ภาวะ Metabolic acidosis

ในแต่ละวัน ขบวนการเผาผลาญอาหารในร่างกายจะผลิตกรดในรูปของไฮโดรเจนไอออน (H+), แอมโมเนียมไออน (NH4+), กรดแลคติก, กรดคีโต, ฯลฯ วันละ 13,000-20,000 mol แต่ร่างกายเรามีระบบควบคุมสมดุลกรด-ด่างที่มีประสิทธิภาพมากดังรูปข้างล่าง ทางฝั่งซ้าย ไตควบคุมการดูดกลับและขับออกของไฮโดรเจนไอออนและไบคาร์บอเนตทางปัสสาวะ แต่ขณะที่อยู่ในเลือด สองตัวนี้สามารถรวมกันเป็นกรดคาร์บอนิก แล้วแตกตัวเป็นน้ำกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทางฝั่งขวา ซึ่งจะถูกขับออกทางปอดผ่านทางลมหายใจ สมการนี้กลับไปกลับมาได้เพื่อคงรักษาสมดุลของกรด-ด่างในร่างกาย

นอกจากนั้นยังมีตัวบัพเฟอร์ในรูปของโปรตีน ฮีโมโกลบิน แอมโมเนีย ฟอสเฟส ซัลเฟต และสารน้ำอื่น ๆ ภายในและภายนอกเซลล์

ในภาวะปกติ pH ในร่างกายจะประมาณ 7.35-7.45 โดยคำนวณจาก pH = 6.1 + log10 [HCO3/ (0.03 x PaCO2)]
ระดับไบคาร์บอเนตในเลือดประมาณ 22-26 mEq/L และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดจะประมาณ 35-45 mmHg

นิยามและสาเหตุ

ภาวะ Metabolic acidosis คือภาวะเลือดเป็นกรดจากการมีไบคาร์บอเนต (HCO3) ในเลือด < 22 mEq/L หรือ mmol/L ซึ่งมีสาเหตุมาจาก 2 กลไก คือ

  1. Anion gap acidosis คือ มีไฮโดรเจนไอออน (H+) เพิ่มขึ้นในร่างกาย จาก...
    • ร่างกายสร้างกรดเพิ่มขึ้น เช่น ภาวะ Heat stroke, Hyperglycemic hyperosmolar coma, Ketoacidosis (จากเบาหวาน แอลกอฮอล์ หรือการอดอาหาร), Lactic acidosis (จากการติดเชื้อในกระแสเลือด), Rhabdomyolysis
    • ไตขับกรดได้น้อยลง (ไตวาย)
    • ได้รับยาหรือสารพิษที่เมื่อเมตาบอไลต์แล้วได้เป็นไฮโดรเจนไอออน เช่น Acetaminophen, Carbon monoxide, Chlorine, Cocaine, Cyanide, Dimethyl sulfate, Ethanol, Ethylene glycol, Fluoroacetate, Formaldehyde, Hydrogen sulfide, Ibuprofen, Iron, Isoniazid, Methanol, Nalidixic acid, Papaverine, Paraldehyde, Phenformin, Phenols, Propylene glycol, Salicylates (Aspirin, Methylsalicylate), Strychnine, Theophylline, Toluene, Tricyclic antidepressants, Verapamil เป็นต้น

  2. Nonanion gap acidosis คือ ไม่มีประจุบวกเพิ่มขึ้น แต่ร่างกายสูญเสียไบคาร์บอเนตมากเกินไป จาก...
    • ความผิดปกติของท่อไต เช่น Renal tubular acidosis, Tubulointerstitial diseases, ไตวายระยะแรก, ทางเดินปัสสาวะอุดตัน
    • ไตขับไบคาร์บอเนตออกมากขึ้นจากยากลุ่ม Carbonic anhydrase inhibitors เช่น Acetazolamide, Mefenide, Dichlorphenamide
    • ร่างกายเสียไบคาร์บอเนตจากทางเดินอาหาร เช่น ท้องร่วง ใช้ยาระบายมากเกินไป ได้รับยากลุ่ม Anion exchange resins (Cholestyramine) มีทางเชื่อมท่อไตหรือท่อน้ำดีกับลำไส้ เป็นต้น
    • ร่างกายได้รับคลอไรด์มากเกินไปจากสารน้ำทั้งหลาย เช่น Ammonium chloride, Arginine chloride, Calcium chloride, Hydrochloric acid, Lysine chloride, Sodium chloride, Hyperalimentation ต่าง ๆ

      • ในภาวะดังกล่าว ไตจะขับไบคาร์บอเนตออกมากขึ้น และไบคาร์บอเนตยังจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดคาร์บอนิก แล้วถูกขับออกทางปอดในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อีก ดังสมการข้างล่าง

      H+ + Cl− + Na+ + HCO3− → Na+ + Cl− + H2CO3 (CO2)

ผลของภาวะ Metabolic acidosis

ในภาวะที่เลือดเป็นกรด ศูนย์หายใจที่สมองจะกระตุ้นให้เราหายใจลึกและเร็วขึ้น เรียกว่า "Kussmaul respiration" เพื่อขับคาร์บอนไดออกไซด์ออกมากขึ้น โดย PaCO2 จะลดลง 1.2 mmHg ต่อทุก ๆ 1 mEq/L ของ HCO3 ที่ลดลง แต่การหายใจเร็วไม่สามารถชดเชยภาวะ Metabolic acidosis ได้หมด เพราะ PaCO2 มักไม่ลดต่ำกว่า 10 mmHg

ขณะเดียวกัน ไตจะผลิตแอมโมเนียม (NH3) จาก glutamine ที่ท่อไตส่วนต้น แล้วขับออกในรูปของแอมโมเนียมคลอไรด์ (NH3 + H+ + Cl- → NH4Cl) ทางปัสสาวะเพื่อลดความเป็นกรดในร่างกาย ตับก็จะช่วยเมตาบอไลต์กรดที่มีประจุลบ เช่น ฟอสเฟต, ซัลเฟต, แลคเตท, ketoanions ต่าง ๆ ให้เป็นไบคาร์บอเนต (ยกเว้นใน DKA ที่ ketoacids จะเสียออกทางปัสสาวะ ตับไม่สามารถเอามาสร้างไบคาร์บอเนตได้)

ในภาวะที่เลือดเป็นกรด หลอดเลือดส่วนปลายจะหดตัว ทำให้เลือดไปเลี้ยงอวัยวะต่าง ๆ ลดลง โดยเฉพาะที่ไตและสมอง หัวใจดื้อต่อ epinephrine ทำให้บีบตัวเบาลง อาจมีการเต้นผิดจังหวะ และมีความดันโลหิตลดลง โพแทสเซียมเคลื่อนออกจากเซลล์ ทำให้ระดับโพแทสเซียมในเลือดสูงขึ้น

นอกจากนั้นผู้ป่วยจะมีอาการของโรคที่เป็นสาเหตุด้วย เช่น ภาวะ Diabetic acidosis หรือ Hyperglycemic hyperosmolar coma จะมีประวัติปัสสาวะมากมาก่อน เมื่อเลือดเป็นกรดแล้วจะรู้สึกคลื่นไส้อาเจียน ปวดท้อง ตาพร่ามัว หูอื้อ ปวดศีรษะ และชักง่าย ถ้าสาเหตุเป็นจากท้องเสียมากก็จะไม่มีแรง ซึม

แนวทางการวินิจฉัย

ภาวะ Metabolic acidosis วินิจฉัยจากการตรวจเกลือแร่ในเลือดพบระดับ HCO3 < 22 mEq/L ร่วมกับการตรวจ Arterial blood gas พบ pH ในเลือด < 7.35 และ PaCO2 < 40 mmHg

เนื่องจากภาวะ Metabolic acidosis เป็นภาวะที่ซับซ้อน อาจมีความผิดปกติของกรด-ด่างอย่างอื่นมาผสม จึงต้องคำนวณ PaCO2 ที่ควรเป็นเมื่อมีการชดเชยที่เหมาะสม โดย

Expected PaCO2 = (HCO3 x 1.5) + 8 ± 2

หาก PaCO2 ที่วัดได้สูงกว่าช่วงนี้แสดงว่ามีภาวะ respiratory acidosis มาผสม หรือต่ำกว่าช่วงนี้ก็แสดงว่ามีภาวะ respiratory alkalosis เช่น ตกใจกลัวมาก มาผสม

นอกจากนั้นควรคำนวณหา Delta gap เพื่อดูว่าการเปลี่ยนแปลงของ Anion gap สัมพันธ์กับการลดลงของไบคาร์บอเนตหรือไม่ และมี metabolic alkalosis มาผสมด้วยหรือไม่ โดย

Delta gap = Delta Anion gap - Delta HCO3 = (Anion gap - 12) - (24 - HCO3)

Anion gap = (Na + K) - (Cl + HCO3)

ตัวเลข 12 ข้างบนคือค่าปกติของ Anion gap ทั่วไป แต่ในภาวะ hypoalbuminemia ค่าปกติของ Anion gap จะลดลง ท่านสามารถใช้โปรแกรมคำนวณ Anion gap และ Delta gap โดยกดปุ่มคำนวณขวามือ

ถ้า Delta gap อยู่ในช่วง -6 ถึง +6 แสดงว่าสาเหตุเป็นในกลุ่ม Anion gap acidosis
ถ้า Delta gap < -6 แสดงว่าสาเหตุเป็นในกลุ่ม Nonanion gap acidosis
ถ้า Delta gap > +6 แสดงว่ามีภาวะ metabolic alkalosis มาผสม

เมื่อได้สาเหตุกลุ่มใหญ่แล้วจึงทำการตรวจตามแนวทางข้างล่าง

กลุ่มของ Anion gap acidosis ฝั่งซ้าย ได้แก่ ภาวะแทรกซ้อนของเบาหวาน ภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด และภาวะไตวายเรื้อรัง ให้ตรวจ serum ketone, serum lactate และ serum BUN, Cr แยกทั้งสามภาวะข้างต้น หากไม่ใช่ทั้งสามภาวะมักตกในกลุ่มสารพิษ หากคำนวณ Osmolar gap (OG) ได้ > 10 จะเป็นสารพวก methanol หรือ ethylene glycol

Osmolar gap = Posm ที่วัดได้ในเลือด - [ 2Na + Glucose/18 + BUN/2.8 + Ethanol/4.6 ]
(Na หน่วย mEq/L, glucose, BUN และ Ethanol (แอลกอฮอล์) หน่วย mg/dL)

กลุ่มของ Nonanion gap acidosis ให้หา urine anion gap (UAG) ต่อ ถ้า UAG มีค่าเป็นลบ สาเหตุจะเหลือแค่ท้องเสียกับ type II RTA ซึ่งโรคหลังจะมีภาวะ hypokalemia และ Fractional Excretion ของ HCO3 > 15%

ถ้า UAG มีค่าเป็นบวก สาเหตุจะเป็น RTA ชนิดต่าง ๆ ซึ่งแยกจากกันด้วย serum K, urine pH, และ FEHCO3

นอกจากนั้น การคำนวณหาค่า TTKG (Transtubular potassium gradient) ในภาวะ metabolic acidosis ที่มี hyperkalemia ก็จะช่วยบอกด้วยว่าผู้ป่วยมีภาวะขาดฮอร์โมนอัลโดสเตอโรนด้วยหรือไม่ ถ้า TTKG < 5 แสดงว่าขาดฮอร์โมนหรือร่างกายดื้อต่อฮอร์โมนนี้ ซึ่งควรตรวจระดับของฮอร์โมนอัลโดสเตอโรนในเลือด และ Plasma renin activity ต่อ

บ่อยครั้งที่การให้ประวัติที่ดีจะช่วยแพทย์วินิจฉัยได้เร็วขึ้น เช่น ประวัติเป็นเบาหวานที่คุมน้ำตาลได้ไม่ดีหรือขาดยา ประวัติดื่มแอลกอฮอล์มากเกินไป ประวัติได้รับยาหรือสารพิษ ประวัติมีไข้หนาวสั่น ประวัติเป็นโรคไตหรือโรคทางเดินอาหาร ประวัติถ่ายเหลวมากมาก่อน เหล่านี้ทำให้แพทย์ไม่ต้องส่งตรวจแล็บทุกอย่าง แต่พุ่งเป้าไปตรวจระดับน้ำตาล เพาะเชื้อในเลือด นับเม็ดเลือดสัมบูรณ์ ตรวจระดับของสารพิษได้เลย หรือปรึกษาแพทย์โรคไตเพื่อพิจารณาฟอกเลือดในภาวะไตวายและเลือดเป็นกรดมาก

แนวทางการรักษา

ภาวะ metabolic acidosis ที่ pH ต่ำมาก ๆ เป็นภาวะฉุกเฉินที่ต้องรีบวินิจฉัยและแก้ที่สาเหตุ การให้ NaHCo3 ยังไม่จำเป็นจนกว่า pH ในเลือดจะต่ำกว่า 7.20 หรือ HCO3 < 15 mEq/L (เพราะปอดจะขับคาร์บอนไดออกไซด์ออกมากกว่านี้ไม่ได้)

ปริมาณไบคาร์บอเนตที่จะต้องแก้ (mEq) = 0.5 x Body weight (kg) x (24 - serum HCO3)

7.5% NaHCO3 50 ml มีไบคาร์บอเนต 44.6 mEq/50ml
8.4% NaHCO3 50 ml มีไบคาร์บอเนต 1 mEq/ml
Sodamint tab มีไบคาร์บอเนต 3.57 mEq/tab

การหยดเข้าหลอดเลือดดำควรแบ่งครึ่ง ครึ่งแรกหยดในเวลา 15-30 นาที ครึ่งหลังให้ผสมใน 5%D/W 500 ml หยดใน 2-6 ชั่วโมง แล้วติดตาม pH และ HCO3 ในเลือดอยู่เรื่อย ๆ เพราะอาจต้องให้ซ้ำถ้ายังแก้สาเหตุไม่ได้

ในภาวะไตวายเรื้อรังแนะนำให้เริ่มกิน Sodamint tab เมื่อ serum HCO3 < 22 mEq/L

บรรณานุกรม

  1. Christ Nickson. 2020. "Metabolic Acidosis." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Life in the Fastlane. (16 มกราคม 2564).
  2. "Metabolic Acidosis." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Wikipedia. (16 มกราคม 2564).
  3. Christie P Thomas. 2020. "Metabolic Acidosis." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Medscape. (916 มกราคม 2564).
  4. James L. Lewis, III. 2020. "Metabolic Acidosis." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา MSD Manual. (16 มกราคม 2564).
  5. "Calculated PaCO2." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา familypractice NOTEBOOK. (16 มกราคม 2564).
  6. MacKenzie Burger and Derek J. Schaller. 2020. "Metabolic Acidosis." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา StatPearls [Internet] (16 มกราคม 2564).
  7. "Metabolic Acidosis." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา ศูนย์พิษวิทยารามาธิบดี (16 มกราคม 2564).
  8. "NaHCO3." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา DrugNoter (18 มกราคม 2564).