Khí máu động mạch (P1): Trạng thái oxy trong máu

I. Mục đích lấy khí máu động mạch (arterial blood gas-ABC):

+ Chỉ định (4):

• Chẩn đoán rối loạn thăng bằng kiềm-toan (alkalosis-acidosis).
• Đánh giá đáp ứng điều trị.
• Suy hô hấp.
• Hỗ trợ tiên lượng các bệnh nặng.

+ Chống chỉ định (5):

• Động mạch khó bắt, khó định vị.
• Thông nối động tĩnh mạch.
• Ổ nhiễm trùng gần nơi muốn lấy.
• Nghiệm pháp Allen âm tính.
• Rối loạn đông máu.

 

II. Thực hiện lấy khí máu động mạch:

   1/ Vị trí cần lấy:

+ Theo độ đơn giản từ cao đến thấp: động mạch đùi

(to) -> động mạch cánh tay -> động mạch quay (nhỏ).

+ Theo độ an toàn (thực tế lâm sàng) từ cao đến thấp: động mạch quay -> động mạch cánh tay -> động mạch đùi.

Source: https://www.slideshare.net/lekhacthienluan/gii-phu-vng-chi-trn

   Tổn thương thần kinh là một biến chứng có thể gặp khi thực hiện lấy khí máu ở động mạch cánh tay hay đùi. Ngoài ra, huyết khối vẫn là biến chứng thường gặp nhất bên cạnh thuyên tắc khí do thực hiện thao tác nhiều lần.

 

   2/ Test Allen:

Lý do động mạch quay là vị trí thường dùng để lấy khí máu động mạch là do nếu động mạch quay (radial artery) bị tắc trong quá trình thực hiện (xuất hiện huyết khối) thì ở điều kiện bình thường, gan tay vẫn được nhận máu từ động mạch trụ (ulnar artery). Ngược lại, nếu động mạch trụ bị tắc thì việc thực hiện bị chống chỉ định. Do đó test Allen cần được thực hiện trước khi lấy khí máu động mạch. Đây là một nghiệm pháp nhằm kiểm tra khả năng động mạch trụ cung cấp máu cho gan tay trong trường hợp động mạch quay bị tắc.

Source: https://quizlet.com/192016727/test

   Quy trình thực hiện test Allen:

+ Bước 1: Hướng dẫn bệnh nhân nắm chặt tay để giảm lưu lượng máu xuống bàn tay.

+ Bước 2: Dùng ngón trỏ và ngón giữa ấn mạnh vào đường đi của động mạch quay và động mạch trụ. Giữ vài giây.

+ Bước 3: Người thực hiện test giữ nguyên tay, yêu cầu bệnh nhân thả lỏng tay và để tay thoải mái. Quan sát bàn tay bệnh nhân trắng bệch vì giảm máu tới nuôi.

+ Bước 4: Thả ngón tay ấn động mạch trụ và giữ nguyên ngón tay ấn động mạch quay. Nếu bàn tay hồng hào trở lại trong 7-10s trở xuống thì nghiệm pháp dương tính (máu từ động mạch trụ lưu thông tốt). Nếu bàn tay hồng lại rất chậm thì nghiệm pháp âm tính. Tiến hành kiểm tra ở tay còn lại.

 

III. Một số chỉ số khí máu động mạch thường dùng cùng khoảng bình thường:

• pH: 7,35-7,45.
• PaCO2: 35-45 mmHg.
• HCO3-: 22-26 mEq/l.
• SaO2 (độ bão hòa oxy trong máu động mạch – arterial oxygen saturation): 95-100%.
• PaO2 (áp suất riêng phần của oxy trong máu động mạch – pressure of arterial oxygen): 80-100mmHg.

Người ta thường viết tắt theo thứ tự là pH/PaCO2/PaO2/HCO3-. Ví dụ: 7,40/40/85/24

IV. Phân tích SaO2 và PaO2:

1/ Ý nghĩa:

Ta biết rằng oxy trong máu tồn tại chủ yếu dưới hai dạng: hòa tan/ tự do (khoảng 1,5%) và gắn với hemoglobin (khoảng 98,5%).

Source: https://www.slideshare.net/onikhil789/transport-of-oxygen-and-carbon-dioxide

   PaO2 chính là áp suất riêng phần của oxy tự do trong máu động mạch.

Source: http://thietbiytevietmy.vn/khac-biet-pao-2-sao-2-va-ham-luong-oxy

   SaO2 chính là phần trăm hemoglobin có gắn oxy trong máu động mạch.

2/ Liên quan giữa SaO2 và PaO2:

Do bản chất PaO2 liên quan đến lượng oxy tự do trong máu (để đi được vào mô), SaO2 liên quan đến lượng hemoglobin gắn với oxy nên mối liên quan giữa PaO2 và SaO2 bản chất chính là liên quan giữa phân áp oxy ở mô và độ bão hòa oxy trong hemoglobin, vốn được thể hiện rõ qua một đường cong có dạng sigma: đường cong Barcroft (hemoglobin saturation curve/ oxygen dissociation curve):

Source: http://oxygengerufuku.blogspot.com/2017/02/oxygen-hemoglobin-dissociation-curve.html

   Trục hoành của biểu đồ trên thể hiện phân áp oxy ở mô (oxy phải ở dạng tự do mới vào mô được) trong khi trục tung thể hiện độ bão hòa oxy máu (nhưng từ đó ta sẽ tập trung vào lượng oxy được nhả ra). Đường đi của đường cong từ trái sang phải tương ứng với trên trục hoành đi từ mô đến phổi.

Source: https://www.slideshare.net/DivyaJain229/oxygen-dissociation-curve-78084004

   Tại mô, nơi có PaO2 khoảng 40mmHg, đường cong khá dốc, trong khi ở phổi, nơi có PaO2 khoảng 100mmHg, đường cong lại tà hơn (dạng plateau).

Chẳng hạn một người bình thường có PaO2 ở mô là 40mmHg, nhưng vì lí do gì đó mà tụt xuống 20mmHg, tức giảm 20mmHg. Chiếu trên đồ thị thì SaO2 người này đã giảm từ 75% đến khoảng 36%, tức giảm 39% SaO2 hay tăng 39% oxy tự do. Ngược lại, ở phổi, sự tăng PaO2 từ 80mmHg lên 100mmHg chỉ làm tăng sự gắn oxy vào hemoglobin tăng rất nhẹ, từ khoảng 96% lên 100%. Điều này cho thấy hemoglobin có tính đệm oxy rất tốt: lấy oxy tối đa tại phổi và phân phối oxy tối đa tại mô.

Nói chung, dù ở phổi hay ở mô thì PaO2 tăng thường đi kèm với SaO2 tăng và ngược lại. Tuy nhiên, 2 ngoại lệ có thể xảy ra ở một số bệnh nhân hồng cầu bất thường về cấu trúc hoặc heme có gắn chặt chẽ với một số thành phần bất thường (chẳng hạn các dạng MetHb hay CO-Hb). Trong các trường hợp này, PaO2 nếu có tăng, tức O2 hòa tan tăng thì lượng O2 này cũng không thể gắn vào nhân heme trong hemoglobin, do đó SaO2 không tăng. Tuy nhiên các trường hợp này tương đối hiếm gặp trên lâm sàng.

 

V. Phân biệt SaO2 và SpO2:

SpO2 cũng là một chỉ số thể hiện độ bão hòa oxy máu, tuy nhiên nếu SaO2 đo được bằng phương pháp xâm lấn (lấy khí máu động mạch) thì SpO2 lại có thể đo được bằng phương pháp ít xâm lấn hơn, qua máy đo độ bão hòa oxy máu theo mạch đập (pulse oximeter) hoặc đầu dò (probe) của Monitor.

Source: https://www.gearbest.com/monitoring-testing/pp_415641.html

   Nguyên tắc của pulse oximeter dựa trên:

+ Sắc ký (phép đo quang phổ kế).

+ Xung động ký (phép đo xung động kế).

1/ Phép đo sắc ký dựa trên cơ sở sự hấp thụ ánh sáng khác nhau của Oxyhemoglobin và Deoxyhemoglobin đối với ánh sáng đỏ (red light) có bước sóng 660nm và tia hồng ngoại (infrared light) có bước sóng 940nm.

2/ Phép đo xung động ký hoạt động dựa trên cơ sở độ hấp thu ánh sáng truyền qua mô thay đổi có tính chu kỳ do sự thay đổi thể tích máu giữa kỳ tâm thu và tâm trương.

Chính do phương pháp đo không xâm lấn, độ bão hòa oxy đo được qua SpO2 không chính xác bằng SaO2. Khi xuất hiện CO-Hb, MetHb, … thì SpO2 vẫn bình thường trong khi SaO2 giảm. Người ta gọi là SpO2 “cao bất thường” (falsely high).

Source: https://ylamsang.net/su-khac-nhau-giua-spo2-va-sao2/

   Chi tiết hơn thì tham khảo tại link: https://www.howequipmentworks.com/pulse_oximeter/?fbclid=IwAR1W2nwb3cUECUCHRc7TXQaw3c4oS6shiu3oPUqKGoMCEG7OSO5dOlF2R50

 

* BẠN CÓ BIẾT:

1/ Hiệu ứng domino khi oxy gắn vào nhân heme:

Oxy gắn với nhân heme theo tính hiệp đồng (cooperativity), tức mỗi phân tử oxy gắn với một tiểu đơn vị polypeptide (subunit) của heme làm thay đổi cấu hình của 3 tiểu đơn vị còn lại: từ trạng thái căng (taut/tense) có ái lực thấp (T state) thành trạng thái thư giãn (relaxed) có ái lực cao (R-sate), qua đó làm quá trình bão hòa oxy của hemoglobin diễn ra với tốc độ cao.

Source: https://slideplayer.com/slide/8198426/

   Nếu không có tính phối hợp này, ta có thể thấy sự bão hòa oxy diễn ra kém hiệu quả hơn đáng kể:

Source: http://oregonstate.edu/instruct/bb450/fall14/lecture/hemoglobinoutline.html

2/ 2,3-DPG là một chất điều hòa dị lập thể (allosteric effector) của sự  nhả oxy trong hồng cầu.

Do không có nhân cũng như ti thể, hồng cầu lấy năng lượng từ nguồn duy nhất là glucose. Đường phân của hồng cầu bao gồm cả 3 con đường: HDP yếm khí (tạo lactate), con đường tạo 2,3-DPG (2,3-DPG pathway) và HMP (tạo NADPH, H+ bảo vệ glutathion dạng bị khử).

Source: https://www.flickr.com/photos/130952279@N06/16822781642

   2,3-DPG (2,3-Diphosphoglycerate) hoặc còn được gọi là 2,3-BPG (2,3-Biphosphoglycerate) là sản phẩm của một quá trình đường phân ở hồng cầu (2,3-DPG pathway) và là một trong những chất điều hòa quan trọng nhất của quá trình nhả oxy cho mô. Enzyme biphosphoglycerate mutase xúc tác quá trình chuyển 1,3-DPG thành 2,3-DPG.

Source: https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/2-3-bisphosphoglyceric-acid

   Chất này thường được kích thích sản sinh ở các mô có phân áp oxy thấp (hoạt động chuyển hóa mạnh, pH thấp, …) và gắn vào hemoglobin ở khoảng trống giữa tiểu đơn vị beta 1 và beta 2. Giữa cấu trúc tích điện âm của 2,3-DPG (nhờ 2 gốc phosphate) và các amino acid tích điện dương trong 2 tiểu đơn vị polypeptide beta 1 và beta 2 (như lysine, histidine) sẽ hình thành lực hút tĩnh điện (electrostatic force).

Source: https://slideplayer.com/slide/4463265/

   Ở trên, ta biết rằng mỗi tiểu đơn vị của hemoglobin có nhân heme để gắn oxy, đồng thời khi oxy gắn vào một tiểu đơn vị thì nó sẽ tạo sự thay đổi cấu hình (conformational change). Sự thay đổi này làm thu hẹp khoảng không gian giữa tiểu đơn vị beta 1 và beta 2. Điều này đồng nghĩa 2,3-DPG chỉ có thể gắn vào deoxyhemoglobin. Đó là cách mà 2,3-DPG chuyển dịch đường cong phân ly oxy sang phải, làm tăng lượng oxy tự do cho mô. Các nguyên nhân khác gây hiệu ứng tương tự là pH thấp, nhiệt độ tăng (mô hoạt động mạnh).

Source: https://biology.stackexchange.com/questions/55683/effect-of-2-3-bisphophoglycerate-2-3-bpg-on-haemoglobin

3/ PaO2 liệu có thể lớn hơn 100mmHg?

Câu trả lời là được. Lưu ý rằng áp suất riêng phần của O2 trong máu động mạch là kết quả của sự trao đổi O2 tại giường mao mạch phế nang, với PO2 phế nang (hít vào bình thường) khoảng 100mmHg còn PvO2 (áp suất riêng phần của máu tĩnh mạch) vào khoảng 40mmHg. Như vậy, ở bệnh nhân thở oxy liều cao, PO2 phế nang có thể lên tới 300mmHg! Quá trình trao đổi O2 của lượng O2 này với O2 tĩnh mạch có thể dẫn đến PaO2 khoảng 150-200mmHg. Do đó PaO2>100mmHg ở bệnh nhân thở oxy liều cao là điều bình thường.

4/ Hiệu ứng Bohr và hiệu ứng Haldane:

Ta biết rằng, oxy đi từ phổi đến mô bằng 2 con đường, bao gồm hòa tan (dissolve) và gắn vào nhân heme của hemoglobin (HbO2). Ngược lại, CO2 đi từ mô đến phổi qua 3 con đường, bao gồm hòa tan (dissolve), thông qua HbH+ (tới phổi kết hợp với HCO3- tạo thành CO2) và gắn vào globin của hemoglobin (HbCOO-).

Như vậy, CO2/H+ có mối liên hệ với O2 trong việc gắn vào Hb và ngược lại.

Hiệu ứng Bohr đề cập đến vai trò của CO2 và H+ trong sự gắn O2 vào Hb. Theo đó, phân áp oxy hay H+ tăng (pH thấp) sẽ làm tăng phân li HbO2 thành Hb và O2.

Trong khi đó, hiệu ứng Haldane lại đề cập đến vai trò của O2 trong việc gắn CO2 và H+ vào Hb. Theo hiệu ứng này, sự khử oxy trong hemoglobin sẽ làm tăng khả năng chứa đựng carbonic của nó; ngược lại máu chứa nhiều oxy thì khả năng chứa đựng carbonic sẽ giảm đi.

Source: https://www.youtube.com/watch?v=lSqKjMpdfV8

   Ví dụ ở hình trên:

+ Ở thì hít vào, O2 đi qua biểu mô hô hấp chuyển HbH+ thành HbO2 và H+. Lượng H+ này tác dụng với HCO3-, tạo CO2 được thải ra môi trường ngoài. Đó là một trường hợp của hiệu ứng Haldane: máu chứa nhiều O2 làm khả năng chứa CO2 cũng như H+ giảm đi.

+ Ở mô, CO2 là sản phẩm của quá trình chuyển hóa. Khi được giải phóng khỏi mô, CO2 kết hợp với H2O tạo HCO3-, làm phân li HbO2 để có O2 hòa tan vào mô để cung cấp tiếp O2 cho quá trình chuyển hóa. Đó là một trường hợp của hiệu ứng Bohr: sự tăng CO2 (tương tự là H+) làm tăng sự nhả oxy từ HbO2.

 

Một ứng dụng lâm sàng: tăng CO2 (hypercapnia) ở bệnh nhân COPD dùng liệu pháp oxy (oxygen therapy).

1/ V/ Q mismatch: Vùng nhu mô phổi vốn ít được thông khí sẽ có hiện tượng co mạch máu tại chỗ do giảm O2 (hypoxic vasoconstriction). Cung cấp O2 có thể làm mất hiện tượng này, dẫn đến sự tái phân bố máu đến vùng nhu mô phổi kém thông khí => V/ Q mismatch => giảm đào thải CO2.

2/ Hiệu ứng Haldane: liệu pháp oxy làm tăng O2 máu => giảm deoxygenated hemoglobin => giảm khả năng vận chuyển CO2 của máu => tăng CO2.

Case sinh hóa 3: Chuyển hóa bilirubin (2)

HỒ SƠ BỆNH NHÂN: nam 6 tháng tuổi.

1/ Lý do vào viện: sợ ánh sáng, nghi bị bạch tạng.

2/ Tiền sử: không ghi nhận.

3/ Cận lâm sàng: uroporphyrin niệu (+).

 

Điều gì nhiều khả năng đã xảy ra đối với đứa bé?

A. Thiếu hụt coproprphyrinogen oxidase.

B. Thiếu hụt porphobilinogen deaminase.

C. Thiếu hụt uroporphyrinogen decarboxylase.

D. Ức chế ferrochelatase và delta-aminolevulinic acid (ALA) dehydrase.

 

Giải

Đáp án C.

Bệnh nhi này nhiều khả năng mắc porphyria, trong đó phổ biến nhất là PCT (porphyria cutanea tarda). Đây là một bệnh di truyền trội, xảy ra do thiếu hụt enzyme trong sinh tổng hợp heme.

Trước hết, nhắc lại về sinh tổng hợp heme nói riêng và hemoglobin nói chung.

Source: https://slideplayer.com/slide/267103/

   Tổng hợp hemoglobin bao gồm tổng hợp globin và tổng hợp heme.

Tổng hợp globin cũng tương tự như tổng hợp các protein khác. Ở case này ta chỉ xét đến tổng hợp heme. Đây là một quá trình gổm 3 giai đoạn, trong đó giai đoạn đầu và cuối diễn ra trong ti thể (mitochondria), giai đoạn giữa diễn ra trong bào tương (cytoplasm).

• Giai đoạn 1: Tổng hợp ALA (trong ti thể).

+ Vitamin B6 hoạt hóa glycin.

+ Succinyl CoA thu được từ chu trình Krebs.

+ Glycin đã được hoạt hóa tác dụng với Succinyl CoA tạo acid alpha-amino beta-cetoadipic, rồi chất này nhanh chóng bị oxi hóa thành ALA.

Source: https://themedicalbiochemistrypage.org/images/

   Chuỗi phản ứng này được enzyme của ti thể là ALA synthase xúc tác.

•    Giai đoạn 2: tổng hợp coproporphyrin III (ở bào tương).

+ ALA khuếch tán ra khỏi ti thể, được enzyme ALA dehydratase xúc tác để tạo porphobilinogen (PBG). Hợp chất này sau đó được chuyển thành pre-uroporphyrinogen/ hydroxymethylbilane nhờ enzyme PBG deaminase/ uroporphyrinogen I synthase (PBGD).

 

Source: https://www.researchgate.net/figure/The-reaction-catalysed-by-porphobilinogen-deaminase-Four-molecules-of-the-pyrrole_fig1_233797890

   + Pre-uroporphyrinogen sau đó sẽ được chuyển hóa thành uroporphyrinogen III nhờ enzyme uroporphyrinogen III cosynthase. Sự thiếu hụt enzyme này sẽ khiến phản ứng diễn ra tự phát, tạo uroporphyrinogen I.

Source: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123812629000021

   + Uroporphyrinogen I và III lần lượt được chuyển hóa thành coproporphyrinogen I và III nhờ enzyme uroporphyrinogen decarboxylase. Thiếu hụt enzyme này sẽ dẫn đến sự chuyển hóa uroporphyrinogen thành uroporphyrin nhờ sự xúc tác của cytochrome P4501A2 (1 trong 50 enzyme thuộc nhóm monooxygenase trong đại gia đình cytochrome p450). Đây là tình trạng nhiều khả năng xảy ra trên bệnh nhi này.

• Giai đoạn 3: Tổng hợp Heme (ti thể). 

+ Nếu không có gì bất thường, coproporphyrin III sẽ quay về ti thể, được oxi hóa thành protoporphyrinogen IX nhờ sự xúc tác của enzyme coproporphyrinogen oxidase.

Source: https://biology.stackexchange.com/questions/17537/protoporphyrinogen-ix-formation-in-heme-synthesis

   + Protoporphyrinogen IX sẽ tiếp tục được oxi hóa thành protoporphyrin IX nhờ  enzyme protoporphyrinogen oxidase.

Source: https://library.med.utah.edu/NetBiochem/hi2.htm

   + Protoporphyrin IX kết hợp với Fe2+ tạo Heme nhờ sự xúc tác của enzyme ferrochelastase, kết thúc quá trình tạo heme.

Source: https://library.med.utah.edu/NetBiochem/hi37.htm

   Chốt lại, bệnh nhi này được nghi ngờ thiếu hụt uroporphyrinogen decarboxylase, một enzyme có mặt trong giai đoạn II, chịu trách nhiệm chuyển hóa uroporphyrinogen III (hoặc I) thành coproprphyrinogen III (hoặc I). Sự thiếu hụt này khiến chuyển hóa tạo sản phẩm uroporphyrin chiếm ưu thế, chất này thải qua nước tiểu làm nước tiểu có màu trà. Ngoài ra, hợp chất này còn hấp thu ánh sáng và sinh nhiệt, khiến bệnh nhân trở nên nhạy cảm với ánh sáng (photosentivity).

 

Phân tích các phương án khác:

   + Đáp án A: Thiếu hụt coproporphyrinogen oxidase sẽ gây bệnh coproporphyria di truyền (hereditary coproporphyria). Đây là một bệnh di truyền trội (autosomal dominant). Coproporphyrinogen III không được chuyển hóa thành protoporphyrinogen IX (giai đoạn 2), tích tụ trong cơ thể khiến bệnh nhân cũng có khả năng bị thương tổn da và thần kinh tạng trong một số trường hợp cấp tính. Xét nghiệm có coproporphyrinogen niệu (+).

Source: https://www.youtube.com/watch?v=AWGRCIq_tX4

   + Đáp án B: Thiếu hụt porphobilinogen deaminase sẽ ngăn quá trình chuyển hóa porphobilinogen thành pre-uroporphyrinogen (giai đoạn 2). Điều nay gây tích tụ porphobilinogen và ALA trong nước tiểu. Rối loạn này còn được gọi là porphyria cấp từng đợt (acute intermittent porphyria). Bệnh nhân không bị nhạy cảm ánh sáng nhưng có thể bị đau bụng, viêm đa dây thần kinh (polyneuropathy) và rối loạn tâm lý (psychological disturbances). Cận lâm sàng có thể phát hiện nước tiểu hồng.

   + Đáp án D: Ức chế ferrochelastase và ALA dehydrase lần lượt dẫn đến tích tụ corproporpyrin và ALA trong nước tiểu.

 

Tổng hợp một số khiếm khuyết enzyme trong sinh tổng hợp heme và các bệnh lý liên quan. Lưu ý AR là autosomal recessive (di truyền lặn), AD là autosomal dominant (di truyền trội).

 

Source: https://www.slideshare.net/drmustansar/hemoglobin-synthesis

 

*BẠN CÓ BIẾT?

1/ PCT còn được gọi với tên dân gian là bệnh “ma cà rồng”.

Source: https://www.youtube.com/watch?v=1aEGB9yFFsc

2/ Digoxin (có trong chất độc màu da cam) là một trong những nguyên nhân gây PTC nhờ tác dụng vừa ức chế porphobilinogen deaminase và hoạt hóa Cytochrome P4501A2.

Source: http://molpharm.aspetjournals.org/content/61/3/674/tab-figures-data

3/ Trong case này, bà mẹ nghi ngờ con mắc bạch tạng (albinism). Đây là rối loạn di truyền lặn liên quan đến sự thiếu hụt hắc tố (melanin), khiến người bệnh có da, tóc nhạt màu/ không màu trên một phần cơ thể/ toàn bộ cơ thể. Hầu hết bệnh nhân cũng nhạy cảm với ánh sáng (giống PCT) nhưng không phát hiện uroporphyrin trong nước tiểu.

Source: https://step1.medbullets.com/dermatology/112093/albinism

Đột biến gen có thể làm thiếu hụt enzyme tyrosinase chịu trách nhiệm xúc tác chuyển hóa DOPA thành melanin.

Source: https://step1.medbullets.com/dermatology/112093/albinism

4/ Thiếu hụt enzyme ferrochelastase và ALA dehydrase thường gặp trong ngộ độc chì.

Source: https://www.slideserve.com/joy-bray/sideroblastic-anemias

   Ngộ độc chì có thể ảnh hưởng hầu hết bộ phận cơ thể, bao gồm tổn thương não bộ, đau nhức khớp, thiếu máu ở trẻ em, …

Source: https://mooreonhealth.com/2016/05/30/the-adverse-health-effects-of-lead-poisoning/

Nguồn tham khảo chính: First Aid Q&A for the USMLE Step 1.

CHẨN ĐOÁN NHIỄM TRÙNG ĐƯỜNG MẬT VÀ TAM CHỨNG CHARCOT

I. Triệu chứng bệnh:

Bất kì 1 bệnh nhân nhiễm trùng đường mật nào cũng đều có 3 triệu chứng (tam chứng, trong tiếng Anh là triad) bao gồm sốt, đau và vàng da. Tuy nhiên, đối với bệnh nhân nhiễm trùng đường mật do sỏi kẹt ống mật chủ (cấp tính/ acute cholangitits), thì các triệu chứng trên biểu hiện theo thứ tự: Đau quặn mật -> Sốt -> Vàng da, được gọi là TAM CHỨNG CHARCOT

Source: https://weheartit.com/entry/190177909

1. SỐT: (Hội chứng đáp ứng viêm toàn thân)

• Cần phân biệt được hội chứng nhiễm trùng và hội chứng ĐƯVTT. Ta chỉ khẳng định hội chứng nhiễm trùng khi khẳng định được nguyên nhân gây sốt là do vi khuẩn gây ra (ví dụ như ổ mủ, kq cấy,…). Còn đối với hội chứng ĐƯVTT là 1 hội chứng chỉ chung cho phản ứng sốt của cơ thể (khi chưa chắc chắn được nguyên nhân gây sốt). Vậy ta có thể hiểu, Ở NHIỄM TRÙNG, TRIỆU CHỨNG CHẮC CHẮN PHẢI CÓ SỐT, NHƯNG SỐT THÌ CHƯA CHẮC NHIỄM TRÙNG.

2. ĐAU hay QUẶN?:

• Vị trí đau: Hạ sườn phải

• Triệu chứng đau hay quặn ở những bệnh nhân nhiễm trùng đường mật thường do 2 nguyên nhân chính gây ra đó là do VIÊM ĐƯỜNG MẬT NGƯỢC DÒNG và BẾ TẮC.

2.1/ Đối với triệu chứng ĐAU: 

+ Đau nhẹ, âm ỉ (có case không đau) -> VIÊM TẠI CHỖ được xem là nguyên nhân chính gây đau, không cần phải do bế tắc vẫn có thể gây ra những cơn đau âm ỉ.

2.2/ Đối với triệu chứng QUẶN (ĐAU QUẶN):

+ Đau quặn -> BẾ TẮC ĐOẠN DƯỚI TÚI MẬT được xem là nguyên nhân chính gây ra các cơ đau quặn bởi SỰ TĂNG CO BÓP CỦA TÚI MẬT. Sở dĩ túi mật tăng co bóp là vì bị BẾ TẮC CẤP TÍNH ở đoạn cuối ống mật chủ (do sỏi kẹt) dẫn đến túi mật phản ứng co bóp mạnh hơn để tống dịch mật xuống tá tràng. Nếu bế tắc ở ống gan chung thì sẽ không tăng sự co bóp ở túi mật. Đối với BẾ TẮC MẠN TÍNH thường do u thì k gây ra những cơn đau quặn này. Đây được gọi là CƠN ĐAU QUẶN MẬT, 1 triệu chứng chẩn đoán trong NHIỄM TRÙNG ĐƯỜNG MẬT DO SỎI KẸT ỐNG MẬT CHỦ (OMC).

3. VÀNG DA:

• Triệu chứng vàng da thường do BẾ TẮC và VIÊM VI QUẢN MẬT
• Đối với bế tắc thì vàng da (jaundice) là 1 biểu hiện lâm sàng khá đặc trưng (vàng da nhiều, có thể có vàng niêm mạc mắt).
• Về mặt GP và GP bệnh, đường mật thường bắt nguồn từ các VI QUẢN MẬT (bản chất nhu mô gan-TB đơn tầng) -> đường mật chính (tiểu quản mật-TB biểu mô mật) -> … -> Bóng Vater (đích cuối).

Source: https://basicmedicalkey.com/the-liver-and-biliary-system/

• Đối với viêm đường mật ngược dòng, viêm sẽ lan đến các vi quản mật dẫn đến tổn thương thành các vi quản mật -> dịch mật sẽ thấm qua thành các vi quản mật vào huyết tương gây vàng da (nhẹ). Vậy có thể thấy là, không cần phải do nguyên nhân bế tắc nhưng ở những bệnh nhân nhiễm trùng túi mật, thì VÀNG DA LÀ 1 TRIỆU CHỨNG QUAN TRỌNG.

 

II. Kết luận:

• Ta chỉ cần tam chứng sốt, đau, vàng da có thể dùng để biện luận 1 case nhiễm trùng đường mật.
• Ta kết luận bệnh nhân nhiễm trùng đường mật theo tam chứng Charcot theo thứ tự của 3 tiêu chí sau:

+ Đau quặn (do sỏi kẹt omc gây bế tắc cấp tính ở omc)

+ Sốt (HCĐƯVTT)

+ Vàng da

* LƯU Ý NHỮNG TRƯỜNG HỢP KHÔNG KẾT LUẬN NHIỄM TRÙNG ĐƯỜNG MẬT THEO TAM CHỨNG CHARCOT:

• Không do sỏi (u, chít hẹp lành tính, KST,…)

• Nhiễm trùng ngược dòng (tam chứng)
• Sỏi đường mật tồn lưu ở omc lâu ngày (tương tự như u)
• Bệnh nhân đã cắt túi mật 
• Sỏi gan

 

III. Chẩn đoán phân biệt:

• Với tam chứng nhiễm trùng đường mật (Đau + Sốt -> Vàng da), có nhiều chẩn đoán phân biệt khác như:

+ Viêm gan: Sốt -> Đau + Vàng da

+ U đường mật: Vàng da -> Đau + Sốt

• Tam chứng Charcot: 

+ Nhiễm trùng đường mật do sỏi kẹt omc: Đau -> Sốt -> Vàng da

                                                                              Viết bài: Quang Đạt YC17

Case sinh hóa 2: Chuyển hóa bilirubin (1)

HỒ SƠ BỆNH NHÂN: nữ 42 tuổi.

1/ Lý do vào viện: ngứa toàn thân.

2/ Tiền sử: không ghi nhận.

3/ Thăm khám:

+ Vàng củng mạc mắt.

4/ Cận lâm sàng:

+ Bilirubin toàn phần: 2,7 mg/dL (<1 mg/dL).

+ Bilirubin liên hợp: 2,4 mg/dL (<0,2 mg/dL).

+ ALP: 253 U/L (30-120 U/L).

+ AST: 36 U/L (20-40 U/L).

+ ALT: 40 U/L (20-40 U/L).

 

Cơ chế nhiều khả năng gây nên tình trang của bệnh nhân?

A. Khiếm khuyết men UDP- glucuronyl transferase.

B. Tán huyết ngoại mạch.

C. Tán huyết nội mạch.

D. Tắc mật trong và ngoài gan.

 

Giải

Đáp án D.

ALP (Alkaline phosphatase) là một hydrolase enzyme hoạt động tốt nhất trong môi trường kiềm (pH=9), có nhiều nhất ở gan, sau đó tới xương. Đây là enzyme có chức năng khử phospho của một số hợp chất như nucleotide, protein hay alkaloid.  ALP sau đó được đào thải qua đường mật.

Ví dụ về chức năng của ALP:

Source: http://www.jisponline.com/article.asp?issn=0972-124X;year=2012;volume=16;issue=4;spage=513;epage=518;aulast=Sanikop

   Chỉ số ALP tăng cao thường gặp trong trong bệnh gan, các nguyên nhân làm tăng hoạt động của xương, tắc ống dẫn mật hay ung thư.

Dấu hiệu lâm sàng không gợi ý bệnh lý về xương. Tình trạng vàng củng mạc mắt khiến ta nghi ngờ bất thường trong gan hay ống mật. Các chỉ số men gan đều trong giới hạn bình thường nên ta nghĩ đến nguyên nhân tắc ống mật.

Phân tích các chỉ số billirubin:

Trước hết, nhắc lại về con đường thoái giáng hemoglobin:

Hồng cầu có đời sống khoảng 120 ngày. Khi hồng cầu chết, đại thực bào sẽ mang chúng đến hệ võng nội mô (reticuloendothelial system), bao gồm tủy xương, lách, gan, … Tại đây, Hb sẽ được thoái hóa thành Heme, Globin và Fe2+. Globin sẽ được chuyển hóa thành các amino acid, Fe2+ được tái sử dụng còn Heme được thoái hóa thành protoporphyrin. Sau đó protoporphyrin được oxy hóa bởi enzyme heme oxygenase của hệ võng nội mô để tạo biliverdin màu xanh. Biliverdin tiếp tục bị khử bởi enzyme biliverdin reductase tạo thành bilirubin tự do, có độc tính, tan trong dầu (hay còn gọi là bilirubin gián tiếp do cho phản ứng nhận biết Diazo chậm). Quá trình thoái hóa này diễn ra chủ yếu ở lách.

Source: Osmosis

   Loại bilirubin này tan trong dầu nên nó cần một chất mang để di chuyển trong máu. Chất này chính là một loại albumin có tên là haptoglobin.  Ở màng tế bào gan, phức hợp bilirubin- haptoglobin được thụ thể nhận biết và vận chuyển tích cực qua màng vào trong tế bào.

Source: Osmosis

   Tại gan, enzyme UDP- glucuronyl transferase (UGT) xúc tác gắn một hoặc hai gốc acid glucuronic vào gốc propionate của bilirubin tự do để tạo bilirubin liên hợp. Dạng bilirubin này không độc, tan trong nước, cho phản ứng Diazo nhanh nên còn được gọi là bilirubin trực tiếp. Bilirubin liên hợp sau khi được tạo thành sẽ được gan bài tiết vào các ống dẫn mật trong gan và theo mật xuống ruột non.

Source: Osmosis

Chứng vàng da (jaundice) được thấy rõ trên lâm sàng khi có bilirubin toàn phần từ 2,5 mg/dL trở lên. Vàng da bao gồm xuất hiện vàng ở làn da (skin) và củng mạc mắt (sclera). Bệnh nhân có triệu chứng vàng củng mạc mắt, xét nghiệm có bilirubin toàn phần và bilirubin liên hợp đều cao hơn mức bình thường (trong đó bilirubin toàn phần là 2,7 mg/dL, dẫn đến xuất hiện vàng da trên lâm sàng). Tuy nhiên, bilirubin tự do (2,7-2,4=0,3 mg/dL) lại trong giới hạn bình thường.

Biện luận 3 nhóm nguyên nhân gây vàng da tương ứng với các bất thường ở chỉ số sinh hóa:

1/ Vàng da trước gan thường do một số nguyên nhân sau:

• Vàng da sinh lý ở trẻ sơ sinh.
• Tán huyết nội mạch: tai biến truyền máu, thuốc, nhiễm trùng, …
• Tán huyết ngoại mạch: hồng cầu bị ăn do hệ võng nội mô.

Source: http://epomedicine.com/medical-students/hemolytic-anemia-quick-review/

Điểm chung của nhóm nguyên nhân này là sự vỡ hồng cầu ồ ạt làm quá tải khả năng liên hợp bilirubin tại gan.

=> Tăng mạnh bilirubin tự do trong máu, urobilinogen trong nước tiểu và stercobilinogen trong phân.

2/ Vàng da tại gan thường do 2 nguyên nhân chính:

• Bệnh di truyền: Crigler- Najar và Gilbert (đều liên quan đến khiếm khuyết enzyme UDP- glucuronyl transferase).

=> Bilirubin tự do tăng cao.

• Bệnh mắc phải: thường là viêm gan. Các tổn thương tại gan có thể vừa giảm khả năng liên hợp bilirubin vừa giảm khả năng tái tạo bilirubin từ urobilinogen. Ngoài ra, nếu nhu mô gan bị phù nề thì vi quản mật có thể bị chèn ép, gây tắc mật dẫn đến bilirubin liên hợp không thể xuống mật và ruột.

=> Bilirubin tự do tăng, urobilinogen nước tiểu tăng, bilirubin liên hợp có thể tăng.

3/ Vàng da sau gan thường do tắc mật.

=> Bilirubin liên hợp tăng, phân nhạt màu.

Đối chiếu cận lâm sàng của bệnh nhân cũng như biện luận chỉ số ALP và men gan ở trên, chẩn đoán bệnh nhân bị vàng da tắc mật (obstructive jaundice). Chọn C.

 

*BẠN CÓ BIẾT?

1/ Hệ thống elastin ở củng mạc mắt có ái lực cao với bilirubin nên thường vàng củng mạc mắt sẽ được phát hiện trước vàng ở da.

2/ Vàng da sinh lý ở trẻ sơ sinh khá phổ biến. Một trong những nguyên nhân là men UDP- glucuronyl transferase ở trẻ chưa phát triển đầy đủ, tương tự là các thụ thể hay protein vận chuyển ở màng tế bào gan. Điều này làm giảm quá trình liên hợp bilirubin tự do, kết hợp với việc đại thực bào ăn các hồng cầu bào thai gây tăng bilirubin tự do trong máu dẫn đến vàng da.

3/ Bilirubin tự do tăng quá cao ở trẻ có thể gây vàng da nhân não (kerniterus)- một bệnh vô cùng nghiêm trọng. Loại bilirubin này độc, lại tan trong dầu nên có thể gây hại đến mô não, theo từng mức độ có thể gây tử vong hay để lại những di chứng thần kinh nặng nề. Triệu chứng thường gặp là khó thở, giảm trương lực cơ, bỏ bú, rối loạn ý thức, co giật. Điều trị phổ biến hiện nay là dùng liệu pháp quang học (phototherapy). Cơ chế là dùng ánh sáng làm biến đổi cấu trúc bilirubin tự do thành dạng đồng phân quang học ít độc và tan được trong nước, qua đó có thể đào thải dễ dàng hơn.

 

Nguồn tham khảo chính: First Aid Q&A for the USMLE Step 1.

 

Case sinh hóa 1: Chuyển hóa amino acid

HỒ SƠ BỆNH NHÂN: nam 35 tuổi.

1/ Lý do vào viện: đau khớp ở cả 2 chân, đau lưng.

2/ Tiền sử:

+ Cơn đau đã kéo dài nhiều tháng.

+ Từng dùng aspirin để giảm đau và có hiệu quả.

3/ Thăm khám:

+ Sụn tai có màu đen.

+ Cử động khó khăn vì đau.

+ Khớp gối bệnh nhân hơi sưng nhưng không nóng hay quá nhạy cảm khi thăm khám.

4/ Cận lâm sàng:

+ Nước tiểu đen.

 

Sự thiếu hụt enzyme nào là nguyên nhân cốt lõi gây nên tình trạng của bệnh nhân?

A. alpha- Ketoacid dehydrogenase.

B. Galactokinase.

C. Homogentisic acid oxidase.

D. Oroate phosphoribosul transferase.

E. Phenylalanine hydroxylase.

 

Giải

   Đáp án C. Triệu chứng lâm sàng gợi ý bệnh nhân mắc alkaptonuria (sụn đen, đau khớp và quan trọng nhất là nước tiểu đen).

Trước hết, ta nhắc lại con đường chuyển hóa phenylalanine:

Source: https://www.slideshare.net/YESANNA/phenylalanine-metabolism

   Phenylalanine là một trong 10 amino acid cần thiết ở người (essential amino acid), tức cơ thể không tự tổng hợp được mà phải lấy từ thức ăn. Tại gan, phenylalanine sẽ được phân giải thành tyrosine nhờ phản ứng hydroxyl hóa thông qua enzyme phenylalanine hydroxylase với cofactor là tetrahydrobiopterin:

Source: https://questioning-answers.blogspot.com/2014/04/phenylalanine-and-schizophrenia-new.html

   Tyrosine sau đó tiếp tục được chuyển hóa thành các chất khác (như hình trên), trong đó có homogentisate (còn được gọi là alkapton) và cuối cùng là acetyl acetate và fumarate. Acetyl acetate sau đó tiếp tục hình thành thể ceton còn fumarate tham gia tạo glucose để tạo năng lượng cho tế bào.

   Enzyme homegentisate 1,2-dioxygenase (HGD) là enzyme cần thiết để chuyển hóa homogentisate thành maleylacetoacetate. Khiếm khuyết ở NST số 3 có thể gây thiếu hụt enzyme này, dẫn đến homogentisate tích tụ trong các mô liên kết, đặc biệt ở các khớp và sụn, gây đau khớp, sụn đen. Qua thời gian, thường là đến tuổi trưởng thành, các mô bị ảnh hưởng sẽ có màu xanh đen. Không những thế, tích tụ alkapton trong khớp có thể gây viêm khớp xương (osteoarthritis). Alkapton thừa sẽ được đào thải qua nước tiểu và làm nước tiểu bị đen. Alkaptonuria là một bệnh di truyền lặn.

Một số dấu hiệu, triệu chứng tiêu biểu của bệnh có thể kể đến như đen sụn (ochronosis), viêm gân (tendinitis), sỏi thận/ tiền liệt (kidney and prostate stones), gù lưng và nước tiểu đen.

Source: https://www.medindia.net/patientinfo/alkaptonuria.htm

 

Phân tích các phương án còn lại:

   + Đáp án A: Thiếu hụt alpha- Ketoacid dehydrogenase gây nên bệnh Siro niệu (maple syrup urine disease). Đây cũng là một bệnh di truyền lặn, tác động đến chuyển hóa các amino acid mạch nhánh (branched- chain amino acid) (leucine, isoleucine và valine) khiến nước tiểu bệnh nhân có mùi vị như siro. Bệnh không có dấu hiệu nước tiểu đen cũng như viêm khớp ở bệnh nhân trung niên.

Lấy ví dụ về chuyển hóa leucine:

Source: https://ipfs.io/ipfs/QmXoypizjW3WknFiJnKLwHCnL72vedxjQkDDP1mXWo6uco/wiki/Leucine.html

   Bệnh lý xảy ra khi có thiếu hụt enzyme branched- chain alpha- Ketoacid Dehydrogenase (có ở màng trong ti thể). Thiếu hụt enzyme này làm cơ thể tích trữ cả amino acid mạch nhánh (leucine) và keto acid (alpha- Ketoisocaproate). Keto acid này là nguyên nhân chính gây ra mùi vị giống siro ở nước tiểu bệnh nhân.

Chẩn đoán siro niệu thường dùng thuốc thử 2,4- dinitrophenylhydrazine. Hợp chất này tạo tủa với keto acid trong nước tiểu bệnh nhân giúp đánh giá liệu bệnh nhân có hay không mắc bệnh này.

Source: https://slideplayer.com/slide/4651310/

   + Đáp án B: Thiếu hụt galactokinase gây nên galactosemia (galactose huyết) và galactosuria (galactose niệu). Đây là các bệnh di truyền lặn trên NST thường liên quan đến mất khả năng sử dụng đường galactose dẫn đến có galactose xuất hiện trong nước tiểu. Dấu hiệu của bệnh tương đối lành tính, tuy nhiên ở trẻ em có thể xuất hiện đục thủy tinh thể do tích tụ galactitol, một sản phẩm chuyển hóa của galactose khi không có enzyme galactokinase. Ngoài ra, tổn thương thần kinh, vàng da hay gan to cũng là những bất thường xảy ra do bệnh lý này.

Source: https://ufhealth.org/galactosemia

   Cần phân biệt rõ bệnh này với bất dung nạp lactose (lactose intolerace). Trước hết, xem lại con đường chuyển hóa lactose:

Source:http://watcut.uwaterloo.ca/webnotes/Metabolism/OtherSugars.html

   Lactose vào cơ thể qua đường miệng (sữa, kem, phô mai, …) sẽ được enzyme lactase phân giải thành galactose và glucose. Sau đó glucose sẽ được chuyển thành glucose 6- phosphate đi vào đường phân, galactose được chuyển thành galactose 1- phosphate, glucose 1- phosphate và glucose 6- phosphate cũng đi vào đường phân.

Bất dung nạp lactose xảy ra khi bệnh nhân khiếm khuyết enzyme lactase nên không thể phân giải lactose. Lượng lactose này sẽ chuyển xuống ruột già, nơi nó được vi khuẩn đường ruột sử dụng vào quá trình lên men lactic (tương tự quá trình từ sữa thành sữa chua).

Source: https://www.slideshare.net/allisonmiller1986/fermentation-ppt-47432399

   Điều nay gây triệu chứng khó tiêu, đầy hơi và tiêu chảy.

Source: https://www.nationwidepharmacies.co.uk/nwp-news/lactose-intolerance/

   Trong khi đó, galactose huyết lại trầm trọng hơn. Bệnh nhân có thể phân giải lactose thành galactose và glucose nhưng sự thiếu hụt enzyme làm chuyển hóa galactose phải dừng lại. Galactose tích tụ trong máu và được enzyme aldose reductase phân giải thành alcol có tên galactitol:

Source: https://www.slideshare.net/DJ4SDM/class-9-galactose-metabolism-70414750

   Sự tích tụ galactose cũng như galactitol là nguyên nhân gây đục thủy tinh thể, gan to, chậm phát triển trí tuệ ở bệnh nhân, đặc biệt là trẻ em.

   + Đáp án D: Thiếu hụt enzyme orotate phosphoribosyltransferase có thể gây một rối loạn di truyền lặn vô cùng hiếm gặp có tên “acid orotic niệu” (hereditary orotic aciduria)..

Chuyển hóa pyrimidine trải qua các quá trình sau:

Source: http://www.gout-aware.com/formation-of-orotic-acid.html

Source: https://www.slideshare.net/drashokkumarj/purine-pyrimidine-metabolism-and-disorder

   Ở hình 2, nếu orotate phosphoribosyl transferase bị khiếm khuyết, orotic acid sẽ ứ đọng trong cơ thể (thiếu hụt enzyme orotidylic acid decarboxylase cũng gây hậu quả tương tự). Triệu chứng có thể có chậm phát triển, thiếu máu nguyên hồng cầu khổng lồ và xuất hiện tinh thể urat trong nước tiểu.

Điều trị bao gồm cystidine và uridine để bỏ qua bước chuyển hóa pyrimidine này cũng như tạo vòng feedback âm tính đối với sự sản sinh orotic acid.

   + Đáp án E: Thiếu hụt phenylalanine hydroxylase gây rối loạn di truyền lặn phenylketonuria. Phenylalanine hydroxylase là enzyme chuyển hóa phenylalanine thành tyrosine (xem lại hình đầu tiên trong bài). Tyrosine rất cần thiết để tổng hợp một số chất dẫn truyền thần kinh như norepinephrine, epinephrine và dopamine. Rối loạn này gây tích tụ phenylalanine và thiếu hụt tyrosine, kéo theo giảm sút trí tuệ và có sự xuất hiện của phenylketone trong nước tiểu (nước tiểu không hóa đen như alkaptonuria).

Source: https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/phenylketonuria

 

Nguồn tham khảo chính: First Aid Q&A for the USMLE Step 1.