カリウム

カリウムは体内に60kgの成人で約120gあり、体重の0.2%にあたります。体内のカリウムの98%は細胞内に存在します。残りの2%は細胞外にあります。カリウムは、血圧の維持、心臓、神経や筋肉収縮などに関わり、生命に必須のミネラルの一つです。カリウムは、小腸腸管から吸収されて、腎臓で排出されます。カリウムはナトリウムと協力して細胞膜の浸透圧を維持します。そのため、両者はブラザーイオンと言われます。また、カリウムには体内のpHを調整したり、腎臓での老廃物排出を助けるはたらきがあります。

細胞内液にはカリウムが多く、細胞外液にはナトリウムが多く存在しています。カリウムとナトリウムは細胞膜を挟んで細胞の内外で電位差を作ることで浸透圧を維持し、血液中のナトリウム濃度を一定に保ち、血圧を正常にしています。

細胞膜にあるナトリウム-カリウムポンプという仕組みは、ナトリウムを細胞外に出し、カリウムを細胞内に取り込みます。この仕組みにより、細胞内のカリウム濃度は一定に保たれます。インスリン、アドレナリン、ノルアドレナリン、アルドステロンはこの作用を促します。マグネシウム不足になるとうまくこの仕組みが機能しなくなり、細胞内のカリウム濃度が減少します。

ナトリウム-カリウムポンプ
ATPエネルギーを使って3つのナトリウムイオンを細胞外に出し、
2つのカリウムイオンを細胞内に取り込む

カリウムは腎臓においてナトリウムの再吸収を抑制し、体外に排出する働きがあります。カリウムを多く摂取すると、ナトリウムポンプが働き、ナトリウムと水分を細胞外に出し、血液量が増えます。その結果、アルドステロンの分泌、レニンの分泌が抑制され、血液を正常化することができます。

細胞膜の内側は通常、負の電位を持っています。膜電位が変動したときに、カリウムが膜を自由に動き回り、膜電位を安定させることで、細胞は正常な機能を保っています。

体内でカリウムが不足すると、低カリウム血症となり、筋肉のこむら返りなどの原因となります。細胞内のカリウムが多くなり、細胞外のナトリウムが細胞内に入ってこれなくなると、ナトリウムポンプが正常に機能しなくなり、心臓の収縮に影響を及ぼし、不整脈や心臓停止などを引き起こします。

体内でカリウムが不足する原因として、副腎で分泌されるアルドステロン（副腎ホルモン）の異常増加があります。アルドステロンが過剰になると、腎臓でナトリウムの吸収が促進され、代わりにカリウムが排出されます（アルドステロン症）。さらに、尿の通り道でもある腎臓の尿細管の異常や尿細管での利尿を促進する薬剤の使用、下痢や嘔吐により消化管からの喪失などでカリウムの体外への排出は亢進します。

また、糖尿病治療で使われるインスリンの使用や甲状腺機能亢進症、血液がアルカリ性に傾くアルカローシスなどでは、血液中から細胞内にカリウムが移動するため、カリウム濃度が低下します。

カリウムが過剰になると、高カリウム血症になります。体内のカリウム濃度が高くなる原因には、腎不全などで腎機能が低下したり、薬剤などの影響によって腎臓からカリウムが排出できなくなることで起こります。腎臓の機能が正常であれば、余分なカリウムは腎臓から排出されるため、食事で多くのカリウムを摂取しても体内のカリウム量は調整されます。

また、副腎機能が低下し、アルドステロンの分泌が減少するアジソン病などでも高カリウム血症が起こります。尿からナトリウムの再吸収を促すアルドステロンが不足すると、ナトリウムは体外に排出され、カリウムは体内に保持されます。また、溶血や横紋筋融解などの細胞破壊により、細胞内から血液中にカリウムが増えることで、カリウム値が上昇します。