道（ENaC）活性的增强也可能起到重要作用，因为ENaC为钾离子通过ROMK的分泌提供了驱动力。我们验证了以下假设：低镁血症导致的低钾血症与ENaC和ROMK活性的同时升高有关。实验中，C57BL/6J小鼠被分别喂食正常饮食（NL）、低镁饮食（LM）、低钠饮食（LS）或低钠/低镁混合饮食（LS/LM）。随后采集肾脏组织进行Western blot检测，并测量血浆中的钾离子浓度（[K⁺）。通过贴片钳技术（patch-clamping）测量了接受NL或LS/LM饮食小鼠的远端卷曲小管2（DCT2）/连接小管（CNT）中的ROMK活性。结果显示，接受LS/LM饮食的小鼠血浆钾离子浓度显著降低。与接受NL饮食的小鼠相比，接受LS饮食的小鼠中与ENaC活性相关的α-ENaC和γ-ENaC蛋白表达量增加，而接受LM饮食的小鼠中这两种蛋白表达量降低；这表明钠离子（Na⁺和镁离子（Mg²⁺）的缺乏会相互抵消影响。急性给予氨氯地尔（amiloride）后，接受LM饮食的小鼠表现出更弱的钠利尿反应，进一步证实了其ENaC活性较低。此外，接受LS/LM饮食的小鼠中DCT2/CNT区域的ROMK活性高于接受NL饮食的小鼠。综上所述，我们的数据表明镁离子缺乏会抑制ENaC活性，而低钾血症的发生需要同时具备较高的ENaC活性和ROMK功能的解除。

关键点

• 贴片钳实验显示，细胞内镁离子浓度降低会解除镁离子对肾外髓质钾离子通道（ROMK）的抑制作用，从而增加尿钾排泄；但在某些遗传性疾病和动物实验中，低镁血症并不总是导致低钾血症。
• 上皮钠离子通道（ENaC）介导的钠离子进入为钾离子通过ROMK的分泌提供驱动力，但低镁血症如何影响ENaC活性目前尚不清楚。
• 研究发现，饮食中镁离子限制会导致ENaC活性降低，而同时限制镁离子和钠离子则能维持ENaC活性，进而促进钾离子通过ROMK的分泌。
• 我们的发现解释了为什么单独限制镁离子无法在体内引发低钾血症，并为低镁血症导致的低钾血症机制提供了新的见解。