Metabolic Alkalosis: Pathogenesis
Metabolic alkalosis พบบ่อยจาก diuretic,
vomiting/gastric suction, severe hypokalemia, alkali load ในผู้ป่วยไตทำงานลดลงมาก,
primary aldosteronism และภาวะที่มี mineralocorticoid
effect คล้ายกัน
หลักสำคัญ: “Generation” และ “Maintenance” เป็นคนละขั้น
Metabolic alkalosis จะเกิดขึ้นได้จากการเพิ่ม plasma
HCO₃⁻
แต่จะคงอยู่ต่อเมื่อไตไม่สามารถขับ bicarbonate ส่วนเกินออกได้
Generation of alkalosis
เกิดจาก
- สูญเสีย H⁺ ทาง GI หรือ urine
- H⁺
shift เข้าเซลล์
- ได้ bicarbonate/alkali เพิ่ม
- Volume
contraction รอบ bicarbonate pool เดิม
หรือ contraction alkalosis
Maintenance of alkalosis
ต้องมีปัจจัยที่ทำให้
- ↓ filtered HCO₃⁻
- ↑ renal HCO₃⁻
reabsorption
- ↓ renal HCO₃⁻
secretion
หากไม่มี maintenance factor ไตจะขับ bicarbonate ส่วนเกินออกและ alkalosis
จะหายเอง
ปัจจัยหลักที่ทำให้ metabolic
alkalosis คงอยู่
ในผู้ป่วยที่ไม่ได้มี advanced renal
failure มักต้องมีอย่างน้อยหนึ่งปัจจัยต่อไปนี้
- ECF
volume depletion / low effective arterial blood volume
- Chloride
depletion
- Hypokalemia
- ↑ distal Na⁺
delivery + ↑
ENaC-mediated Na⁺ reabsorption
→ ↑ H⁺ และ K⁺ secretion
1. Volume depletion
พบได้ทั้ง
- True
hypovolemia
- Reduced
effective arterial blood volume เช่น HF, cirrhosis
กลไกหลัก
↓ ECF
volume → ↓ GFR + activation RAAS/SNS
ผลคือ
- ↓ filtered bicarbonate load
- ↑ proximal Na⁺/H⁺
exchange
- ↑ bicarbonate reclamation
- ↑ new bicarbonate generation
- Aldosterone
→ ↑ distal H⁺
secretion
ดังนั้น volume depletion ไม่ได้เพียง
“ทำให้เลือดเข้มข้นขึ้น” แต่ยังทำให้ไต เก็บ HCO₃⁻
เพิ่มอย่าง active
2. Distal nephron และ aldosterone
Aldosterone กระตุ้น
- ENaC ใน principal cell →
Na⁺
reabsorption
- ทำให้ tubular lumen มี negative
potential
- ส่งเสริม K⁺ และ H⁺
secretion
พร้อมกันนั้น angiotensin II/aldosterone
กระตุ้น type A intercalated cell ให้ขับ H⁺
ผ่าน H-ATPase
ผลรวมคือ
Na⁺ reabsorption ↑ → H⁺ secretion ↑ + K⁺
secretion ↑ → alkalosis + hypokalemia
3. Chloride depletion
ในทางคลินิก chloride depletion กับ volume depletion มักเกิดพร้อมกัน เช่น
- Vomiting
- NG
suction
- Loop/thiazide
diuretics
จึงแยกผลของทั้งสองออกจากกันยาก
แต่ chloride มีบทบาทโดยตรงต่อ
bicarbonate excretion เพราะ distal nephron ต้องใช้ Cl⁻ ในการแลกกับ HCO₃⁻
ผ่าน type B intercalated cell/pendrin
ดังนั้น
Cl⁻ depletion → ↓ HCO₃⁻ secretion → alkalosis คงอยู่
4. Hypokalemia
Hypokalemia เป็นทั้ง
- ผลจาก metabolic alkalosis
- และตัวช่วยให้ alkalosis รุนแรง/คงอยู่
พบมากใน
- Vomiting/NG
suction
- Diuretics
- Bartter/Gitelman
- Primary
aldosteronism
ทำไม vomiting ทำให้ hypokalemia
ไม่ใช่เพราะเสีย K⁺
ทางกระเพาะเป็นหลัก แต่เกิดจาก renal K⁺
wasting
ผ่าน
- Volume
depletion → secondary
hyperaldosteronism
- ↑ distal Na⁺
delivery
- ลด distal Cl⁻ delivery
- Na⁺
reabsorption ใน distal nephron → ↑ K⁺ secretion
Hypokalemia ช่วย maintain alkalosis อย่างไร
Transcellular shift
เมื่อ serum K⁺ ต่ำ
K⁺ ออกจากเซลล์
แลกกับ
- H⁺
เข้าเซลล์
- Na⁺
เข้าเซลล์
ผลคือ
- Extracellular
alkalosis
- Intracellular
acidosis
Intracellular acidosis ใน renal tubular
cell → กระตุ้น
- H⁺
secretion
- HCO₃⁻
reabsorption
- Ammoniagenesis
- NH₄⁺
excretion
H-K-ATPase
Hypokalemia กระตุ้น H-K-ATPase ใน type A intercalated cell
→
reabsorb K⁺
→ secrete H⁺
จึงเกิดวงจร
Hypokalemia →
↑ renal H⁺
secretion → ↑ HCO₃⁻
→ alkalosis มากขึ้น
5. Salt-sensitive vs Salt-resistant metabolic alkalosis
นี่เป็นการแบ่งที่มีประโยชน์ต่อการรักษา
Salt-sensitive / chloride-responsive
มักเกิดร่วมกับ volume contraction
ตัวอย่าง
- Vomiting
- NG
suction
- Diuretics
หลังฤทธิ์ยาหมด
ตอบสนองต่อ
0.9% NaCl + KCl
เพราะ
- เติม volume
- เติม chloride
- ลด RAAS
- เพิ่ม renal bicarbonate excretion
Salt-resistant / chloride-resistant
เช่น
- Primary
aldosteronism
- Mineralocorticoid
excess
ผู้ป่วยมัก
- ECF
volume expanded
- BP ปกติสูงหรือสูง
- Renal
perfusion ไม่ลด
ดังนั้น saline ไม่ได้แก้กลไกหลัก
และอาจทำให้ volume overload มากขึ้น
Primary aldosteronism: ทำไม alkalosis
ทั้งที่ volume expanded
High aldosterone + adequate distal Na⁺ delivery
→ ↑ ENaC Na⁺ reabsorption
→ ↑ lumen negativity
→ ↑ H⁺ secretion
→ ↑ K⁺ secretion
เกิด
- Metabolic
alkalosis
- Hypokalemia
จากนั้น hypokalemia เองจะช่วย
maintain alkalosis ต่อผ่าน
- H⁺
shift เข้าเซลล์
- ↑ ammoniagenesis
- ↑ distal H⁺
secretion
จึงเป็น salt-resistant metabolic
alkalosis
6. Paradoxical aciduria
ใน volume-contracted metabolic
alkalosis เช่น vomiting
ไตถูกกระตุ้นให้เก็บ
- Na⁺
- Cl⁻
- HCO₃⁻
อย่างมาก
พร้อมกับ distal H⁺
secretion
ดังนั้นแม้ serum มี alkalemia
แต่ urine อาจเป็นกรด
เรียกว่า
Paradoxical aciduria
พบร่วมกับ
- Low
urine Cl⁻
- Low
urine Na⁺
- Low
urine K⁺ ในช่วงที่ volume depletion เด่น
ทำไม urine chloride สำคัญกว่า
urine sodium
ใน vomiting-induced alkalosis urine Na⁺
อาจแกว่งได้
เพราะช่วงที่ HCO₃⁻ load มากเกิน proximal reabsorption
→ NaHCO₃
ถูกขับออก
→ urine Na⁺
สูงชั่วคราว
แต่ urine Cl⁻ ยังคงต่ำอย่างต่อเนื่อง
ดังนั้น
Urine chloride เป็น marker ของ chloride/volume depletion ที่เชื่อถือได้กว่า urine
sodium ใน metabolic alkalosis
Type B intercalated cell และ Pendrin
Type B intercalated cell อยู่ใน distal
nephron
หน้าที่คือ
ขับ HCO₃⁻
แลกกับ Cl⁻
ผ่าน apical transporter
Pendrin
ดังนั้นต้องมี distal chloride delivery เพียงพอจึงขับ bicarbonate ได้
ถ้า
- Hypovolemia
- Chloride
depletion
→ distal
Cl⁻
delivery ต่ำ
→
pendrin ทำงานลดลง
→ ขับ HCO₃⁻ ไม่ได้
→
alkalosis คงอยู่
Pathophysiology แบบสั้น
Vomiting
Loss HCl
→
Generation of alkalosis
จากนั้น
Volume depletion + Cl⁻ depletion
→ RAAS ↑
→ HCO₃⁻
reabsorption ↑
→ distal H⁺/K⁺
secretion ↑
→
hypokalemia
→ renal
H⁺
secretion ↑ อีก
→ persistent
metabolic alkalosis
ดังนั้นการเสีย HCl เป็นตัว
“เริ่ม” alkalosis แต่ volume depletion +
chloride depletion + hypokalemia เป็นตัวทำให้ alkalosis คงอยู่
Practical Summary
|
Mechanism |
ผลต่อ alkalosis |
|
Loss of H⁺ |
Generate HCO₃⁻
excess |
|
Volume depletion |
↓
GFR + ↑ RAAS → ↑ HCO₃⁻ reabsorption |
|
Cl⁻ depletion |
↓
pendrin-mediated HCO₃⁻ secretion |
|
Aldosterone |
↑
distal H⁺ + K⁺ secretion |
|
Hypokalemia |
↑
H⁺
shift into cells + renal H⁺ secretion |
|
Distal Na⁺ delivery |
↑
ENaC → ↑ H⁺/K⁺
secretion |
Clinical Pearls
- Metabolic
alkalosis ต้องคิดแยก “อะไรเป็นตัวสร้าง?”
และ “อะไรเป็นตัวทำให้คงอยู่?”
- ใน vomiting ตัวสร้างคือ gastric HCl
loss แต่ตัว maintain สำคัญคือ volume
depletion + chloride depletion + hypokalemia
- Hypokalemia
ไม่ได้เป็นเพียงผลของ alkalosis แต่เป็นเหตุที่ทำให้
alkalosis คงอยู่
- Urine
Cl⁻ มีประโยชน์กว่า urine Na⁺
ในการประเมิน volume-contracted metabolic alkalosis
- Volume-contracted
alkalosis อาจมี paradoxical aciduria
- กลไกของ chloride-responsive alkalosis อธิบายว่าทำไม
normal saline + KCl จึงแก้ alkalosis ได้ ไม่ใช่เพียงเพราะเพิ่ม volume แต่เพราะช่วยให้ไตกลับมาขับ
bicarbonate ได้อีกครั้ง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น