Hypokalemia, Hypokalemic periodic paralysis

Hypokalemia (K < 3.5 mEq/L)

สาเหตุได้แก่

• K⁺shift ได้แก่ metabolic alkalosis, insulin, β2-agonist, WBC > 100,000, hypokalemic periodic paralysis, thyrotoxic hypokalemic periodic paralysis, hypothermia, intoxication (barium, cesium, chloroquine)
• Low intake ได้แก่ TPN, malnutrition, alcoholism
• Renal loss ได้แก่ diuretic (เป็นสาเหตุเฉพาะในช่วงแรกที่ใช้ เพราะจะเข้าสู่ steady state ใน 2 สัปดาห์),  hyperaldosteronism (ปกติจะมี HT ร่วมด้วย), nonreabsorbable anion (ได้แก่ bicarbonate พบใน vomiting หรือ proximal RTA; beta-hydroxybutyrate ใน DKA; hippurate ใน toluene use [glue sniffing]; penicillin); อื่นๆที่พบน้อย ได้แก่ polyuria, RTA type I (distal)/II (proximal), Mg depletion, salt-wasting nephropathy (Bartter, Gitelman syndrome, tubulointerstitial disease, tubular injury, hypercalcemia), Liddle syndrome,  aminoglycosides, low-calorie diets
• GI loss ได้แก่ diarrhea; (vomiting เป็น renal loss)
• Sweat loss ต้องเสียเหงื่อปริมาณมาก เพราะ sweat มี K แค่ 5-10 mEq/L แต่พบมากได้ใน cystic fibrosis; ในรายที่ exercise อาจเสีย K ทาง urine K จาก catecholamine-induced renin secretion เพิ่ม aldosterone release
• Dialysis พบ mild hypokalemia ได้หลัง HD ไม่ต้องให้ K replacement (เกิดจาก HD แล้วทำให้ภาวะ acidemia ถูกแก้อย่างรวดเร็วทำให้เกิด K-shift); K loss ทาง peritoneal dialysis; Plasmaphresis ในรายที่ไม่ได้ผสม K ใน albumin (K dilution)

อาการและอาการแสดง

• Muscle weakness (K < 2.5) จะเริ่มมีอาการจากขาก่อน แล้วจึงมาที่ลำตัวและแขน อาจมากจนกระทั่ง paralysis หรือ respiratory muscle weakness ได้
• Bowel ileus ในรายที่ hypokalemia เกิดจาก secretory diarrhea จะสัมพันธ์กับการเกิด colonic pseudo-obstruction (Ogilvie’s syndrome)
• Rhabdomyolysis เพราะว่า potassium ที่หลั่งออกมาจาก muscle cell ในช่วงที่ออกกำลังจะทำให้เกิด vasodilatation ช่วยเพิ่ม blood flow ของ muscle ซึ่งถ้าขาด potassium จะทำให้เกิด muscle ischemia ได้
• Cardiac arrhythmia ได้แก่ PAC, PVC, paroxysmal atrial/junctional tachycardia, AV block, VT, VF
• Renal abnormality ได้แก่ urine concentration ลดลง (polyuria, polydipsia), ammonia production เพิ่มขึ้น (กระตุ้นให้เกิด hepatic encephalopathy ได้), ดูดกลับ bicarbonate เพิ่มขึ้น (metabolic alkalosis), sodium reabsorption เพิ่มขึ้น (volume expansion เพิ่มขึ้น BP สูงขึ้น; แต่ severe hypokalemia จะเกิดผลตรงข้าม), hypokalemia nephropathy

ECG จะมี prolong QT_C, flatted T wave, U wave, ST depression, ventricular arrhythmia (PVC, VF, torsade de pointes), atrial arrhythmia (PAC, AF)

Evaluation: สาเหตุส่วนใหญ่จะได้จากประวัติ เช่น อาเจียน ถ่ายเหลว หรือใช้ diuretic (loop, thiazide) ซึ่งไม่จำเป็นต้องตรวจพิเศษอื่นๆเพิ่มเติม ส่วนในรายที่ไม่แน่ใจให้ประเมิน 2 อย่างคือ

• Spot urine K-to-Cr ratio ซึ่งถ้า > 13 mEq/g Cr (1.5 mEq/mmol) แสดงว่าเกิดจาก renal potassium loss แต่ถ้า < 13 จะเกิดจาก K shift, GI loss, previous use diuretic, poor intake
• Acid-base status ช่วยในการ DDx ได้ในหลายกรณี ได้แก่
• Metabolic acidosis + low urinary K excretion ในคนที่ไม่มีอาการ จะสงสัย lower GI loss จาก laxative หรือ villous adenoma
• Metabolic acidosis + urinary K wasting มักเกิดจาก DKA หรือ RTA type 1 (distal) หรือ type 2 (proximal)
• Metabolic alkalosis + low urinary K excretion อาจเกิดจาก surreptitious vomiting (bulimia), diuretic (ช่วง diuretic effect เริ่มหมดฤทธิ์), laxative abuse
• Metabolic alkalosis + urinary K wasting ถ้า BP ปกติ ส่วนใหญ่เกิดจาก diuretic (high/low urine Cl), vomiting (low urine Cl), Gitelman หรือ Bartter syndrome (normal urine Cl); ถ้า BP สูง สงสัย surreptitious diuretic ใน HT, renovascular disease, หรือจาก primary mineralocorticoid excess

Treatment

• Hypokalemic periodic paralysis ดูด้านล่าง; DKA, HHS ให้ดูเรื่อง DKA, HHS
• ประเมิน K deficit (ไม่รวม DKA, HHS, redistributive cause) ประมาณให้ K⁺ ทดแทน 200-400 mEq ต่อ K⁺ ที่ลดลง 1 mEq/L
• Mild-moderate hypokalemia (K > 3.0 mEq/L) มักจะไม่มีอาการ (ยกเว้นใน heart disease [โดยเฉพาะถ้าใช้  digitalis] หรือใน cirrhosis อาจทำให้เกิด hepatic encephalopathy)
• GI loss ให้ Elixir KCl (15 mL/20 mEq) หรือ KCl slow-release tablets (8 mEq) ทดแทน 10-20 mEq PO BID-QID
• Renal potassium wasting (chronic diuretic) ให้ potassium-sparing diuretic คือ amiloride; ถ้าเป็น primary aldosteronism ให้ spironolactone หรือ eplerenone
• Severe (K⁺< 3.0 mEq/L) หรือ symptomatic hypokalemia (arrhythmia, marked muscle weakness, rhabdomyolysis)
• ให้ KCl 40 mEq PO TID-QID [หลังให้ serum K อาจสูงขึ้นถึง 1 mEq/L ชั่วคราว ก่อนลดลงสู่ baseline ในอีก 2-3 ชั่วโมง] หรือ 20 mEq PO q 2-3 h ในคนที่ให้ IV potassium ร่วมด้วย ให้ F/U serum K ทุก 2-4 ชั่วโมงจนกระทั่ง K > 3.0-3.5 mEq/L แล้วให้ K replacement ช้าลง
• การผสม IV potassium เพื่อป้องกันความผิดพลาดระหว่างให้ แนะนำให้ผสม non-dextose fluid (แนะนำ 0.45%NSS เพราะจะได้ไม่เป็น hypertonic fluid) 1000 mL + K ไม่เกิน 60 mEq; หรือ ขวด 100 mL + K ไม่เกิน 10 mEq (หรือ + 40 mEq ถ้าจะให้ทาง central vein)
• การให้ทาง IV K ทาง peripheral vein ให้เร็วไม่เกิน 10-20 mEq/h (มักเกิด phlebitis ถ้า > 10 mEq/h) และ F/U serum K ทุก 2-4 ชั่วโมง จนกระทั่ง K > 3.0-3.5 mEq/L แล้วให้ K replacement ช้าลง
• ถ้ามี life-threatening hypokalemia ให้ K ได้ถึง 40 mEq/h (peripheral vein 2 เส้น หรือให้ทาง central line)
• ECG monitoring ในรายที่มี cardiac disease ที่อาจเกิด arrhythmia, ECG ผิดปกติ, replacement > 10 mEq/h, หรือในรายที่อาจเกิด rebound hyperkalemia (periodic paralysis)
• พิจารณาให้ 50% MgSO₄ 4-8 g + 5%DW (ผสมให้ < 20%) IV ใน 12-24 ชั่วโมง ใน unexplained hypokalemia (normomagnesemic magnesium depletion) หรือมี hypomagnesemia (diarrhea, diuretic) ร่วมด้วย

Hypokalemic periodic paralysis

• มาด้วย sudden generalized painless muscle weakness (proximal > distal) + hyporeflexia ซึ่งจะมีอาการหลายชั่วโมงหลังพักจากการออกกำลังอย่างหนัก เครียด หรือ การกินคาร์โบไฮเดรตปริมาณมาก ตรวจ K ได้เฉลี่ย 2.4 (ถ้า < 2 mEq/L ให้สงสัย secondary cause)
• DDx
• Periodic paralysis อื่นๆ ได้แก่ Thyrotoxic PP, Hyperkalemic PP, Anderson syndrome (มี triad คือ periodic paralysis, ventricular arrhythmias, dysmorphic feature; ECG จะพบ long QT/QU interval)
• Intermittent weakness อื่นๆ ได้แก่ myasthenia gravis, metabolic myopathy, secondary hypokalemia
• Quadriparesis ได้แก่ Guillain Barre syndrome, acute myelopathy (transverse myelitis), myasthenic crisis, tick paralysis, botulism
• Ix: ECG, ABG, glucose, BUN, Cr, electrolytes, Ca, Mg, PO₄, TSH, T3, T4, urine K/Cr ratio (< 22 mEq/g หรือ < 2.5 mEq/mmol) หรือ TTKG (< 3)   
• Dx: ถ้ามีประวัติครอบครัว นอกจากนี้แม้ว่าจะมีประวัติเข้าได้ก็แนะนำให้ตรวจเพื่อ exclude สาเหตุอื่น (thyrotoxic PP, distal RTA) และตรวจ genetic test (ในรายที่ genetic test negative อาจนัดมาทำ EMG หรือทำ provocative test [exercise หรือ ACTH] ในช่วงที่ไม่มี attack)
• Tx: cardiac monitoring, potassium 30 mEq PO q 30 min (~2-4 dose) จนกระทั่ง K level ปกติ และติดตามระดับ K level ต่อเนื่องนาน 24 ชั่วโมง; ถ้าให้ IV K replacement ควรให้ < 10 mEq/h
• Thyrotoxic PP ให้ potassium 30 mEq PO q 2 h จนกระทั่งอาการดีขึ้น (< 90 mEq/24 h) + propranolol 1 mg IV q 10 min (max 3 mg) หรือ propranolol 3 mg/kg PO ในรายที่ไม่ตอบสนองต่อการให้ potassium อย่างเดียว 
• Prevention: low-carbohydrate diet, หลีกเลี่ยงการออกกำลังกายอย่างหนัก; ในรายที่ยังไม่ดีขึ้นอาจให้ spironolactone 100 mg daily; หรือ carbonic anhydrase inhibitor (acetazolamide 250 mg PO BID) แต่ต้องระวังในบางรายอาจทำให้เป็นบ่อยขึ้น

Ref: Up-to-date