B GIO DC V O TO

B Y T

TRNG I HC Y H NI

NGUYN TIN MNH

GIá TRị CủA KHOảNG TRốNG ANION
ở BệNH NHÂN TOAN CHUYểN HóA TạI KHOA
ĐIềU TRị TíCH CựC BệNH VIệN NHI TRUNG
ƯƠNG

CNG LUN VN THC S Y HC

H NI 2019


B GIO DC V O TO

B Y T

TRNG I HC Y H NI

NGUYN TIN MNH

GIá TRị CủA KHOảNG TRốNG ANION
ở BệNH NHÂN TOAN CHUYểN HóA TạI KHOA
ĐIềU TRị TíCH CựC BệNH VIệN NHI TRUNG
ƯƠNG
Chuyờn ngnh : Nhi khoa

Mó s

: 60720135

CNG LUN VN THC S Y HC
Ngi hng dn khoa hc:
PGS. Phm Vn Thng

H NI 2019


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AG : Anion gap hay khoảng trống anion


MỤC LỤC


DANH MỤC BIỂU ĐỒ

DANH MỤC HÌNH


6

ĐẶT VẤN ĐỀ
Thăng bằng toan kiềm có vai trò rất quan trọng đối với sự sống còn của
cơ thể. Hầu hết các phản ứng xảy ra trong cơ thể đều đòi hỏi một pH thích
hợp. Bình thường pH trong tế bào được duy trì từ 7,35-7,45 bởi hoạt động của
phổi, thận và các hệ đệm trong cơ thể [1]. Điều hòa thăng bằng toan kiềm chính

là điều hòa nồng độ ion H+ của các dịch cơ thể hay nói cách khác sự duy trì cân
bằng acid base trong giới hạn bình thường cũng là sự duy trì nồng độ ion H+
trong giới hạn cho phép. Những thay đổi của ion H+ dù rất nhỏ so với bình
thường cũng đủ gây ra các phản ứng lớn bên trong tế bào. Vì vậy điều hòa ion
H+ là một trong các khía cạnh cơ bản duy trì hằng định nội môi[2][3].
Nhiễm toan là một quá trình xảy ra do sự tích lũy acid hoặc mất
base.Nhiễm toan lại chia thành nhiễm toan chuyển hóa và nhiễm toan hô
hấp.Trong đó nhiễm toan chuyển hóa chiếm 1 tỉ lệ không hề nhỏ. Theo A.
Durward và cộng sự có đến 46% số trẻ em nhập khoa ICU bị toan chuyển
hóa[4]. Một nghiên cứu khác của NaPa và cộng sự thì số trẻ em bị toan
chuyển hóa là 27% [5].Có nhiều nguyên nhân dẫn đến toan chuyển hóa với
các biểu hiện lâm sàng khác nhau. Nhiễm toan nặng có thể gây nhiều biến
chứng và dẫn đến tử vong nhanh chóng. Tuy vậy nếu được phát hiện kịp thời
và xử lí đúng bệnh nhân có thể phục hồi hoàn toàn. Để xác định nguyên nhân
của toan chuyển hóa có thể dung nhiều phương pháp. Một trong những công
cụ đắc lực đó chính là khoảng trống anion. Ở nước ngoài có nhiều nghiên cứu
về việc sử dụng khoảng trống anion để đánh giá bệnh nhân bị nhiễm toan
cũng như để tiên lượng khả năng tử vong của bệnh nhân bị nhiễm toan
chuyển hóa tại các bệnh viện và tại các khoa điều trị tích cực. Theo Min Jung
Kim và cộng sự thì không có sự khác biệt khi so sánh khả năng dự báo tỉ lệ tử
vong của AG so với những thang điểm như PIM2, PIM3 hay PRISM 3[6].


7
Trong khi đó ở nước ta còn rất ít nghiên cứu nói về việc sử dụng khoảng trống
anion để tìm kiếm nguyên nhân và dự đoán kết quả điều trị bước đầu trên
những bệnh nhân bị toan chuyển hóa. Vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu
“Giá trị của AG ở bệnh nhân bị toan chuyển hóa tại PICU ” với 2 mục tiêu:
1.


Phân loại nguyên nhân toan chuyển hóa theo khoảng theo khoảng
trống anion

2.

Bước đầu sử dụng AG trong đánh giá kết quả điều trị ở bệnh nhân
nhiễm toan chuyển hóa tại bệnh viện nhi TW


8

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

Cơ sở sinh lí của thăng bằng kiềm toan

Để duy trì cân bằng nội môi, cơ thể con người có nhiều cơ chế để thích
nghi. Một trong số đó là duy trì thăng bằng acid base. Trong trường hợp
không có trạng thái bệnh lí độ pH của người nằm trong khoảng từ 7,35 đến 7,
45 với giá trị trung bình là 7,4. Độ pH ở mức này là lí tưởng cho nhiều quá
trình sinh học diễn ra, đặc biệt là quá trình oxy hóa của máu[2].Duy trì một
pH bình thường là cần thiết vì các ion H+ có tính phản ứng cao, nó có khả
năng kết hợp với các protein và làm thay đổi chức năng của chúng. Do tầm
quan trọng của việc duy trì mức độ pH trong một phạm vi cần thiết nên cơ thể
con người có nhiều cơ chế để kiểm soát nó. Bao gồm: cơ chế đệm hóa học
của hệ đệm trong và ngoài tế bào, cơ chế kiểm soát CO2 của hệ hô hấp và sự
điều hòa ở thận với HCO3- và sự bài tiết H+.
Phổi và thận duy trì cân bằng acid base ở mức bình thường.
Carbondioxide được tạo ra trong quá trình trao đổi chất bình thường là một

axit yếu. Phổi ngăn chặn sự gia tăng Pco2 trong máu bằng cách tăng thải trừ
CO2 mà cơ thể tạo ra. Sản xuất CO2 thay đổi theo nhu cầu trao đổi chất của
cơ thể, tăng lên khi hoạt động thể chất. Sự đáp ứng nhanh chóng của phổi với
những thay đổi về nồng độ CO2 xảy ra thông qua cảm biến trung tâm của
PCO2 và kết quả là tăng hoặc giảm thông khí để duy trì PCO2 ở mức bình
thường (35-45 mm Hg). Tăng thông khí làm giảm PCO2 và giảm thông khí
gây tăng PCO2
Thận bài tiết acid nội sinh. Một người trưởng thành sản xuất khoảng 1-2
mEq/kg/24h ion H+. Trẻ em bình thường tạo ra 2-3 mEq/kg/24h ion H+. Ba
nguồn chính sinh ra ion H+ là qua chuyển hóa protein trong chế độ ăn,


9
chuyển hóa không hoàn toàn carbonhydrat và chất béo, mất HCO3- qua phân.
Bởi vì chuyển hóa protein sinh ra ion H+, nên việc sản xuất acid nội sinh thây
đổi theo lượng protein đưa vào. Quá trình oxy hóa hoàn toàn carbonhydrate
và chất béo thành Co2 và nước thì không sinh ra ion H+. Tuy nhiên khi
chuyển hóa không hoàn toàn carbonhydrate và chất béo sẽ sinh ra các ion
hydro. Chuyển hóa không hoàn toàn glucose có thể tạo ra acid lactic , chuyển
hóa không hoàn toàn triglyceride có thể sinh ra keto acid ví dụ như beta
hydroxybutyric acid và acid acetoacetic. Luôn luôn có những chuyển hóa cơ
sở không hoàn toàn để sinh ra những acid nội sinh. Điều này sẽ tăng lên trong
những trường hợp bệnh lí như nhiễm toan acid lactic hoặc nhiễm toan ceton
đái tháo đường. Mất HCO3- nội sinh chính là nguồn thứ ba làm tăng acid nội
sinh. Dạ dày tiết ra ion H+ nhưng phần lớn phần còn lại của đường tiêu hóa
tiết ra HCO3- và hậu quả là sẽ gấy ra mất HCO3- của cơ thể. Để bài tiết ra
HCO3- , các tế bào thành ruột tạo ra các ion H+ hấp thu vào máu. Như vậy
với mỗi phân tử HCO3- mất đi trong phân, cơ thể sẽ thu được 1 ion H+.
Nguồn sản xuất acid nội sinh này thường ít nhưng tăng đáng kể trong trường
hợp tiêu chảy[1][7][8]

Các ion H+ được hình thành từ các sản phẩm acid nội sinh được trung
hòa bởi bicarbonate, do đó là nồng độ HCO3- giảm xuống. Thận tái hấp thu
HCO3- bằng cách tăng đào thải H+. Phổi không thể tái hấp thu HCO3-, mặc
dù vậy mất CO2 sẽ làm giảm nồng độ H+ xuống, được thể hiện trong phản
ứng sau:
H+ + HCO3- --> CO2 + H20
Khi nồng độ CO2 giảm xuống sẽ làm cho phản ứng chuyển sang phải do
đó sẽ làm giảm nồng độ ion H+, nhưng đồng thời nó cũng làm giảm nồng độ
HCO3-. Trong toan chuyển hóa, tăng thông khí có thể làm giảm nồng độ
CO2, làm giảm nồng độ ion H+ và vì thế làm tăng pH. Toan chuyển hóa cơ
bản vẫn còn hiện diện. Tương tự, thận không thể sửa chữa một nồng độ CO2
cao bất thường, theo phương trình:


10
H+ + HCO3-  CO2 + H2O
Tăng nồng độ HCO3- cũng sẽ làm cho phản ứng chuyển phải, làm tăng
nồng độ CO2 đồng thời làm giảm nồng độ ion H+. Trong toan hô hấp, tăng
sản xuất HCO3- ở thân có thể làm giảm nồng độ ion H+ và làm tăng pH,
nhưng không thể sửa chữa toan hô hấp. Cả phổi và thận đều có thể tác động
đến nồng độ ion H+ và pH. Tuy nhiên chỉ có phổi có thể điều hòa nồng độ
CO2 và cũng chỉ có thận có thể điều hòa nồng độ HCO31.1.1. Đặc điểm hệ đệm trong cơ thể
Hệ thống đệm gồm các chất làm giảm sự thay đổi pH khi xảy ra sự tăng
các chất acid hoặc base trong cơ thể. Với nồng độ rất thấp ion H+ trong cơ thể
ở pH sinh lí, nếu không có hệ đệm, một lượng nhở ion H+ cũng có thể gây ra
giảm nghiêm trọng pH. Hệ đệm ngăn chặn sự giảm pH bằng cách găn ion H+
theo phương trình sau:
H+ + A-  HA
Sự tăng nồng độ ion H+ sẽ làm phương trình chuyển phải. Tương tự khi
base được thêm vào cơ thể, hệ đệm sẽ ngăn chặn pH tăng lên bằng cách tăng

tạo ra ion H+ theo phương trình:
HA  A- + H+
Hệ đệm tốt nhất là acid yếu và base yếu. Đó là bởi vì một hệ đệm hoạt
động tốt nhất khi nó được phân li 50% (một nửa là HA và một nửa là A-). pH
tại thời điểm mà hệ đệm phân li 50% goin là pK của nó (hằng số ion hóa của
acid). Hệ đệm sinh lí tốt nhất có pK gần với 7,4. Nồng độ của các chất đệm và
pK của nó quyết định khả năng hoạt động và hiệu quả của chính hệ đệm ấy.
Khi pH thấp hơn pK của 1 hệ đệm thì có nhiều HA hơn A-. Còn khi pH cao
hơn pK, sẽ có nhiều A- hơn HA[1][9]
1.1.2. Các hệ đệm sinh lí
Đệm bicarbonate và nonbicarbonate bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân
gây thay đổi pH. Hệ thống đệm bicarbonate dựa trên mối quan hệ giữa CO2
và bicarbonate:


11
CO2 + H2O  H+ + HCO3CO2 đóng vai trò như một acid trong đó, sau khi kết hợp vói nước nó sẽ
giải phóng ra ion H+, bicarbonate đóng vai trò như một base liên hợp với ion
H+ tương ứng. pK của phản ứng này là 6,1. Phương trình HedersonHaselbach thể hiện mối quan hệ giữa pH, pK và nồng độ acid và base liên hợp
với nó. Mối quan hệ này tồn tại ở mọi hệ thống đệm. Phương trình HendesonHaselbach cho HCO3- và CO2 như sau:
pH= 6,1 + log[HCO3-]/[CO2]
Phương trình Henderson-Hasselbach cho hệ đệm bicarbonate gồm ba
biến: pH, [HCO3-], và [CO2]. Vì vậy nếu 2 trong số chúng đã biết, ta có thể
dễ dàng tính biến thứ ba. Khi sử dụng phương trinh Henderson-Haselbach
điều quan trọng là Co2 và HCo3- phải cùng đơn vị. Co2 thường được đo bằng
mmHg và phải được nhân với độ hòa tan không đổi của nó là 0,03
mmol/l/mmHg trước khi phương trinh Henderson-Hasselbach đước sử dụng.
Việc tính toán phương trình Henderson-Hasselbach đã tạo ra một phương
trình quan hệ:
[H+] = 24 * PCO2/(HCO3-)

Ỏ nồng độ ion H+ là 40nmol (pH7,4), áp suất riêng phần của CO2 được
biểu thị bằng mmHg là 40 trong khi nồng độ của HCO3- là 24 mEq/l. Phương
trình này nhấn mạnh rằng nồng độ ion H+ và pH có thể được xác định bằng tỉ
lệ của pCO2 và nồng độ HCO3-.
Hệ thống đệm bicarbonate rất hiệu quả do nồng độ bicarbonate trong cơ
thể cao (24 mEq/l) và thực tế nó là một hệ thống mở. Các hệ đệm còn lại là
những hệ thống kín. Hệ đệm bicarbonate là một hệ thống mở vì phổi tăng đào
thải CO2 khi nồng độ CO2 trong máu tăng. Khi một acid được thêm vào cơ
thể, phản ứng sẽ xảy ra:
H+ + HCO3-  CO2 + H2O
Trong một hệ thống kín CO2 sẽ tăng lên. Nồng độ Co2 cao hơn sẽ dẫn
đến phản ứng ngược:


12
CO2 + H2O  H+ + HCO3Điều này làm tăng nồng độ ion H+, giới hạn khả năng đệm của
bicarbonate. Tuy nhiên, bởi vì phổi bài tiết CO2, phả ứng ngược sẽ không
tăng lên, điều này thực tế nâng cao khả năng đệm của HCO3-. Nguyên lí
tương tự xảy ra khi tăng base, bởi vì phổi làm giảm sự bài tiết CO2 và ngăn
chặn CO2 giảm xuống. Thiếu hụt trong việc thay đổi nồng độ CO2 tăng đáng
kể khả năng đệm của bicarbonate[1][10][11]
Hệ đêm nonbicarbonate bao gồm protein, phosphate, và xương. Hệ đệm
protein bao gồm các protein ngoài tế bào, chủ yếu là albumin, và protein trong
tế bào gồm haemoglobin. Protein là hệ đệm hiệu quả bởi vì sự có mặt của acid
amin histidine, chuỗi bên của nó có thể liên kết hoặc giải phóng ion H+. pK
của histidine thay đổi tùy thuộc vào vị trí của nó trong phân tử protein, pK
trung bình vào khoảng 6,5. Nó gần với pH bình thường (7,4) đủ để làm cho
histidine trở thành một chất đệm hiệu quả. Hemoglobin và albumin có tương
ứng 34 và 16 phân tử histidine.
Hemoglobin cũng là một hệ đệm rất hiệu quả. Hồng cầu đáp ứng khoảng

70% khả năng đệm của máu.

Hình 1.1: Quá trình đệm của haemoglobin


13
Phosphate có thể liên kết với 3 phân tử hydrogen, vì vậy nó có thể tồn tại
dưới các dạng PO43-, HPO42-, H2PO4-, hoặc H3PO4. Tuy nhiên, ở pH sinh lí hầu
hết phosphate tồn tại dưới 2 dạng HPO42- hoặc H2PO4-. H2PO4- là một acid và
HPO42- là base liên hợp của nó:
H2PO4- <-> H+ + HPO42pK của phả ứng này là 6,8, làm cho phosphate trở thành 1 hệ đệm hiệu
quả. Nồng độ phosphate trong khỏng ngoài tế bào thì thấp, bởi thế gây giới
hạn khả năng đệm của chúng, nó thì không quan trọng bằng albumin. Tuy
nhiên, phosphate được tìm thấy với nồng độ cao hơn trong nước tiểu , nơi mà
nó là một hệ đệm quan trọng. Trong khoảng nội bào, hầu hết phosphate liên
kết cộng hóa trị với các phân tử hữu cơ ATP, nhưng nó vẫn là một hệ đệm
hiệu quả[12]
Xương là một hệ đệm quan trọng. Xương bao gồm các hợp chất như
natri carbonate và calci carbonate, và do đó phân hủy xương có thể giải phóng
ra base. Quá trình giải phóng này sẽ đệm được một tải lượng acid, mặc dù có
thể phải trả giá bằng sự suy giảm mật độ xương nếu nó xảy ra trong một thời
gian dài. Ngược lại, tạo xương bằng cách sử dụng base cũng là một cách đệm
base dư thừa trong cơ thể.
Trên lâm sàng, chúng ta đo pH ngoại bào nhưng pH nội bào mới ảnh
hưởng đến chức năng của các tế bào. Đo pH nội bào là không cần thiết bởi vì
sự thay đổi của pH nội bào song song với sự thay đổi của pH ngoại bào. Tuy
nhiên, sự thay đổi của pH nội bào có xu hướng ít hơn pH ngoiaj bào vì khả
năng đệm của nội bào tốt hơn.
1.1.3. Cơ chế bù trừ của thận
Thận điều chỉnh nồng độ HCO3- huyết thanh bằng cách thay đổi bài tiết

acid trong nước tiểu. Quá trình này gồm 2 bước. Thứ nhất, ống thận tái hấp
thu bicarbonate được lọc ở cầu thận. Thứ hai, ion hydrogen được bài tiết ở các
ống thận. Sự bài tiết ion hydro tạo ra bicarbonate giúp trung hòa các acid nội


14
sinh. Hoạt động của ống thận cần thiết cho sự đào thải acid xảy ra trong toàn
bộ nephron.

Hình 1.2: Quá trình tái hấp thu Natri bicarbonate ở thận
Sự tái hấp thu bicarbonate là bước cần thiết đầu tiên trong quá trình điều
hòa thăng bằng acid base của thận. Người trưởng thành có GFR xấp xỉ
180L/24h. Dịch sẽ đi vào khoang Bowman với nồng độ bicarbonate tương tự
như trong huyết tương., thường là 24 mEq/l. Do đó sẽ có khoảng > 4000 mEq
bicarbonate vào khoảng Bowman mỗi ngày. Lượng bicarbonate này nếu
không được hấp thu trong nephron sẽ mất ra ngoài theo nước tiểu và làm nặng
thêm tình trạng nhiễm toan.
Ống lượn gần tái hấp thu khoảng 85% bicarbonate. 15% còn lại được tái
hấp thu ngoài ống lượn gần, chủ yếu ở đoạn lên của quai Henle. Các phân tử
bicarbonate không được vận chuyển từ dịch ống thận vào bên trong tế bào
ống lượn gần. Thay vào đó, ion Hydro được bài tiết vào trong dịch ống thận
kết hợp với HCO3- tạo ra CO2 và nước. ion Hydro được bài tiết bởi các tế
bào ống thận kết hợp với HCO3- được sinh ra ở trong tế bào sẽ đi qua màng
đấy của các tế bào ống thận và vào trong mao mạch. Bicarbonate được sinh ra
trong tế bào sẽ thế chỗ cho bicarbonate được lọc khỏi cầu thận.
Tăng tái hấp thu bicarbonate ở tế bào ống lượn gần cùng với tăng bài tiết
ion H+ xảy ra ở nhiều tình huống lâm sàng đa dạng. Giảm thể tích làm tăng
tái hấp thu bicarbonate. Quá trình này xảy ra nhờ hoạt động của hệ renin-



15
angiotensin, angiotensin 2 làm tăng tái hấp thu bicarbonate. Tăng tái hấp thu
bicarbonate ở ống lượn gần là một trong những cơ chế gây kiềm chuyển hóa ở
những bệnh nhân giảm thể tích. Các yếu tố khác làm tăng tái hấp thu
bicarbonate bao gồm hạ kali máu và tăng pCO2. Điều này đã giải thích một
phần vấn đề tại sao hạ kali lại gây kiềm chuyển hóa và toan hô hấp dẫn đến
tình trạng tăng bicarbonate huyết thanh.
Các yếu tố làm giảm tái hấp thu bicarbonate ở ống lượn gần có thể làm
giảm nồng độ bicarbonate huyết thanh. Tình trạng giảm pCO2 (kiềm hô hấp)
làm giảm tái hấp thu bicarbonate ở ống lượn gần, một phần giảm bicarbonate
huyết thanh bù trừ cho tình trạng kiềm hô hấp.

Hình 1.3: Quá trình thải H+ dưới dạng axit chuẩn độ
PTH làm giảm tái hấp thu bicarbonate ở ống lượn gần, cường cận giáp có
thể gây nhiễm toan chuyển hóa nhẹ. Có nhiều loại thuốc và bệnh gây ra nhiễm
toan chuyển hóa bằng cách làm suy yếu khả năng tái hấp thu bicarbonate ở ống
lượn gần. Ví dụ acetazolamide ức chế trực tiếp carbonic anhydrase.
Sau khi tái hấp thu bicarbonate, thận sẽ tiếp tục thực hiện bước thứ hai
trong quá trình cân bằng acid-base, tăng đào thải các acid nội sinh. Đào thải
acid xảu ra chủ yếu ở ống góp, một phần nhỏ vai trò của ống lượn xa.
Cùng với sự bài tiết ion H+ bởi các tế bào màng đáy ống góp, bài tiết
acid nội sinh cần sự có mặt của các hệ đệm tiết niệu. Các bơm H+ ở ống góp
không thể hạ thấp pH nước tiểu xuống dưới 4,5. Nồng độ ion H+ ở pH < 4,5


16
là dưới 0,04 mEq/l; sẽ cần > 25L nước ở pH 4,5 để đào thải 1 mEq ion H+.
Một đứa trẻ 10kg, sản xuất 20 mEq acid nội sinh mỗi ngày sẽ cần lượng nước
tiểu hàng ngày > 500l nếu không có sự hiện diện của các hệ thống đệm. Các
chất đệmc chính trong nước tiểu là phosphate và ammonia.

Phosphate niệu tỉ lệ thuận với chế độ ăn uống. Hầu hết phosphate được
lọc ở cầu thận sẽ được tái hấp thu ở ống lượn gần. Nồng độ phosphate trong
nước tiểu thường lớn hơn nhiều nồng độ phosphate trong huyết thanh. Sự đệm
của phosphate được thể hiện qua phản ứng sau:
H+ + HPO42-  H2PO41pK của phản ứng này là 6,8 nó làm cho phosphate trở thành một hệ đệm
hiệu quả khi pH niệu giảm từ 7,0 xuống 5,0 trong ống góp. Mặc dù phosphate
là một hệ đệm hiệu quả, khả năng đệm của nó bị giưới hạn bởi chính nồng độ
của nó. Không có cơ chế nào là tăng đào thải phosphate niệu để đáp ứng với
sự thay đổi của trạng thái acid base.
Ngược lại việc sản xuất NH3 có thể thay đổi, cho phép điều chỉnh quá
trình đào thải acid. Khả năng đệm của NH3 dựa vào phả ứng của NH3 với ion
H+ tạo ra NH4+:
NH3 + H+  NH4+
Các tế bào ống lươn gần là nơi bài tiết NH3 chủ yếu thông qua chuyển
hóa glutamin theo phản ứng sau:
Glutamine  NH4+ + glutamateGlutamine-  NH4+ + alpha-ketoglutarate2Chuyển hóa glutamine tạo ra 2 ion NH4+. Thêm vào đó, chuyển hóa
alpha- ketoglutarate tạo ra 2 phân tử bicarbonate. Ion NH4+ được tiết vào
long ống lượn gần, trong khi các phân tử bicarbonate thoát khỏi ống lượn gần
thông qua đồng vận chuyển Na+, 3HCO3-. Sự sắp xếp này nhằm múc đích
bài tiết hydro và tái hấp thu bicarbonate. Tuy nhiên các ion NH4+ được tiết ra
trong ống lượn gần sẽ không tồn tại trong long ống. Các tế bào của qua Henle


17
tái hấp thu ion NH4+. Kết quả là nồng độ NH3 trong khoảng kẽ tăng cao,
nhưng lượng ion NH4+ không có nhiều trog dịch đi vào long ống góp. Ngoài
ra, các ion H+ được bài tiết cùng NH3, theo ống lượn gần vào trong máu, sẽ
hủy bỏ tác dụng sản xuất ra bicarbonate tại ống lượn gần. Sự bài tiết ion
NH4+ phụ thuộc vào các tế bào của ống góp


Hình 1.4: Quá trình thải H+ dưới dạng ion amoni
Các tế bào của ống góp tiết ra các ion H+ và tái hấp thu HCO3-, đưa trở
lại máu. Các HCO3- này sẽ tham gia trung hòa acid nội sinh. Phosphat và
NH3 được tiết ra tại ống góp. NH3 là một chất đệm hiệu qảu vì nồng độ cao
trong khỏang kẽ và bởi vì các tế bào của ống góp thấm được NH3 nhưng
NH4+ thì không. Khi NH3 khuếch tán vào long ống pH nước tiểu thấp sẽ làm
NH3 chuyển thành NH4+. Điều này sẽ duy trì một nồng độ NH3 thấp. Bởi vì
pH trong long ống thấp hơn pH trong khoảng kẽ nên nồng độ NH3 trong
khoảng kẽ cao hơn trong long ống thuận lợi cho việc di chuyển của NH3 vào
long ống. Mặc dù nồng độ Nh4+ trong long ống cao hơn trong khoảng kẽ, tế
bào ống góp vẫn không thấm với NH4+, ngăn chặn sự khuếch tán nguwocj
của NH4+ ra khỏi long ống và làm cho NH3 trở thành một hệ đệm hiệu quả.
Thận điều chỉnh bài tiết ion H+ theo nhu cầu sinh lí. Việc sản xuất acid nội
sinh rất đa dạng, phần lớn là kết quả của chế độ ăn, như tiêu chảy mất HCO3-.
Sự bài tiết ion hydrogen tăng lên bởi sự tái điều chỉnh của sự abif tiết ion H+


18
trong ống góp, gây giảm pH niệu. Phản ứng naỳ diễn ra nhanh chóng nhwung
nso bị giới hạn bởi khả năng đệm của hệ tiết niệu; bơm hydro trong ống góp
không hoạt động ở pH dưới 4,5. Sự tăng đáng kể bài tiết acid cần điều chỉnh
tăng sản xuất NH3 ở ống luuwonj gần vì thế NH3 luôn sẵn sàng như một chất
đệm trong long ống góp. Phản ứng này đáp ứng với pH thấp trong vòng 5-6
ngày, bài tiết NH3 có thể tăng khoảng 10 lần so với mức cơ bản.
Sự bài tiết acid ở ống góp tăng lên trong nhiều hoàn cảnh lâm sàng khác
nhau. PH ngoại bào là quan trọng nhất trong việc điêu chỉnh bài tiết acid ở
thận. Giảm pH ngoại bào do hô hấp hoặc chuyển hóa đều làm tăng bài tiết
acid ở thận. Aldosteron kích thích bài tiết H+ trong ống góp, gây tăng nồng độ
HCO3- huyết thanh. Điều này gải thích kiềm chuyển hóa xảy ra với sự tăng
aldosterone nguyên phát hoặc thứ phát gây ra bởi giảm thể tích. Hạ kali máu

làm tăng bài tiết acid, bởi cả hai làm tăng sản xuất NH3 trong ống lượn gần và
tăng bài tiết ion H+ trong ống góp. Hạ Kali vì vậy có xu hướng dẫn tới kiềm
chuyển hóa. Tăng kali máu có tác dụng nguwocj lại có thể gây ra toan chuyển
hóa.
Ỏ những bệnh nhân tăng pH, thận có hai cơ chế chính đẻ khắc phục vấn
đè này. Thứ nhất giảm HCo3- tái hấp thu trong ống lượn gần, làm tăng
HCO3- mất qua nước tiểu. Thứ hai, trong một số tế bào chuyen biệt, quá trình
bài tiết ion H- ở ông góp có thể bị đảo ngược, dẫn tới tăng bài tiết HCO3- vào
long ống và bài tiết H+ và máu[1][2][11]
1.1.4. Vai trò của phổi
Phổi có vai trò đáng kể trong việc loại trừ các ion H+ của H2CO3 được
sinh ra trong quá trình chuyển hóa. Trong điều kiện bình thường, phổi thải trừ
khoảng 300l CO2/ngày tương đương 15l HCL nguyên chuẩn (N). Phổi tham
gia vào quá trình điều hoà những rối loạn toan kiềm do những nguyên nhân
chuyển hóa, sự bù trừ hô hấp và hạn chế đáng kể sự thay đổi của pH máu[3]


19
1.2.

Một số thuật ngữ trong rối loạn thăng bằng kiềm toan

1.2.1. Toan máu
Toan máu được định nghĩa khi pH máu dưới ngưỡng bình thường (thấp
dưới 7,35)
1.2.2. Kiềm máu
Kiềm máu được định nghĩa khi pH máu cao trên ngưỡng bình thường
(cao trên 7,45)
1.2.3. Nhiễm toan
Là một quá trình dẫn đến pH của dịch ngoại bào thấp (tăng nồng độ ion H+).

Điều này có thể xảy ra do giảm HCo3- trong huyết thanh và hoặc tăng CO2
1.2.4. Nhiễm kiềm
Là một quá trình lam tăng pH dịch ngoại bào (nồng độ ion H+ giảm). ĐIều
này có thể xảy ra do tăng nồng độ HCO3- huyết thanh và hoặc giảm pCO2
1.2.5. Toan chuyển hóa
Là rối loạn làm giảm nồng độ HCO3- huyết thanh và pH máu
1.2.6. Kiềm chuyển hóa
Là rối loạn làm tăng nồng độ HCO3- huyết thanh và pH máu
1.2.7. Toan hô hấp
Là rối loạn làm tăng PCO2 máu động mạch và làm giảm pH
1.2.8. Kiềm hô hấp
Là rối loạn làm giảm pCO2 máu động mạch và làm tăng pH
1.2.9. Rối loạn acid-base đơn giản
Sự hiện diện của một trong những rối loạn đã nêu ở trên được bù trừ
tương ứng bởi phổi hoặc thận
1.2.10. Rối loạn acid-base hỗn hợp
Sự có mặt của nhiều hơn một rối loạn acid-base. Rối loạn acid-base hỗn hợp
có thể nghi ngờ từ bệnh sử, từ sự đáp ứng nhiều hơn hoặc ít hơn mong đợi của
phổi hoặc thận, và từ phân tích điện giải huyết thanh và khoảng trống anion.


20
1.3.

Toan chuyển hóa

1.3.1. Định nghĩa
Nhiễm toan chuyển hóa được định nghĩa là một quá trình bệnh lý, làm
tăng nồng độ của các ion hydro trong cơ thể và làm giảm nồng độ HCO3.
Toan máu được định nghĩa là khi pH động mạch thấp (<7,35), có thể là kết

quả của nhiễm toan chuyển hóa, nhiễm toan hô hấp hoặc cả hai. Không phải
tất cả bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa đều có pH động mạch thấp; pH và
nồng độ ion hydro cũng phụ thuộc vào sự cùng tồn tại của các rối loạn axitbazơ khác. Do đó, độ pH ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa có thể thấp, cao
hoặc bình thường.
1.3.2. Sinh bệnh học
Toan chuyển hóa bị sinh ra bởi ba cơ chế chính.
- Tăng sinh acid từ nguồn acid ngoại sinh (như salicylate) hoặc acid nội sinh
(như acid lactic)
- Mất HCO3- qua đường tiêu hóa (tiêu chảy) hoặc mất qua thận (toan hóa ống
thận type 2)
- Giảm bài tiết acid ở thận do giảm mức lọc cầu thận (suy thận) hoặc mất khả
năng acid hóa nước tiểu (toan hóa ống lượn xa)
1.3.3. Khả năng bù trừ của cơ thể với toan chuyển hóa
Cơ thể phản ứng với tình trạng toan chuyển hóa bằng cách cố gắng đưa
pH trở lại ngưỡng bình thường bởi sự bù trừ của thận và hệ hô hấp
1.3.3.1. Khả năng bù trừ của hệ hô hấp
Trong trường hợp toan chuyển hóa đơn độc, bù trừ của hệ hô hấp sẽ
mang lại kết quả là giảm pCo2 từ đó đưa pH về mức bình thường. Phản ứng
này bắt đầu ngay trong giờ đầu tiên và hoàn thành trong vòng 12 đến 24
giờ[13]. Bù trừ cấp tính sẽ đem lại kết quả là giảm 1,2 mmHg pCO2 cho mỗi
1 mEq/l HCO3- huyết thanh mất đi, hoặc mỗi 10 mmHg pCO2 giảm xuống sẽ
làm tăng pH lên 0,08[14]. Đáp ứng không tương xứng có thể tiềm ẩn nguy cơ
của một bệnh lí hô hấp hoặc suy hô hấp sắp xảy đến[15].


21
Bệnh nhân bị toan chuyển hóa đơn độc sẽ có đáp ứng tương xứng của hệ
hô hấp trong khi đó bệnh nhân bị toan chuyển hóa hỗn hợp sẽ có cả toan
chuyển hóa và toan hô hấp. Đáp ứng của hệ hô hấp ở những bệnh nhân bị toan
chuyển hóa đã tạo ra một mối quan hệ tuyến tính giữa pCO2 và HCO3-. Kết

quả là có một số phương pháp để phân biệt giữa toan chuyển hóa đơn độc và
hỗn hợp ở những bệnh nhân không bị toán máu nặng (pH>7.1)
• Công thức Winter cho ta giá trị của pCO2 dựa trên HCO3-[16]:
pCO2 = (1,5 * [HCO3-]) + 8 +/- 2
• Phương pháp thứ hai liên quan đến việc xác định tỉ lệ thay đổi tương đối của
HCO3- và pCO2. PCO2 thường giảm trung bình 1,2 mmHg cho mỗi 1 mEq/l
HCO3- giảm, xuống mức pCO2 thấp nhất là khoảng 10-15 mmHg[16].
• Thứ ba là ước tính pCO2 phải xấp xỉ bằng hai chữ số cuối của pH cho đến
mức pH là 7,1[16]
Tăng thông khí quá mức và giảm pCO2 một cách đáng kể là dấu hiệu
của nhiễm toan chuyển hóa kết hợp với nhiễm kiềm hô hấp.
1.3.3.2. Đáp ứng của thận
Thận duy trì cân bằng acid base bằng cách tăng bài tiết acid ở thận và
tăng tái hấp thu HCO3-

Hình 1.5: Hoạt động của tế bào ống thận
• Tăng tái hấp thu HCO3- ở ống lượn gần


22
• Tăng bài tiết ion H+ dưới dạng acid chuẩn độ (ví dụ acid phosphoric
[H2PO4-]) hoặc NH4+ để tái hấp thu HCO3- trong ống thận, từ đó đưa
HCO3- quay trở lại vòng tuần hoàn nhờ mao mạch quanh ống thận.
Ở những người bình thường, tốc độ bài tiết axit và amoni chuẩn độ gần
bằng với lượng axit trong chế độ ăn hàng ngày. Khi tải lượng axit tăng lên,
thận có thể bù lại bằng cách tăng bài tiết amoni. Bài tiết axit thận bị suy giảm
do suy thận hoặc mất khả năng axit hóa tối đa nước tiểu do toan hóa ống thận
dẫn đến nhiễm toan chuyển hóa
1.3.4. Nguyên nhân toan chuyển hóa dựa trên anion gap
1.3.4.1.


Định nghĩa: Khoảng trống anion (AG) được sử dụng để phân loại

nguyên nhân nhiễm toan chuyển hóa thường được tính là sự khác biệt giữa
cation chính là natri (Na +) và các anion đo được chủ yếu là clo [Cl-] và
bicarbonate [HCO3-]:
AG (mEq/l) = (Na+) – (Cl- + HCO3-)
Một số phòng thí nghiệm báo cáo AG sử dụng kali (K) thêm cùng với
natri trong tính toán của AG. Trong những trường hợp như vậy, giá trị AG
bình thường tăng thêm 4 mEq / L.
Giá trị AG tăng cao thường là do sự gia tăng các anion không đo lường
được (ví dụ, lactate, beta-hydroxybutyrate) trong máu [17][18]. Mặc dù AG
cũng có thể được tăng lên do giảm K + huyết thanh, canxi (Ca) hoặc magiê
(Mg), nồng độ trong huyết thanh của các cation này tương đối thấp và việc
giảm nồng độ của chúng có ảnh hưởng không đáng kể đến AG. Ở trẻ em, AG
trên 14 đến 16 mEq / L được coi là tăng [19][20][21]. Ở trẻ sơ sinh, AG trên
16 mEq / L được coi là tăng và giá trị tăng lên là do sự hiện diện của nhiễm
toan lactic nhẹ[22]. Giá trị AG thấp có thể được tạo ra bằng cách giảm các
anion không đo được (ví dụ, hạ albumin máu), hoặc tăng các cation không
phải natri (ví dụ, tăng kali máu, tăng calci máu, tăng magiê máu)[18].


23
Ảnh hưởng của hạ albumin - Hạ albumin làm giảm AG và giảm 1 g / dL
trong nồng độ albumin huyết thanh (ví dụ hội chứng thận hư) dẫn đến giảm
AG dự kiến là 2,3 đến 2,5 mEq / L [23][24]. Do đó, khi bệnh nhân bị hạ
albumin tiến triển thành nhiễm toan tăng AG, AG vẫn có thể ở mức bình
thường khi AG tăng từ dưới mức cơ bản [25]. Hiệu chỉnh hạ albumin sẽ cho
thấy nhiễm toan tang AG "thật".
AG được quan sát thấy trong hạ albumin máu có thể được hiệu chỉnh

theo công thức của Figge và cộng sự[23]:
AG hiệu chỉnh = AG hiện tại + (2,5 * [albumin bình thường – albumin
hiện tại])
Đơn vị của albumin là g/dl
1.3.4.2.

Tiếp cận phân loại
Các nguyên nhân chính được thể hiện tóm tắt trong bảng sau[17]:
Cơ chế gây toan
chuyển hóa
Tăng sản xuất acid

AG tăng

AG bình thường

Nhiễm toan acid
lactic
Toan ceton
Đái tháo đường
Đói
Liên quan đến rượu
Ngộ độc
Methanol
Ethylene glycol
Aspirin
Toluene (ở giai đoạn Ngộ độc toluene (ở giai
sớm hoặc chức năng đoạn muộn và nếu chức
thận bị suy giảm)
năng thận vẫn còn ổn định,

do tăng đào thải Na và Kali
hippurate qua nước tiểu)
Diethylene glycol


24
Cơ chế gây toan
chuyển hóa

AG tăng
Propylene glycol
Nhiễm toan D- lactic

AG bình thường
Một dạng toan chuyển hóa
non AG có thể cùng tồn tại
do sự bài tiết của D-lactate
qua nước tiểu dưới dạng
muối Na và K

Acid pyroglutamic
Mất HCO3tiền
chất
bicarbonate

hoặc
của

Giảm bài tiết acid Bệnh thận mạn
qua nước tiểu


1.3.4.3.

Tiêu chảy hoặc các nguyên
nhân khác gây mất qua
đường ruột
Toan hóa ống thân type 2
(ống lượn gần)
Sau điều trị toan ceton
Ức chế CA
Bệnh thận mạn và rối loạn
chức năng ống thận (nhưng
mức lọc cầu thận vẫn được
bảo tồn)
Toan hóa ống thận type 1
(ống lượn xa)
Toan hóa ống thận type 4
(hạ aldosteron0

Nguyên nhân gây toan chuyển hóa có AG cao
Nhiễm toan chuyển hóa AG cao dẫn đến sự gia tăng các anion không đo

lường được dẫn đến tích tụ ion hydro trong máu. Ở trẻ em, AG trên 14 mEq /
L được coi là tăng; và ở trẻ sơ sinh, AG trên 16 mEq / L [19][20][21][22].
Các nguyên nhân gây nhiễm toan chuyển hóa tăng AG ở trem em bao gồm:
 Nhiễm axit lactic do giảm tưới máu do nhiễm trùng huyết, suy tim hoặc hạ
kali máu nặng. Tăng axit lactic cũng có thể được nhìn thấy ở những bệnh
nhân bị rối loạn ty thể [18][26][27][28], và ở trẻ sơ sinh bị thiếu oxy và thiếu
máu cục bộ chu sinh [29].



25
 Toan ceton do đái tháo đường (DKA) là kết quả của sự tích tụ axit acetoacetic
và axit beta-hydroxybutyric [30].
 Bệnh thận cấp tính và mãn tính có liên quan đến việc giữ lại cả các ion hydro
và các anion không được đo lường, chẳng hạn như sulfate, phosphate và urate
[16].
 Nuốt phải các chất độc hại liên quan đến nhiễm toan chuyển hóa AG cao
(bảng 2) bao gồm methanol (chất chống đông), ethylene glycol và ngộ độc
salicylate (bảng 2). Các chất này được chuyển đổi thành các anion chuyển hóa
làm tăng AG dưới dạng formate (methanol), glycolate và oxalate (ethylene
glycol), và ketone và lactate (salicylate) [31][32].
 Sản xuất quá mức axit hữu cơ do lỗi chuyển hóa bẩm sinh bao gồm axit amin,
carbohydrate hoặc rối loạn chuyển hóa axit béo [33][34]
 Bệnh nhân hen suyễn nặng có thể bị nhiễm axit lactic type B ngay cả khi
được thở oxy đầy đủ [35]. Nhiễm toan chuyển hóa ở những bệnh nhân này có
thể đến sớm hoặc trở nên tồi tệ hơn khi điều trị bằng adrenergic beta liên tục
liều cao, chẳng hạn như salbutamol [36].
1.3.4.4.

Nguyên nhân gây nhiễm toan chuyển hóa có AG bình thường
Nhiễm toan chuyển hóa với AG bình thường là do mất HCO3- hoặc suy

giảm bài tiết H + trong trường hợp không bị suy thận. Ở những bệnh nhân bị
mất HCO3-, thận tăng khả năng giữ Cl- bù cho lượng HCO3- mất đi để duy
trì cân bằng điện tích. Do đó, tăng clo máu là một phát hiện đặc trưng của
nhiễm toan chuyển hóa AG bình thường, còn được gọi là nhiễm toan chuyển
hóa AG bình thường tăng natri máu.
Nguyên nhân gây toan chuyển hóa ở trẻ em có AG bình thường bao gồm:
 Mất qua tiêu hóa - Ở trẻ em, tiêu chảy là nguyên nhân phổ biến nhất gây mất

HCO3-. Các nguyên nhân nhi khoa ít phổ biến khác của mất HCO3 đường