SINH LÝ VẬN ĐỘNG

I. Đại cương:

Quy ước: Các tín hiệu được gửi đến là input, tín hiệu từ đó đi ra đến tổ chức khác là output.

1/ Neuron vận động trên và neuron vận động dưới:

Vận động được kiểm soát bởi các neuron vận động trên (upper motor neuron – UMN) từ vỏ não. Các neuron này chi phối các neuron vận động dưới (lower motor neuron – LMN) thông qua con đường tháp (pyramidal tract) và ngoại tháp (extrapyramidal tract).

Nguồn: https://www.researchgate.net/figure/The-classic-pyramidal-extrapyramidal-model-of-the-nervous-system_fig1_300560755

Các LMN có thể là thần kinh sọ – (cranial nerve, đi ra từ các nhân vận động trong thân não) hoặc thần kinh gai (spinal nerve, đi ra từ tủy sống) đến chi phối trực tiếp cho cơ quan tương ứng.

Nguồn: https://medchrome.com/basic-science/anatomy/lesions-of-upper-motor-neurons-and-lower-motor-neurons/

2/ Bó tháp và bó ngoại tháp:

Ở hình dưới, có thể thấy vỏ não nhận tín hiệu từ các kích thích bên ngoài, từ “kẻ gác cổng” là đồi thị để từ đó chỉ đạo (execute) vận động thông qua bó tháp đến tủy sống (corticospinal tract) để chi phối các spinal nerve hoặc đến thân não (brainstem) để chi phối các cranial nerve (corticobulbar/ corticopontine tract). Trong khi đó, bó ngoại tháp xuất phát từ thân não, chịu sự điều khiển từ vỏ não hoặc hạch nền (basal ganglia) hay tiểu não (cerebellum), từ đó chi phối cho các spinal nerve.

Nguồn: Lippicott’s Illustrated Reviews Neuroscience

Bó tháp trước (anterior/ ventral corticospinal tract) chi phối vận động chi, giúp thực hiện các cử động tinh vi, trong khi bó tháp ngoài (lateral corticospinal tract) chi phối vận động cơ trục thân. Bó ngoại tháp thì giúp điều chỉnh tư thế cũng như các vận động không tự ý (trương lực cơ, thăng bằng, …).

Nguồn: https://slideplayer.com/slide/7577368/

II. UMN và tổn thương:

Có thể hiểu hệ thống UMN là các neuron nằm trong hệ thần kinh trung ương (central nervous system – CNS), ở trên các neuron chi phối trực tiếp cơ quan tương ứng. Các neuron này nằm trên các pathway:

• Corticospinal, corticobulbar: lần lượt ứng với LMN là các spinal nerve và cranial nerve.
• Vestibulospinal, rubrospinal, reticulospinal: ứng với LMN là spinal nerve.

Như vậy, các cấu trúc giải phẫu có liên quan là vỏ não vận động (cortical motor system), nhân tiền đình (vestibular nuclei), hệ thống lưới (reticular formation) và nhân đỏ (red nucleus).

III. LMN:

LMN chính là con đường dẫn truyền cuối cùng đến cơ vân. Hệ thống này nằm ở sừng trước tủy, gồm có:

• Neuron vận động alpha chi phối cơ vân. Neuron này nhận tín hiệu từ vỏ não để chi phối cơ các chi (vận động tự ý), hoặc nhận tín hiệu từ nhân ở thân não (nhân các dây sọ)
• Neuron vận động gamma chi phối thoi cơ => quyết định trương lực cơ. Neuron này nhận tín hiệu từ hệ thống lưới.
• Vòng neuron tại chỗ (local circuit neuron) tham gia phản xạ tủy.

Thông tin gửi đến LMN từ các cấp độ cao hơn sẽ quyết định tần số phát xung của chúng, qua đó chi phối sự co cơ.

Phản xạ tủy gồm 2 phản xạ chính:

• Phản xạ căng (stretch/ myotatic reflex): Khi gân cơ bị căng (chẳng hạn khi test phản xạ) thì cơ sẽ căng ra, kích thích thoi cơ. Sợi Ia trong thoi cơ gửi tín hiệu đến LMN, bao gồm tín hiệu kích thích trực tiếp qua synapse trực tiếp với neuron alpha ở cùng cơ đó và tín hiệu ức chế gián tiếp qua synapse với interneuron ức chế đối với neuron alpha ở cơ đối vận cùng bên (antagonist muscle) => co cơ đồng vận và ức chế sự co cơ đối vận.

Nguồn: Lippicott’s Illustrated Reviews Neuroscience

• Phản xạ rút lui (withdrawal/ flexor reflex): phản xạ nhằm giúp cơ thể tránh xa nhanh chóng khỏi kích thích có hại. Các kích thích này được nhận biết bởi sợi A delta và sợi C:

Nguồn: https://faculty.washington.edu/chudler/cv.html

Các sợi này tạo synapse trực tiếp để kích thích neuron alpha của cơ gấp bên phía bị đe dọa bởi kích thích có hại, đồng thời tạo synapse với interneuron ức chế, qua đó ức chế cơ duỗi cùng bên => gấp chi nhanh chóng, tránh xa khỏi kích thích có hại.

Nguồn: Lippicott’s Illustrated Reviews Neuroscience

III. Các đường dẫn truyền vận động:

Nguồn: Lippicott’s Illustrated Reviews Neuroscience

IV. Tổn thương UMN và LMN:

1/ Tổn thương UMN:

Tổn thương UMN dẫn đến mất input cho spinal cord, trong khi output (LMN) vẫn bình thường.

• Nếu input này là tín hiệu chỉ huy vận động tự ý từ vỏ não xuống tủy sống => tổn thương UMN gây yếu liệt các vận động tự ý => lâu dần có thể dẫn đến teo cơ (disuse atrophy).
• Nếu input này là tín hiệu chỉ huy từ vỏ não xuống hệ lưới => tổn thương UMN gây rối loạn reticulospinal tract => tăng trương lực cơ.
• Nếu input này là tín hiệu ức chế từ vỏ não xuống tủy sống => tổn thương UMN khiến neuron gamma tăng phát xung => tăng tín hiệu hướng tâm từ thoi cơ => tăng phát xung neuron alpha => Spasticity. Tình trạng này thường ưu thế ở một số nhóm cơ => tư thế gấp chi trên, duỗi chi dưới.

Nguồn: https://www.physio-pedia.com/Cerebral_Palsy_Introduction

Cần thiết phải phân biệt spasticity và rigidity (link: https://www.youtube.com/watch?v=gLZoYLxdXCQ):

	Spasticity	Rigidity
Đề kháng	Cho BN thả lỏng, gấp + duỗi cổ tay, cánh tay BN ghi nhận đề kháng.
	Đề kháng rất khác nhau giữa 2 chiều gấp – duỗi.	Đề kháng giữa 2 chiều gấp – duỗi tương tự nhau.
	Vận tốc gấp – duỗi càng nhanh, đề kháng càng mạnh.	Không phụ thuộc vận tốc.
Sức cơ	Yếu ngọn chi.	Không yếu ngọn chi.
Tổn thương	UMN.	Ngoại tháp.

• Ngoài ra sự giảm/ mất input có tính ức chế này còn dẫn đến sự tăng phản xạ (hyperreflexia) và xuất hiện lại các phản xạ nguyên thủy. Trong đó có phản xạ Babinski:

Nguồn: https://www.pinterest.com/pin/785033778770436623/

• Sự kết hợp của tăng trương lực cơ, spasticity và tăng phản xạ dẫn đến clonus.

Như vậy, liệt trong tổn thương UMN là liệt cứng (liệt vận động, tăng phản xạ, tăng trương lực, spasticity).

2/ Tổn thương LMN:

Đây là tổn thương neuron alpha ở tủy sống hoặc nhân dây thần kinh sọ => tổn thương khu trú ở các cơ được chi phối bởi LMN tương ứng.

Nguyên nhân có thể do bệnh lý hệ thống (poliovirus gây bệnh bại liệt tấn công vào sừng trước tủy) hoặc tổn thương đứt ngang thần kinh ngoại vi.

Sự giảm motor input đến cơ dẫn đến:

• Liệt vận động.
• Giảm trương lực cơ (gần như không thấy kháng khi người khám duỗi cơ bệnh nhân, cơ nhão, tăng ve vẩy).
• Mất hoặc giảm phản xạ gân xương.
• Mất các yếu tố dinh dưỡng phát triển cơ => teo đét cơ.

Nguồn: https://www.researchgate.net/figure/Relationship-between-the-nervous-system-and-the-muscular-system-1-CNTF-is-released_fig2_236193903

Như vậy, liệt trong tổn thương UMN là liệt mềm (liệt vận động, giảm phản xạ, giảm trương lực). 

Lưu ý: dấu Babinski có thể xuất hiện sớm trong liệt mềm nửa người.

IV. Điều biến của hệ vận động – Vai trò của hạch nền và tiểu não:

Nguồn: Lippicott’s Illustrated Reviews Neuroscience

1/ Hạch nền (basal ganglia – BG):

Hạch nền nhận thông tin từ vỏ não (thông qua con đường vỏ não – thể vân, tức corticostriatal pathway), xử lí các thông tin này, rồi phóng chiếu đến đồi thị và sau đó trở lại vỏ não, thông báo về:

• Quyết định vận động.
• Hướng vận động.
• Biên độ vận động.
• Biểu hiện vận động của cảm xúc.

Có thể nói, hạch nền đóng vai trò hợp nhất giữa vận động và nhận thức, hình thành nên hành vi (có cả vận động, nhận thức và cảm xúc). Ngoài ra, nó còn ức chế các vận động thừa thãi.

Trong bệnh Parkinson, có sự thoái hóa các dopaminergic neuron ở chất đen, từ đó làm giảm direct pathway => tăng cường ảnh hưởng của indirect pathway => tăng tín hiệu ức chế đến đồi thị => giảm kích thích vỏ não => giảm lệnh vận động ở đối bên tổn thương.

2/ Tiểu não (cerebellum):

Tiểu não nhận thông tin về cảm giác, từ đó gửi các pathway độc lập đến hệ thống UMN và LMN => định vị vận động chi và trục thân. Do đó, nó có chức năng:

• Định hướng vận động (coordinator).
• Lên kế hoạch/ tiên đoán vận động (predictor).

Tiểu não đảm bảo vận động tự ý có thể diễn ra mượt, hướng đến đúng mục tiêu. Nó nhận input về vị trí cơ thể trong không gian (thông qua proprioception, vestibular và mắt), trương lực cơ và hoạt động các cung phản xạ (spinocerebellar và cuneocerebellar).

Tiểu não có thể ảnh hưởng cả UMN và LMN. Cũng lưu ý thêm, tín hiệu điều hòa thăng bằng trục thân đến và rời khỏi tiểu não đối xứng 2 bên trong khi những tín hiệu liên quan vận động chi thì chỉ ở cùng bên. Do đó, tổn thương tiểu não có thể gây thất điều trục thân hoặc rối loạn vận động chi cùng bên.

Tổn thương thùy trước gây mất vận động tinh vi, biểu hiện bằng run có chủ ý (intention remor – run xuất hiện khi cố gắng làm gì đó), quá tầm (dysmetria – phát hiện qua nghiệm pháp ngón tay chỉ mũi) hay mất khả năng làm các động tác luân phiên liên tục (dysdiochokinesia). Tổn thương thùy sau gây thất điều chi cùng bên. Tổn thương thùy nhung nút (flocculonodular lobe) gây thất điều trục thân (mất thăng bằng, đi khó, hay chao đảo sang bên, có nystagmus) do thùy này có kết nối với nhân tiền đình (vestibular nuclei).

Ở trẻ em, u nguyên tủy bào (medulloblastoma) ở mái não thất IV có thể chèn ép vào thùy nhung nút, gây triệu chứng giống như tổn thương thùy này.

Giải phẫu đám rối cánh tay – Tổn thương thân nhất trên (liệt Erbs)

I. Giải phẫu sơ lược đám rối cánh tay:

“Thượng nguồn” của đám rối cánh tay là thần kinh gai (spinal nerve) thuộc thần kinh ngoại biên. Đúng như tên gọi, thần kinh gai thoát ra ở tủy gai, qua các lỗ gian đốt sống tương ứng bằng rễ trước/ rễ bụng/ rễ vận động (ventral root) và rễ sau/ rễ lưng/ rễ cảm giác (dorsal root). Sau đó, nó được chia thành nhánh trước (anterior rami) và nhánh sau (posterior rami).

Mỗi nhánh đều có cả sợi vận động của rễ trước và sợi cảm giác của rễ sau nên có thể chi phối cả vận động và cảm giác. Nhánh sau tương ứng vùng lưng, nhánh trước to hơn thì tương ứng vùng thân mình và tứ chi.

Một số nhánh trước đan chéo nhau tạo thành các đám rối. Đám rối cánh tay (brachial plexus) được tạo bởi nhánh trước của C5 – T1.

Từ trung tâm ra ngoại vi, đám rối cánh tay được chia thành rễ (root) – thân/ thân nhất (trunk) – ngành/ thân nhì (division) – bó (cord) – nhánh/ dây (branch).

Trong đó:

+ Rễ (root): Đám rối cánh tay có 5 rễ là 5 nhánh trước thần kinh gai cổ sau khi đã cho một số sợi chi phối các cơ vùng cổ. Các rễ này sau đó qua khe giữa cơ bậc thang trước và cơ bậc thang giữa để xuống đáy cổ.

+ Thân/ thân nhất (trunk): 5 rễ trên hợp lại thành 3 thân:

• Thân nhất trên: hợp rễ C5, C6.
• Thân nhất giữa: rễ C7.
• Thân nhất dưới: hợp rễ C8, T1.

+ Ngành/ thân nhì (division): mỗi thân tách đôi trong tam giác cổ sau, cho ngành trước (anterior) và ngành sau (posterior) => 3 thân cho 6 ngành.

+ Bó (cord): Ngay khi tới nách, 6 ngành này hợp lại tạo thành 3 bó, được đặt tên theo vị trí tương ứng với động mạch nách.

• Bó sau (posterior): tạo bởi 3 ngành sau của 3 thân, tương ứng C5 – T1.
• Bó ngoài (lateral): tạo bởi ngành trước của thân trên và thân giữa, tương ứng C5 – C7.
• Bó trong/ bó giữa (medial): tạo bởi ngành trước thân dưới, tương ứng C8, T1.

+ Nhánh/ dây (branch): quan trọng nhất là 5 nhánh:

• Thần kinh cơ bì (musculocutaneous nerve): ứng với C5 – C7. Về vận động, thần kinh chi phối cho cơ cánh tay trước. Về cảm giác, thần kinh chi phối cho cảm giác vùng ngoài vai, cẳng và cánh tay.
• Thần kinh nách (axillary nerve): ứng với C5 – T1. Về vận động, thần kinh chi phối cho cơ delta và cơ tròn bé. Về cảm giác, thần kinh chi phối cho cảm giác vùng vai, khớp vai.
• Thần kinh giữa (median nerve): ứng với C6 – T1. Về vận động, thần kinh chi phối cho cơ cẳng tay trước (giúp gấp và sấp), phần lớn cơ mô cái và 2 cơ giun ngoài ứng với ngón trỏ và ngón giữa. Về cảm giác, thần kinh chi phối cho 3,5 ngoài mặt gan tay.
• Thần kinh quay (radial nerve): ứng với C5 – T1. Chi phối vận động và cảm giác vùng cánh tay sau, cẳng tay sau.
• Thần kinh trụ (ulnar nerve): ứng với C8 – T1. Về vận động, thần kinh chi phối hầu hết cơ ở bàn tay (trừ các cơ thần kinh giữa chịu trách nhiệm). Về cảm giác, thần kinh chi phối 1,5 ngón trong mặt gan tay.

Sự tương ứng các nhánh với rễ thần kinh có thể được thấy rõ ở hình 4 (chú ý màu sắc).

 

II. Tổn thương thân nhất trên – Liệt Erbs:

Do dây thần kinh ngoại biên có thể có chức năng cảm giác, vận động và tự chủ nên hội chứng tổn thương dây thần kinh bao gồm rối loạn cảm giác, rối loạn vận động, rối loạn tự chủ (liên quan vận mạch – bài tiết – dinh dưỡng).

Việc xác định tổn thương thần kinh cần đi từ ngoại biên về trung ương (“thượng nguồn”), đánh giá triệu chứng thì xem xét ở ngoại biên (“hạ nguồn”).

Theo tên gọi, tổn thương thân nhất trên, hay còn gọi là liệt Erb – Duchenne (trong tiếng Anh ghi tắt tắt là Erb’s palsy) là tổn thương xảy ra ở thân nhất trên đám rối cánh tay, ứng với rễ C5, C6. Ở “hạ nguồn”, điều này dẫn đến giảm chức năng các thần kinh nách, cơ bì, quay (thần kinh giữa ít bị ảnh hưởng).

Nguyên nhân một tổn thương thần kinh có thể đến từ ngoại lực tác động trực tiếp hoặc sự căng giãn quá mức. Liệt Erb thường do nguyên nhân thứ 2, đặc biệt là do sinh khó (dystocia) khiến đầu đi ra mà vai còn kẹt lại.

Một số nguyên nhân khác không phụ thuộc lứa tuổi có thể kể đến như các chấn thương gây trật khớp vai, chấn thương nặng vùng đầu – vai hay gãy xương đòn. Sinh khó thường do các nguyên nhân:

+ Thai nhi quá lớn: có thể gặp ở các thai phụ đái tháo đường.

+ Ngôi thai không thuận.

+ Khung xương chậu hẹp.

+ Rối loạn co thắt tử cung.

Có thể suy ra các triệu chứng tương ứng:

Về vận động:

• Giảm chức năng thần kinh cơ bì: chi trên rơi thõng trong tư thế khép và xoay trong. Không thể gấp được cẳng tay vào cánh tay, không thể xoay cánh tay ra ngoài. Giảm phản xạ gân cơ nhị đầu.

• Giảm chức năng thần kinh nách: teo cơ delta => mỏm cùng vai nhô ra. Giảm phản xạ gân cơ delta.
• Giảm chức năng thần kinh quay: giảm chức năng cơ cánh tay quay => giảm phản xạ gân cơ cánh tay quay ở mỏm trâm quay.

Về cảm giác:

+ Mất cảm giác mặt ngoài/ sau ngoài dọc tay bị thương (vai – cánh – cẳng) theo chi phối cảm giác của thần kinh.

Về vận mạch – dinh dưỡng – bài tiết:

+ Không ghi nhận.

 

“Phobia” trong bệnh lý tại não – màng não

Trong các bệnh lý viêm não – viêm màng não, chúng ta không còn lạ với các triệu chứng “sợ” (- phobia), chẳng hạn như:

• Sợ ánh sáng (photophobia): bệnh nhân viêm màng não có thể có “tư thế cò súng” (đầu ngửa ra sau, cẳng gấp vào cánh, gối gấp vào bụng), quay mặt về bóng tối.

• Sợ nước (hydrophobia), sợ gió (aerophobia): là các triệu chứng đặc trưng (pathognomonic) trong bệnh dại, vốn được xem là một bệnh viêm não virus (encephalitic rabies), đặc biệt là triệu chứng sợ nước. Sự xuất hiện của triệu chứng này có thể khiến chúng ta nghĩ tới bệnh dại, ngay cả khi gần đây không ghi nhận bệnh nhân có yếu tố nguy cơ của dại => tiến hành tìm kiếm yếu tố nguy cơ từ nhiều tháng trước để củng cố chẩn đoán.

…

Triệu chứng “sợ A” được xác định là sự nhạy cảm bất thường (abnormal sensitivity) của người bệnh về sự xuất hiện của A. Cụ thể hơn, sự xuất hiện của A có thể gây (induce) hoặc tăng nặng (exacerbate) cơn đau của người bệnh. Rộng hơn, có khi đó chỉ là cảm giác lẩn tránh (avoid) khi tiếp xúc với A mà không biểu hiện cơn đau một cách rõ ràng (without overt pain). Một số trường hợp hydrophobia ở bệnh dại được ghi nhận xuất hiện cảm giác buồn nôn ngay khi nghĩ tới nước (chưa cần nhìn thấy hay tiếp xúc nước).

 

I. Sợ ánh sáng (photophobia):

Photophobia có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, có thể kể đến như các nguyên nhân tại mắt, ví dụ cơn glaucoma góc đóng cấp, viêm mống mắt thể mi, rách chân mống mắt, …, trong bệnh nhiễm thì gặp các nguyên nhân thần kinh, trong đó có viêm não, viêm màng não.

1/ Sinh lý bệnh:

Như trên định nghĩa, photophobia được liên hệ mật thiết tới cảm giác đau. Trung tâm của sự dẫn truyền cảm giác đau về não bộ ở photophobia chính là thần kinh sinh ba (trigeminal nerve), đặc biệt là nhánh ổ mắt (V1) và nhân của nó. Đường dẫn truyền hướng tâm có thể nhận tín hiệu từ mắt, ổ mắt hay màng cứng, đưa đến hạch sinh 3 (trigeminal ganglion) và nhân đuôi dây V (trigeminal nucleus caudalis), rồi được dẫn truyền lên đồi thị.

Điều này giúp ta hình dung các nguyên nhân của sợ ánh sáng đa phần đến từ mắt hoặc thần kinh trung ương.

Trong viêm màng não hay viêm não có dấu màng não, màng cứng (dura matter) là màng duy nhất trong 3 màng não có chi phối thần kinh, từ đó, các triệu chứng đau/ xuất hiện kháng lực được quy trách nhiệm cho màng này. Theo giải phẫu, màng cứng có “len lỏi” vào các “nếp gấp” của não, bao gồm “2 liềm” và “2 lều”. Hiểu nôm na, liềm là “nếp gấp” ngăn cách 2 bán cầu, lều là vùng ngăn cách tầng trên và tầng dưới.

• Liềm đại não (falx cerebri).
• Liềm tiểu não (falx cerebelli).
• Lều tiểu não (tentorium cerebelli).
• Lều tuyến yên: thực chất là hoành tuyến yên (diaphragma sellae), nằm phía trên giao thoa thị.

Người ta cho rằng, sự phân bố nhánh V1 ở vùng màng cứng phủ lên hoành tuyến yên là lí do cho chứng sợ ánh sáng ở các bệnh nhân này.

2/ Nguyên nhân thường gặp:

• Rối loạn thần kinh: thường gặp nhất là migraine. Theo International Headache Society, photophobia đã được xem là một tiêu chuẩn để chẩn đoán migraine (hình 4). 80% bệnh nhân migraine cảm thấy photophobia trong cơn. Ngoài ra, một số nguyên nhân nội sọ khác cũng có thể có photophobia, bao gồm xuất huyết dưới nhện, viêm màng não, u tuyến yên, …

• Sau tai nạn/ chấn thương: traumatic brain injury (TBI) có thể có tình trạng tăng nhạy với ánh sáng ở giai đoạn bán cấp ( 7 – 19 ngày sau chấn thương) và có khả năng không hồi phục được.
• Bệnh lý tại mắt: viêm mống mắt thể mi, teo võng mạc, …
• Một số bệnh lý khác: liệt trên nhân tiến triển (photophobia giúp phân biệt với tổn thương nền não như trong Parkinson), blepharospasm.

 

II. Sợ nước (hydrophobia) và sợ gió (aerophobia):

Cả 2 triệu chứng trên đều có liên quan đến sự co thắt quá mức (spasm) cơ hô hấp và sự mất đồng bộ trong phản xạ nuốt và hô hấp.

1/ Sợ nước:

Đây là một triệu chứng đặc trưng trong bệnh dại. Một giả thuyết cho rằng đây là một cơ chế tiến hóa của virus dại, nó “điều khiển” cơ thể kí chủ tránh nước để giúp nó đạt nồng độ cao, dễ dàng tăng sinh và lây lan trong tuyến nước bọt.

Cơ chế của sợ nước và sợ gió được giải thích dựa theo đặc tính hướng thần kinh (neurotropic) của virus dại. Ảnh hưởng của nó lên các neuron thân não là mấu chốt dẫn đến các triệu chứng này.

Nhân bó đơn độc (nucleus tractus solitarius) ở thân não chứa neuron chi phối phản xạ nuốt ở pha hầu và pha thực quản, đồng thời cũng ảnh hưởng đến hô hấp thông qua dây thần kinh hoành.

Tác động của virus dại lên nhân này gây co thắt các cơ vùng hầu họng hay cơ thắt thực quản dưới => bệnh nhân khó nuốt được nước, có thể nôn ra. Một số bệnh nhân nôn ngay khi nghĩ tới nước.

2/ Sợ gió:

Có nhiều giả thuyết liên quan đến triệu chứng này, trong đó một số tài liệu ghi nhận triệu chứng khó thở như bị bóp cổ (choking) xảy ra khi bệnh nhân tiếp xúc với gió (có thể được tạo ra khi người khám phe phẩy tờ giấy trước mặt bệnh nhân). Một lần nữa, sự kích ứng hô hấp (irritation) được cho là lí do cho điều này (bệnh nhân xem gió như một dị nguyên).

Sự co thắt xảy ra do virus dại tấn công vào các neuron chi phối hô hấp ở thân não và dorsal medullary reticular column.

Tóm lại, các triệu chứng “sợ” thường gợi ý vấn đề ở nociceptive (kích thích đau) hay sự co thắt cơ quá mức (không thực hiện được một số hoạt động thường ngày). Nó có thể là đặc trưng trong một bệnh nào đó (sợ nước, sợ gió trong bệnh dại), cũng có thể nằm trong nhiều bệnh lý khác nhau (sợ ánh sáng trong nhãn khoa hay thần kinh). Cần kết hợp với các dấu hiệu khác để đưa ra chẩn đoán phù hợp.

 

Nguồn tham khảo:

1/ Photophobia in neurologic disorders: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5606068/.

2/ Diagnosis, pathophysiology, and treatment of photophobia: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0039625715300072.

3/ Why does Rabies cause HYDROPHOBIA ? Mechanism Behind It: https://www.youtube.com/watch?v=fNfi_c0sQbI.

4/ Nerve fibers innervating the cranial and spinal meninges: morphology of nerve fiber terminals and their structural integration: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11301485

5/ Brain stem control of the phases of swallowing: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19399555

6/ Neuropsychiatric manifestations of rabies: https://www.slideshare.net/RishavSingh34/rabies-94330017

 

 

Ứng dụng lâm sàng giải phẫu

 

Tóm tắt các ứng dụng giải phẫu trên lâm sàng do bạn Mai Quốc Long – YG41 hệ thống lại từ 2 tập của cuốn “Bài giảng Giải phẫu học – Đại học Y Dược TPHCM”.

Ứng dụng lâm sàng giải phẫu

Glucose titration curve – SPLAY

[Tham khảo:

+ BRS Physiology – Linda S. Costanzo.

+ Sinh lý học y khoa tập 1 – ĐH Y dược TPHCM.

+ “An Update on SGLT2 Inhibitors for the Treatment of Diabetes Mellitus” – Daniel S Hsia, et: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6028052/.%5D

+ “Characterization of Renal Glucose Reabsorption in Response to Dapagliflozin in Healthy Subjects and Subjects With Type 2 Diabetes” – Ralph A. DeFronzo, et: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3781504/.

+ “SGLT2 inhibitors: New medicines for addressing unmet needs in type 2 diabetes” – Robert G Moses, et: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4221776/.%5D

 

I. Số phận glucose tại thận:

+ Glucose là một chất sinh năng lượng, vậy nên sau khi được lọc ở cầu thận thì glucose được chuyển qua ống gần và được tái hấp thu hoàn toàn tại đó.

+ Mức lọc của glucose phụ thuộc và nồng độ glucose trong máu. Ta biết rằng mức lọc cầu thận (GFR) luôn được giữ hằng định (vào khoảng 125 mL/ phút) nên nếu mức đường huyết là 80 mg/ dL thì mức lọc của glucose là 125. 80/100 = 100 mg/ phút.

Như vậy, glucose tại thận sẽ được xử lí bởi 3 quá trình: lọc (filter), tái hấp thu (reabsorb) và bài tiết (excrete) được thể hiện bằng 3 đẳng thức sau:

• Mức lọc = GFR. [Đường huyết]
• Mức bài tiết = [Lưu lượng nước tiểu]. [Đường niệu]
• Mức bài tiết = Mức lọc – Mức tái hấp thu

+ Bình thường, mức tái hấp thu tương ứng với mức lọc, tức lượng glucose lọc qua cầu thận sẽ được tái hấp thu hết, nhằm đảm bảo không có glucose thải ra nước tiểu (mức bài tiết = 0).

Chẳng hạn, một bệnh nhân đái tháo đường type 2 không kiểm soát có GFR = 120mL/ phút, nồng độ glucose huyết là 400mg/ dL, mức tái hấp thu glucose là 380 mg và lưu lượng nước tiểu là 4ml/ phút. Khi đó ta có mức lọc = 120. 400/100 = 480 (mg/ phút) => mức bài tiết = 480 – 380 = 100 (mg/ phút) => nồng độ glucose xuất hiện trong nước tiểu = 100/4 = 25 (mg/ mL) = 2500 (mg/ dL)

+ Ở mức độ phân tử, từ bờ lumen, glucose được tái hấp thu từ dịch ống vào tế bào biểu mô theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát bằng pump đồng vận chuyển với Na+ (chủ yếu là SGLT2). Sau khi vào tế bào, glucose sẽ được vận chuyển qua bờ màng đáy bên (basolateral membrane) ra dịch kẽ bằng cơ chế khuếch tán được thuận hóa (facillitated diffusion) nhờ protein mang GLUT2.

Source: https://www.researchgate.net/figure/Glucose-reabsorption-from-the-glomerular-filtrate-through-a-proximal-tubule-epithelial_fig2_24267825

 

II. Glucose titration curve – SPLAY ở người bình thường:

Source: BRS Physiology

+ Glucose titration curve là đường cong biểu diễn các mức lọc, tái hấp thu và bài tiết glucose phụ thuộc vào nồng độ glucose huyết tương. Ta ghi nhận những điều sau:

• Đường chéo xanh lá biểu diễn mức lọc glucose ở cầu thận, đây là một đường thẳng chứng tỏ mức lọc glucose ở cầu thận tỉ lệ thuận với nồng độ glucose huyết tương (mức lọc = GFR. [Đường huyết]).
• Mức tái hấp thu (đường đứt khúc màu xanh dương) lúc đầu đi cùng đường biểu diễn mức lọc, sau đó tách dần ra đến giá trị glucose huyết đạt ngưỡng Tm thì đi ngang.
• Mức bài tiết (đường đứt khúc màu xanh lá) lúc đầu trùng với trục hoành, sau khi đường biểu diễn mức tái hấp thu “tách khỏi” đường biểu diễn mức lọc thì bắt đầu đi lên. Sau khi giá trị glucose huyết đạt ngưỡng Tm thì đi dốc lên do mức tái hấp thu đã hằng định còn mức lọc vẫn tiếp tục tăng.

+ Ngưỡng thận hay nồng độ ngưỡng (threshold concentration) là giá trị glucose huyết mà tại đó, glucose bắt đầu xuất hiện trong nước tiểu (glucosuria), cũng là lúc đường biểu diễn mức tái hấp thu không còn đi cùng với đường biểu diễn mức lọc. Giá trị này thường vào khoảng 180 mg/ dL. Lúc này mức tái hấp thu, hay chính là sự vận chuyển của SGLT2, có giá trị 125/100. 180 = 225 (mg/ phút).

+ Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khi mức đường huyết cao hơn ngưỡng thận, thận vẫn có khả năng tái hấp thu, nhưng không hết, tức không phải glucose trên ngưỡng bao nhiêu thì sẽ được bài xuất ra bấy nhiêu (lúc này đường biểu diễn mức tái hấp thu còn đi lên nhưng không còn dốc giống đường biểu diễn mức lọc). Đến khi glucose huyết tương đạt Tm (khoảng 300 mg/ dL) thì mức tái hấp thu đã hằng định, glucose trên ngưỡng bao nhiêu sẽ bị thải ra hết. Về mặt phân tử và giải phẫu, điều này có thể được hiểu là sự bão hòa của các kênh SGLT2 khi glucose huyết tương đạt Tm.

Quay lại hình, trên glucose titration curve có một vùng màu xanh lá được gọi là SPLAY (khoảng chuyển), chính là vùng chuyển tiếp từ ngưỡng thận sang Tm. Điều này được lý giải là do sự khác nhau về ngưỡng thận ở các nephron khác nhau, thường dao động từ 180 mg/ dL đến 200 mg/ dL. Một số nephron đạt tới ngưỡng thận của nó (không tái hấp thu được nữa) nhưng một số nephron khác vẫn chưa đạt tới ngưỡng thận, kênh SGLT2 của chúng vẫn có thể tiếp tục tái hấp thu. Tm là giá trị glucose huyết mà tại đó, mọi kênh SGLT2 đều đã đạt đến ngưỡng thận của nó (maximum transport). Lúc này mức tái hấp thu vào khoảng 125/100. 300 = 375 (mg/ phút).

 

III. Ứng dụng lâm sàng:

Với những gì đã trình bày, về cấp độ phân tử, sự tái hấp thu glucose phụ thuộc vào chất lượng và số lượng của các protein vận chuyển sau đây ở tế bào biểu mô ống lượn gần:

• SGLT2 (Na+/ glucose symporter).
• GLUT2.
• Na+/ K+ – ATPase.

Liên hệ lâm sàng, ta có:

1/ Ở bệnh nhân đái tháo đường type 2 không kiểm soát tốt, Tm tăng do tăng biểu hiện SGLT2 ở ống lượn gần. SGLT2 khi đó “vô tình” làm trầm trọng thêm vấn đề, khi sự tăng tái hấp thu glucose do Tm tăng càng làm đường huyết ngày càng cao, bất chấp vẫn đang được thải qua nước tiểu. Nhóm thuốc SGLT2 inhibitor (như Dapagliflozin, Canagliflozin) ức chế SGLT2 => giảm Tm => ít glucose được tái hấp thu => hạ đường huyết.

Hiệu quả sử dụng Dapagliflozin trong việc giảm Tm ở người bình thường và bệnh nhân đái tháo đường type 2. Source: PubMed

Ưu điểm của ức chế SGLT2 so với SGLT1 chính là nhờ tính đặc hiệu của SGLT2 trên tế bào biểu mô ống gần. SGLT1 tập trung nhiều hơn ở ruột, đảm nhận việc tái hấp thu glucose ở ruột non, trong khi nó chỉ đóng 10% vai trò tái hấp thu glucose ở ống lượn gần. Thuốc ức chế SGLT2 đặc hiệu vừa tăng hiệu quả (SGLT2 đóng vai trò đến 90% việc tái hấp thu glucose ở ống lượn gần) vừa giảm thiểu các tác dụng phụ trên hệ tiêu hóa.

 

2/ Bệnh ống lượn gần mang tính chất di truyền biểu hiện ngưỡng thận thấp nhưng Tm bình thường => SPLAY tăng lên. Điều này được cho là do sự giảm ái lực của SGLT2 với glucose nhưng khả năng vận chuyển tối đa (maximum transport) của các kênh này vẫn bình thường. Ở các bệnh nhân này, glucose xuất hiện trong nước tiểu ứng với nồng độ glucose huyết thấp hơn người bình thường.

 

3/ Hội chứng Falconi (xem lại tại https://nguyenhuythekopites.wordpress.com/2019/01/28/khi-mau-dong-mach-p3-phan-tich-roi-loan-toan-kiem/) có sự giảm số lượng SGLT2 (giảm Tm) nhưng ngưỡng thận bình thường. Do vậy, khi nồng độ glucose huyết vượt quá ngưỡng thận, lượng glucose bài xuất ra nước tiểu nhiều hơn bình thường.

 

4/ Các bệnh lý thận làm hủy hoại Na+ / K+ – ATPase cũng làm giảm tác động của SGLT2 (do cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát) => giảm tái hấp thu glucose => glucosuria.

Case lâm sàng khí máu động mạch (P2)

[Tham khảo:

+ “BRS Physiology” – Linda S. Costanzo.

+ “Đọc khí máu động mạch” – BS. Dương Tấn Khánh.

+ “Một vài ví dụ khí máu động mạch” – BS. Nguyễn Thành Tâm.

+ “Six steps to acid – base analysis: clinical applications” – Melvin L. Morganroth.

+ “Acid – Base, Fluid and Electrolytes Made Ridiculously Simple”, 3rd edition- Richard A. Preston.

+ “Lactate trong ICU” – TS. Đỗ Ngọc Sơn :https://www.slideshare.net/ssusere03103/lactate-trong-icu%5D

 

7/ Bệnh nhân nam 48 tuổi được người nhà đưa đến cấp cứu do bệnh nhân nói chuyện có vẻ lẫn lộn, hành vi không giống thường ngày. Khám lâm sàng ghi nhận bệnh nhân tỉnh, mặt đỏ, đổ nhiều mồ hôi, nói chuyện hơi lẫn lộn, mạch 90 lần/phút, huyết áp 106/65 mmHg, không sốt, nhịp thở 24 lần/phút, SpO2 98%. Tim đều, phổi trong, bụng mềm, cổ mềm, đồng tử bình thường, không dấu thần kinh khu trú. Tiền căn ghi nhận bệnh nhân thường uống aspirin để trị nhức đầu.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	PaO2	HCO3-	Salicylate máu
7,3	19,7	79,2	12	107 (mg/dL)

Kết quả điện giải đồ:

Na+	K+	Cl-	Glucose
142	3,7	100	98 (mg/dL)

Phân tích các kết quả trên. Nguyên nhân gây rối loạn toan kiềm được nghĩ đến nhiều nhất trên bệnh nhân này là gì? Lý giải các triệu chứng.

Phân tích:

• pH = 7,3 < 7,35 => toan máu.
• HCO3- = 12 < 22 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 12 + 8 (±) 2 = 26 ± 2 => có kiềm hô hấp đi kèm.
• AG = 142 – (100 + 12) = 30 => toan chuyển hóa tăng AG. Nồng độ salicylate máu cao (bình thường < 20 mg/dL) gợi ý salicylate là nguyên nhân tăng AG ở bệnh nhân này.
• DAG/ DHCO3- = (30 – 12)/ (24 – 12) = 1,5 => ít nghĩ đến rối loạn chuyển hóa “ẩn giấu”.

+ Lý giải triệu chứng:

Source: https://www.memorangapp.com/flashcards/133597/M+4PHA5+Non-narcotic+analgesic/

• Salicylate có khả năng kích thích trung tâm hô hấp => có kiềm hô hấp.
• 12 – 24h sau uống thuốc nếu không được điều trị sẽ xuất hiện toan chuyển hóa tăng AG.
• Sốt có khả năng xuất hiện do ngộ độc salicylate làm hủy các liên kết đôi trong chuỗi phosphoryl hóa – oxy hóa. Năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt.
• Vã mồ hôi thường là đáp ứng với sốt.

Kết luận: Toan chuyển hóa tăng AG có kiềm hô hấp đi kèm do ngộ độc salicylate.

 

8/ Một bệnh nhân 69 tuổi đột ngột ngưng tim ngưng thở sau phẫu thuật.

5 phút sau ngưng tim ngưng thở, bệnh nhân được làm xét nghiệm ABG và điện giải đồ.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	PaO2	HCO3-	Lactate máu
6,85	82	214	14	12 (mmol/L)

Kết quả điện giải đồ:

Na+	K+	Cl-
136	3,8	98

Phân tích các kết quả trên. Liệt kê các nguyên nhân gây ngưng tim ngưng thở hậu phẫu.

Phân tích:

• pH = 6,85 => toan máu.
• PaCO2 = 82 > 45 => toan hô hấp. Bệnh cảnh lâm sàng nghĩ nhiều đến toan hô hấp cấp.
• Nếu toan hô hấp cấp, HCO3- dự kiến = 24 + (82 – 40)/10 (±) 3 = 28,2 ± 3 >  14 => có toan chuyển hóa kèm theo.
• AG = 136 – (98 + 14) = 24, AG dự đoán = 69/4 + 4 = 21,25 => AG tăng. Lactate trong máu cao (> 5mmol/ L là dấu hiệu toan lactic nặng) gợi ý lactate là nguyên nhân tăng AG ở bệnh nhân này. Sự tăng này có thể là do tình trạng ngưng tim ngưng thở => thiếu oxy mô.
• Biện luận: Sự tăng quá cao PaCO2  (trên 80mmHg) trong thời gian ngắn là điều khó xảy ra. Điều này gợi ý PaCO2 cao (do giảm thông khí) xảy ra trước cả khi bệnh nhân ngưng tim ngưng thở và đó có thể là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ngưng tim ngưng thở ở bệnh nhân. Các nguyên nhân gây giảm thông khí trong giai đoạn hậu phẫu bao gồm chưa hồi phục hoàn toàn từ thuốc dãn cơ, tắc nghẽn đường thở do tư thế nằm ngửa ở bệnh nhân mê, phù phổi cấp…

Kết luận: Toan hô hấp cấp có toan chuyển hóa tăng AG đi kèm do acid lactic sau ngưng tim ngưng thở.

 

9/ Một bệnh nhân 19 tuổi bị đái tháo đường típ 1 nhập viện vì mệt. Vài ngày nay, bệnh nhân tự ngưng một số lần tiêm insulin, sau đó có triệu chứng khát và tiểu nhiều. Khám lâm sàng ghi nhận bệnh nhân không sốt, tim đều, phổi trong.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	PaO2	HCO3-
7,26	18	128	8,1

Kết quả điện giải đồ:

Na+	K+	Cl-	Glucose	BUN	Creatinin
136	4,8	101	19 (mmol/ L)	24 (mg/ dL)	0,9 (mg/ dL)

Tổng phân tích nước tiểu ghi nhận glucose (+), cetone (4+).

Phân tích kết quả.

Phân tích: 

• pH = 7,26 => toan máu.
• HCO3- = 8,1 < 22 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 8,1 + 8 (±) 2 = 20,15 ± 2 => không có rối loạn hô hấp kèm theo.
• AG = 136 – (101 + 8,1) = 26,9 => toan chuyển hóa tăng AG. Dựa vào xét nghiệm đường huyết tăng cao (19 > 6,9) và cetone niệu (4+), nghĩ nhiều đến cetone là nguyên nhân tăng AG.
• Biện luận: BUN không quá cao, creatinin bình thường => ít nghĩ đến suy thận. Sự tích tụ acid nhiều khả năng do cetone tăng trong máu. Kết quả DAG/ DHCO3- = (26,9 – 12)/ (24 – 8,1) = 1 càng củng cố nhận định này.

Kết luận: Toan chuyển hóa tăng AG do cetone ở bệnh nhân đái tháo đường type 1 không kiểm soát tốt.

 

10/ Bệnh nhân nữ 6 tuổi nhập viện sau một tuần tiêu chảy nặng. Khám lâm sàng bệnh nhân tỉnh, rất đừ, dấu mất nước rõ, huyết áp tư thế nằm 100/60 mmHg, tư thế ngồi 70/40 mmHg.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	PaO2	HCO3-
7,11	16	90	4,9

Kết quả điện giải đồ máu:

Na+	K+	Cl-	BUN	Creatinin
137	2,5	118	65 (mg/ dL)	3,1 (mg/ dL)

Kết quả điện giải đồ niệu:

Na+	K+	Cl-
45	15	100

Phân tích các kết quả trên. Tình trạng rối loạn toan – kiềm ở bệnh nhân được nghĩ nhiều do nguyên nhân gì?

Phân tích:

• pH = 7,11 => toan máu.
• HCO3- = 4,9 < 22 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 4,9 + 8 (±) 2 = 15,35 ± 2 => không có rối loạn hô hấp đi kèm.
• AG = 137 – (118 + 4,9) = 14,1 => toan chuyển hóa không tăng AG.
• Biện luận: BUN cao (> 20 mg/ dL), creatinin cao (> 1,1 mg/ dL) => gợi ý suy thận. Huyết áp thấp => giảm máu tới các mô => có thể tăng lactate. Toan chuyển hóa không tăng AG ở bệnh nhân này có thể do mất HCO3- qua tiêu chảy, do tích tụ acid sau suy thận hay do tăng lactate máu.
• AG niệu = 45 + 15 – 100 = -40 < -20 => toan hóa ống thận xa hoặc tiêu chảy. Đối chiếu bệnh cảnh lâm sàng, nghĩ nhiều đến nguyên nhân tiêu chảy.

Kết luận: Toan chuyển hóa không tăng AG do mất HCO3- qua tiêu chảy.

 

11/ Bệnh nhân nam 45 tuổi nhập viện đau ngực cấp tính kiểu màng phổi, sau đó ho ra máu. Bệnh nhân có tiền căn viêm mạch máu đang điều trị bằng prednisone 30 mg/ngày. Khám lâm sàng ghi nhận mạch 110 lầ/phút, nhịp thở 25 lần/phút, có tiếng cọ màng phổi. Về sau bệnh nhân được chẩn đoán xác định là thuyên tắc phổi.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	PaO2	HCO3-
7,51	27	72	21

Phân tích các kết quả trên.

Phân tích:

• pH = 7,51 > 7,45 => kiềm máu.
• PaCO2 = 27 < 35 => kiềm hô hấp.
• Nếu kiềm hô hấp cấp, HCO3- dự kiến = 24 – 2. (40 – 27)/10 (±) 3 = 21,4 ± 3 => xác nhận đây là tình trạng kiềm hô hấp cấp.

Kết luận: Kiềm hô hấp cấp nghi do thở nhanh sau cơn đau ngực.

 

12/ Bệnh nhân nam 28 tuổi nhập viện vì cơn đau quặn thận. Trước đây bệnh nhân chưa từng dùng thuốc lợi tiểu quai.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	HCO3-
7,48	42	31

Kết quả điện giải đồ máu:

Na+	K+	Cl-	Ca2+
137	3	103	4,6

Phân tích nước tiểu sau 24 giờ:

Cl-	Ca2+
325 (mmol)	427 (mmol)

• Hội chứng gì được nghĩ đến ở bệnh nhân này?
• Giá trị Cl- và Ca2+ trong phân tích nước tiểu sau 24 giờ là gì?
• Tại sao phải loại trừ tiền sử dùng lợi tiểu quai?

Phân tích:

• pH = 7,48 => kiềm máu nhẹ.
• HCO3- = 31 > 26 => kiềm chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 40 + 0,7. [31 – 24] (±) 5 = 44,9 ± 5 => không có rối loạn hô hấp đi kèm.
• Cl- niệu sau 24 giờ tăng cao (bình thường 110 – 250), có thể đánh giá Cl- niệu 1 thời điểm (cao khi lớn hơn 20 mEq/ L) => theo dõi hội chứng Bartter hoặc Gitelman. Ca2+ niệu sau 24 giờ cũng tăng cao (bình thường 100 – 300) => nghĩ nhiều đến hội chứng Bartter. 
• Đặc điểm về điện giải và toan kiềm của hội chứng Bartter giống với khi sử dụng lợi tiểu quai => cần loại trừ tiền sử dùng lợi tiểu quai.

Kết luận: Kiềm chuyển hóa do hội chứng Bartter.

 

13/ Bệnh nhân nữ 45 tuổi bị tiêu chảy nặng trong đợt du lịch phải nhập viện.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	HCO3-
7,25	24	10

Xét nghiệm máu tĩnh mạch ghi nhận giảm K+ máu và AG bình thường.

• Phân tích rối loạn toan kiềm ở bệnh nhân này.
• Liệt kê các nguyên nhân thường gặp gây tăng/ giảm K+ máu.
• Vì sao K+ máu giảm ở bệnh nhân này?

Phân tích:

• pH = 7,25 < 7,35 => toan máu.
• HCO3- = 10 < 22 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 10 + 8 (±) 2 = 23 ± 2 => không có rối loạn hô hấp đi kèm.

Kết luận: toan chuyển hóa không tăng AG do mất HCO3- qua tiêu chảy.

+ Các nguyên nhân tăng K+ máu bao gồm thiếu hụt insulin, đối vận beta adrenergic, toan hóa, … Ngược lại có thể gây hạ K+ máu.

Source: BRS Physiology

+ Bệnh nhân này bị toan máu. Như trên, dự đoán xuất hiện tăng K+ máu. Tuy vậy, thực tế bệnh nhân này giảm K+ máu. Sự mất dịch ngoại bào (do tiêu chảy) là yếu tố kích thích tiết aldosterone từ lớp cầu vỏ thượng thận. Hormone này sau đó sẽ tăng bài tiết K+, qua đó K+ máu giảm.

Case lâm sàng khí máu động mạch (P1)

[Tham khảo:

+ “Đọc khí máu động mạch” – BS. Dương Tấn Khánh.

+ “Một vài ví dụ khí máu động mạch” – BS. Nguyễn Thành Tâm.

+ “Six steps to acid – base analysis: clinical applications” – Melvin L. Morganroth.

+ “Acid – Base, Fluid and Electrolytes Made Ridiculously Simple”, 3rd edition- Richard A. Preston.

+ “Dấu Chvostek trong hạ Calci máu: https://docsachysinh.com/2013/03/15/dau-chvostek-trong-ha-calci-mau/%5D

 

I. Tổng quan:

Ôn lại trình tự đọc một kết quả khí máu động mạch:

1/ Bệnh nhân nhiễm toan hay kiềm máu? (pH> 7,45 => kiềm máu, pH< 7,35 => toan máu). Nếu bình thường thì không cần xét tiếp các câu sau.

2/ Rối loạn toan kiềm này NGUYÊN PHÁT là rối loạn hô hấp hay chuyển hóa? (kiềm hô hấp/ kiềm chuyển hóa/ toan hô hấp/ toan chuyển hóa?) Lưu ý rằng sẽ có một thông số (PaCO2 hoặc HCO3-) giải thích được tình trạng toan/ kiềm đã được xác định ở câu 1, thông số còn lại liên quan đến cơ chế bù trừ.

3/ Tình trạng bù trừ có hợp lí hay không? Nếu không thì bệnh nhân đang có một rối loạn khác đi kèm. Hô hấp sẽ được bù trừ bằng chuyển hóa và ngược lại (ví dụ nếu bệnh nhân bị toan chuyển hóa thì hô hấp sẽ bù trừ bằng cách “kiềm” đi, tức giảm pCO2), trong đó việc hô hấp bù trừ cho chuyển hóa diễn ra nhanh (bằng cách tăng/ giảm thông khí) trong khi việc chuyển hóa bù trừ cho hô hấp diễn ra chậm hơn (liên quan cơ chế giữ/ thải HCO3- ở thận) -> rối loạn đi kèm (nếu có) là gì?

4/ Chẩn đoán (chẳng hạn toan hô hấp kèm kiềm chuyển hóa)? Dựa vào lâm sàng thì nghĩ tới nguyên nhân gì?

Hô hấp:

• Nếu rối loạn nguyên phát là rối loạn hô hấp thì đây là tình trạng cấp hay mạn: xác định dựa vào tương quan độ chênh pH với độ chênh PaCO2 hoặc tính bù của HCO3-.
• Nếu có thể, xác định bệnh nhân có suy hô hấp type mấy: Dựa vào PaO2, PaCO2 và A – a gradient.

Chuyển hóa:

• Nếu toan chuyển hóa thì có tăng Anion Gap (AG) không: AG lớn hơn 12 gợi ý có tăng AG.
• Nếu xác định rối loạn chuyển hóa tăng AG, tìm xem có rối loạn chuyển hóa nào ẨN GIẤU hay không (tức xuất hiện trước cả toan chuyển hóa tăng AG): dựa vào độ chênh HCO3- và độ chênh AG.

 

II. Một số case khí máu động mạch (ABG):

Lưu ý mặc định đơn vị của các ion là mEq/L.

1/ Kết quả ABG (bệnh nhân thở khí phòng):

pH = 7, 31; PaCO2 = 10mmHg; HCO3- = 5; Na+ = 123; Cl- = 99.

Phân tích: 

• pH = 7,31 < 7,35 => toan máu.
• HCO3- = 5 < 22 giải thích cho tình trạng nhiễm toan, trong khi PaCO2 = 10mmHg < 35mmHg thì không giải thích được => rối loạn nguyên phát là nhiễm toan chuyển hóa.
• Kiểm tra tình trạng bù trừ. PaCO2 dự kiến = 1,5. 5 + 8 (±) 2 = 15,5 ± 2. Giá trị PaCO2 đo được thấp hơn => có kiềm hô hấp đi kèm.
• Xác định có nhiễm toan chuyển hóa, tính AG = 123 – (99+5) =19 => toan chuyển hóa có tăng AG.
• Kiểm tra rối loạn ẩn giấu. DAG = 19 – 12 = 7, DHCO3- = 24 -5 = 19 => HCO3- giảm nhiều so với sự tăng DAG => có toan chuyển hóa không tăng AG ẩn giấu.

Kết luận: nhiễm toan hô hấp tăng AG có nhiễm kiềm hô hấp đi kèm trên nền tảng một nhiễm toan chuyển hóa không tăng AG.

 

2/ Kết quả ABG (bệnh nhân thở khí phòng):

pH = 7,07; PaCO2 = 28mmHg; HCO3- = 8; Na+ = 125, Cl- = 100; K+ = 2,5.

Phân tích:

• pH = 7,07 < 7,35 => toan máu.
• HCO3- = 8 < 22 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 8 +8 (±) 2 = 20 ± 2 => có toan hô hấp kèm theo.
• AG = 125 – (100 + 8) = 17 => toan chuyển hóa có tăng AG.
• DAG = 17 – 12 = 5, DHCO3- = 24 – 8 = 16 => có kiềm chuyển hóa “ẩn giấu” (HCO3- giảm nhiều so với độ tăng DAG).

Kết luận: toan chuyển hóa có tăng AG có toan hô hấp đi kèm trên nền tảng kiềm chuyển hóa.

Tình trạng toan hô hấp ở bệnh nhân này có thể do liệt cơ hô hấp xảy ra sau hạ K máu.

 

3/ Bệnh nhân nam 40 tuổi thở nhanh, nông.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	HCO3-
7,28	26	12

Kết quả điện giải đồ:

Na+	K+	Cl-
142	3,6	100

Cần khai thác thêm gì để có thể nhận định nguyên nhân gây rối loạn toan – kiềm ở bệnh nhân này?

Phân tích:

• pH = 7,28 => toan máu.
• HCO3- = 12 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 12 + 8 (±) 2 = 26 ± 2 => không có rối loạn hô hấp đi kèm.
• AG = 142 – (100 + 12) = 30 => toan chuyển hóa tăng AG (bất kể pH bình thường).
• DAG = 30 – 12 = 18, DHCO3- = 24 – 12 = 12 => DAG/ DHCO3- = 1,5 => nghĩ nhiều đến nhiễm toan lactic.

Một số yếu tố gây toan chuyển hóa tăng AG phân biệt và loại trừ thông qua khai thác bệnh:

• Tiền sử đái tháo đường (toan ceton do đái tháo đường).
• Tiền sử nghiện rượu (toan ceton do rượu, ngộ độc methanol, ngộ độc ethylene glycol).
• Tiền sử dùng aspirin (ngộ độc salicylate).
•  Suy thận tiến triển (tăng urea máu).
• Thiếu oxy mô (toan lactic).

Một số xét nghiệm cần làm thêm:

• Xét nghiệm ceton máu hoặc ceton niệu. Tìm ceton trong nước tiểu nhạy hơn.
• Tìm tinh thể calcium oxalate trong nước tiểu (gợi ý ngộ độc ethylene glycol).
• Nồng độ creatinine (đánh giá suy thận).
• Khoảng trống osmol (tăng trong ngộ độc ethylene glycol hay methanol, cũng có thể tăng trong nhiễm toan ceton).

 

4/ Bệnh nhân nữ 17 tuổi được người yêu đưa vào viện trong tình trạng co quắp chân tay. Cách đây vài tiếng 2 người có cãi nhau to, sau đó cô gái khóc rất nhiều và tay chân co quắp.

Thăm khám: Trosseau (+), Chvostek (+). Chẩn đoán tại phòng cấp cứu: Hạ calcium máu.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	HCO3-
7,5	30	25

Kết quả điện giải đồ:

	Giá trị định lượng được	Giá trị bình thường
Na+	138	135 – 145
K+	3,9	3,5 – 5
Cl-	98	97 – 111
Ca2+ toàn phần	2,3	2 – 2,7

• Hai nghiệm pháp lâm sàng dương tính trên liên quan gì đến chẩn đoán hạ calcium máu?
• Xác định tình trạng rối loạn toan – kiềm ở bệnh nhân này.
• Tình trạng rối loạn này có liên quan gì đến hạ calcium máu? Ca2+ toàn phần của bệnh nhân vẫn bình thường, có gì vô lý không?
• Một số trường hợp khác cũng gây tình trạng rối loạn như ở bệnh nhân này?

Phân tích:

+ Nghiệm pháp Trosseau: Sau khi bơm băng đo huyết áp tới mức huyết áp máu. tâm thu và giữ áp suất đó trong vòng 3 phút, hiện tượng co cơ sẽ xảy ra – bao gồm gấp cổ tay và các khớp bàn-ngón, duỗi ngón tay quá mức và gấp ngón cái vào lòng bàn tay. Thường gặp trong hạ Ca2+ máu, hội chứng tăng thông khí hay hạ Mg máu.

+ Dấu Chvostek: Người khám dùng búa gõ vào má bệnh nhân ở vị trí trước tai và vừa dưới xương gò má. Mục đích của động tác này là để kích thích thần kinh mặt, gây co các cơ mặt cùng bên. Dấu dương tính khi cơ co như hình minh họa. Về mặt ý nghĩa, dấu Chvostek gợi ý tình trạng tetany tiềm ẩn và tăng kích thích thần kinh cơ (neuromuscular excitability).

Bệnh nhân xuất hiện cả 2 dấu này => nghĩ nhiều đến hạ Ca2+ máu.

+ Phân tích rối loạn toan – kiềm:

• pH = 7,5 > 7,45 => kiềm máu.
• PaCO2 = 30 < 35 => kiềm hô hấp (HCO3- = 25 < 26 không giải thích được tình trạng kiềm máu).
• HCO3- = 25 vẫn trong khoảng bình thường (22 – 26) nên ít nghĩ đến kiềm hô hấp mạn (khi đó HCO3- thường phải bù trừ đến mức thấp hơn 22). Kiểm tra lại, nếu đây là kiềm hô hấp cấp tính thì HCO3- dự tính = 24 – 2(40 – 30)/10 (±) 3 = 22 ± 3 (hợp lí) => kiềm hô hấp cấp.

Diễn tiến bệnh phù hợp với nhận định trên. Khóc và giận có thể được xem là dạng thở nhanh -> tăng thông khí -> kiềm hô hấp.

+ Sự thay đổi pH là một nguyên nhân gây thay đổi sự gắn của Ca2+ với protein mang. Ta biết rằng Ca2+ tồn tại trong máu ở 2 dạng: tự do (có hoạt tính) và gắn với protein (không hoạt tính) mà protein quan trọng nhất là albumin.

Protein albumin có chứa các amino acid có tính acid như glutamate và aspartate. Nhóm carboxyl của các amino acid này có 2 dạng tồn tại là COO- và COOH tùy vào pH môi trường. Khi pH môi trường quá cao, ít H+ có trong môi trường => các amino acid này tăng phân ly thêm H+ => tăng dạng COO- ở nhóm carboxyl => albumin càng tích điện âm => albumin càng dễ gắn cation.

=> Sự tăng pH (kiềm máu) làm tăng gắn Ca2+ vào protein => giảm Ca2+ tự do => triệu chứng của hạ Ca2+ máu.

Xét nghiệm Ca2+ toàn phần tính cả dạng tự do và dạng gắn với protein nên kết quả vẫn bình thường (không phản ánh được sự giảm Ca2+ tự do).

+ Ở phòng cấp cứu, các trường hợp thở nhanh như ở bệnh nhân này (do giận, lo lắng, khóc nhiều,…) được chẩn đoán là rối loạn thần kinh thực vật (hysteria). Có thể cho bệnh nhân thở vào một túi nilon kín rồi hít lại khí trong túi nilon đó => hít lại CO2 của bản thân => cải thiện tình trạng kiềm hô hấp.

 

5/ Bệnh nhân nam 50 tuổi nhập viện trong tình trạng thở nhanh, nhịp tim nhanh và huyết áp 90/60. Người nhà bệnh nhân cho biết bệnh nhân nghiện rượu lâu năm.

Kết quả ABG:

pH	PaCO2	HCO3-
7,28	26	12

Kết quả điện giải đồ:

Na+	K+	Cl-	HCO3-	Glucose	BUN
142	3,6	100	12	180	28

Phân tích nước tiểu có các tinh thể calcium oxalate. Áp lực thẩm thấu đo được là 360 mOsm/L.

Phân tích các kết quả trên. Rối loạn toan – kiềm ở bệnh nhân này được nghĩ đến nhiều nhất do nguyên nhân gì?

Phân tích:

• pH = 7,28 => toan máu.
• HCO3- = 12 < 22 => toan chuyển hóa.
• PaCO2 dự kiến = 1,5. 12 + 8 (±) 2 = 26 ± 2 => không có rối loạn hô hấp đi kèm.
• AG = 142 – (100 + 12) = 20 => toan chuyển hóa tăng AG.
• Khoảng trống áp lực thẩm thấu tính được = 2. 142 + 180/18 + 28/2,8 = 304 (mOsm/L)
• OG = 360 – 304 = 56 (mOsm/L)

Sự tăng AG kết hợp với tăng OG thường gặp trong ngộ độc ethylene glycol, methanol hoặc ít hơn là toan ceton. Tinh thể calcium oxalate trong nước tiểu gợi ý nhiều đến ngộ độc ethylene glycol do nghiện rượu.

Source: EBM Consult.

 

6/ Một bệnh nhân nam 69 tuổi nhập viện vì đau ngực tăng lên sau ho, khạc đàm mủ, khó thở nhiều, ngủ gà. Thăm khám lâm sàng ghi nhận rung thanh tăng, gõ đục 2 phế trường, ran nổ và ran ẩm đáy phổi. Bệnh nhân có tiền căn bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính do thuốc lá, đang điều trị thông khí không xâm lấn tại nhà.

Kết quả ABG khí phòng:

pH	PaCO2	PaO2	HCO3-	SpO2
7,23	79	26	34	73%

Phân tích kết quả trên.

Phân tích:

• pH = 7,23 < 7,35 => toan máu.
• PaCO2 = 79 > 45 => toan hô hấp.

Nếu toan hô hấp cấp, HCO3- dự kiến = 24 + (79 – 40)/10 (±) 3 = 27,9 ± 3. Nếu toan hô hấp mạn, HCO3- dự kiến = 24 + 4. (79 – 40)/10 (±) 3 = 39,6 ± 3. Giá trị HCO3- định lượng được nằm giữa 2 giá trị trên. Như vậy có 3 khả năng xảy ra:

+ Toan chuyển hóa xuất hiện trên một toan hô hấp mạn.

+ Toan hô hấp cấp xuất hiện trên một toan hô hấp mạn.

+ Toan hô hấp cấp đi kèm kiềm chuyển hóa.

Ta sẽ biện luận dựa trên bệnh cảnh lâm sàng.

Bệnh nhân đang có COPD => có toan hô hấp mạn => ít nghĩ đến khả năng thứ ba.

• Khả năng toan chuyển hóa cần theo dõi do nhiễm axit lactic máu có thể xảy ra từ sự giảm oxy máu nặng (SpO2 thấp).
• Khả năng toan hô hấp cấp trên nền mạn cũng có thể có. Nhiều khả năng lần nhập viện này là do bệnh nhân vào đợt cấp COPD do viêm phổi, được gợi ý từ dấu hiệu của tình trạng nhiễm trùng (rối loạn tri giác – ngủ gà), ho khạc đàm mủ, đau ngực kiểu màng phổi hay hội chứng đông đặc khi thăm khám.
• Đợt suy hô hấp này có PaO2 giảm (39 < 80) và PaCO2 tăng (79 > 45) => suy hô hấp type 2 hoặc hỗn hợp. Tính A – a gradient = 150 – 1,25. PaCO2 – PaO2 = 27 (mmHg). Mặt khác, A – a gradient dự đoán = tuổi/4 + 4 = 21. Sự tăng A – a gradient này gợi ý suy hô hấp ở bệnh nhân này thuộc type 3, tức có giảm thông khí phế nang kèm rối loạn trao đổi khí tại phổi (nghĩ nhiều do viêm phổi).

Kết luận: Toan hô hấp cấp nghi do viêm phổi trên nền toan hô hấp mạn do bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính.

Khí máu động mạch (P3): Phân tích rối loạn toan kiềm

[Tham khảo:

+ “Đọc khí máu động mạch”- BS Dương Tấn Khánh.

+ “Khí máu động mạch”- ThS BS Bùi Xuân Phúc: https://www.slideshare.net/PhoToRapPhieu/buoi-1-khi-mau-dm

+ “Acid – Base, Fluid and Electrolytes Made Ridiculously Simple”, 3rd edition- Richard A. Preston

+Serie “Renal Tubular Acidosis” của David Li]

 

I. Các cơ chế duy trì pH cơ thể:

• Hô hấp: thông qua CO2 (bù trừ nhanh).
• Thận: thông qua HCO3- (bù trừ chậm hơn nhưng mạnh).
• Hệ đệm (buffer system): Hb, bicarbonate, … (không khảo sát vì không nhiều ứng dụng trong đọc khí máu)

Phương trình thể hiện sự bù trừ acid-base:

Nguyên lí Le Chartelier, nếu CO2 giảm thì phương trình sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, tức giảm HCO3- => giảm H+ => pH tăng và ngược lại. Đây chính là cơ sở bù trừ trong cơ thể (thông qua phổi và thận) đáp ứng với pH lệch khỏi giá trị bình thường.

 

II. Thứ tự đọc một kết quả khí máu động mạch:

Lần lượt trả lời các câu hỏi sau:

1/ Bệnh nhân nhiễm toan hay kiềm máu? (pH> 7,45 => kiềm máu, pH< 7,35 => toan máu).

2/ Rối loạn toan kiềm này NGUYÊN PHÁT là rối loạn hô hấp hay chuyển hóa? (kiềm hô hấp/ kiềm chuyển hóa/ toan hô hấp/ toan chuyển hóa?) Lưu ý rằng sẽ có một thông số (PaCO2 hoặc HCO3-) giải thích được tình trạng toan/ kiềm đã được xác định ở câu 1, thông số còn lại liên quan đến cơ chế bù trừ.

3/ Tình trạng bù trừ có hợp lí hay không? Nếu không thì bệnh nhân đang có một rối loạn khác đi kèm. Hô hấp sẽ được bù trừ bằng chuyển hóa và ngược lại (ví dụ nếu bệnh nhân bị toan chuyển hóa thì hô hấp sẽ bù trừ bằng cách “kiềm” đi, tức giảm pCO2), trong đó việc hô hấp bù trừ cho chuyển hóa diễn ra nhanh (bằng cách tăng/ giảm thông khí) trong khi việc chuyển hóa bù trừ cho hô hấp diễn ra chậm hơn (liên quan cơ chế giữ/ thải HCO3- ở thận).

4/ Chẩn đoán (chẳng hạn toan hô hấp kèm kiềm chuyển hóa)? Dựa vào lâm sàng thì nghĩ tới nguyên nhân gì?

 

III. Lý thuyết về 4 loại rối loạn toan/ kiềm, hô hấp/ chuyển hóa:

Có thể nhớ nôm na rằng rối loạn hô hấp đơn thuần liên quan đến CO2, tức vấn đề nằm ở sự tăng/ giảm thông khí. Trong khi đó, rối loạn chuyển hóa đơn thuần liên quan đến HCO3-, tức vấn đề nằm ở chuyển hóa các chất trong cơ thể và/ hoặc sự đệm của thận.

1/ Nhiễm kiềm hô hấp:

Nhiễm kiềm hô hấp (pH> 7,45, pCO2 < 35 mmHg) là quá trình giảm trực tiếp CO2 máu, từ đó tăng pH máu. Nguyên nhân thường gặp là do tăng thông khí (hyperventilation), rối loạn thần kinh, các bệnh phổi (suy hô hấp, thuyên tắc phổi, …), thiếu O2 máu nên bù trừ bằng thông khí, …

 

2/ Nhiễm toan hô hấp:

Nhiễm toan hô hấp (pH <7,35, pCO2 > 45 mmHg) là quá trình tăng trực tiếp CO2 máu, từ đó giảm pH máu.

Nguyên nhân thường gặp:

• Giảm thông khí có nguồn gốc trung ương: bệnh lý của não; tủy, hội chứng ngưng thở khi ngủ (obstructive sleep apnea- OSA).
• Giảm thông khí có nguồn gốc ngoại biên: hội chứng Guillain Barré, nhược cơ hô hấp, gù vẹo cột sống, …
• Tắc nghẽn đường thở.
• Thông khí nhân tạo: cài đặt thông số không phù hợp, chiến lược bảo vệ phổi chấp nhận tăng CO2.

 

3/ Nhiễm kiềm chuyển hóa:

Nhiễm kiềm chuyển hóa (pH> 7,45, HCO3- > 26) là quá trình gây tăng trực tiếp nồng độ HCO3- huyết tương.

• Được sinh ra do mất H+ hoặc nhận lượng lớn HCO3-.
• Được duy trì nhờ sự giữ HCO3- bất thường của thận (thường do suy thận).

Nguyên nhân nhiễm kiềm chuyển hóa thường liên quan đến hạ K máu.

+ Hội chứng giảm thể tích dịch ngoại bào: Thận sẽ tăng giữ HCO3- khi có giảm thể tích dịch ngoại bào (bằng tái hấp thu chung với Na+ ở ống lượng gần), kể cả khi HCO3- huyết tương cao. Một số trường hợp cụ thể thường gặp:

• Nôn mửa.
• Hút dịch vị: mất HCl gây tăng trực tiếp HCO3- huyết tương vì mất một ion H+ tương đương thêm một ion HCO3-.
• Tiêu chảy mạn.
• Ngộ độc thuốc nhuận tràng.

+ Hội chứng thừa mineralcorticoid:

• Cường aldosterone (nguyên phát hoặc thứ phát sau các bệnh mạch máu thận, tăng huyết áp ác tính, …).
• Hội chứng Cushing.
• Tiết ACTH lạc chỗ.

+ Hội chứng Gitelman.

+ Hội chứng Bartter.

 

4/ Nhiễm toan chuyển hóa:

Nhiễm toan chuyển hóa (pH< 7,35, HCO3- <22) là quá trình gây ra giảm trực tiếp nồng độ HCO3- huyết tương, được sinh ra từ nhận một lượng H+ hoặc mất HCO3-.

+ Nhận H+ từ:

• Tăng sản xuất H+ nội sinh: nhiễm toan ketone, nhiễm toan lactic, ngộ độc salycylate (aspirin). Sulfuric acid hay phosphoric acid có nguồn gốc từ chuyển hóa đạm, thể ketone (ketone body) như acetoacetic acid, beta-hydroxybutyric acid có nguồn gốc từ chuyển hóa lipid còn lactic acid có nguồn gốc từ chuyển hóa đường.
• Sản phẩm chuyển hóa các chất độc qua đường ăn uống như Methanol. Ethylene Glycol và Paraldehyde.
• Giảm sự bài xuất ion H+ của thận, như trong nhiễm toan urea và nhiễm toan ống thận xa type 1.

+ Mất HCO3- qua:

• Mất qua thận, như trong nhiễm toan ống thận gần type II.
• Mất qua tiêu hóa, như trong tiêu chảy.

Ta thường phân loại nhiễm toan chuyển hóa theo khoảng gap anion (AG).

Trước hết, AG là gì?

Khoảng gap anion chính là hiệu số giữa lượng anion không định lượng được và lượng cation không định lượng được. Ta biết trong cơ thể có sự cân bằng giữa các cation và anion. Cation trong cơ thể bao gồm 2 cation chính là Na+ và K+, ngoài ra còn có một số cation không định lượng được (protein mang điện tích dương, Ca2+, Mg2+, …). Anion trong cơ thể bao gồm 2 anion chính là Cl- và HCO3-, ngoài ra còn có một số anion không định lượng được (protein mang điện tích âm. Như vậy:

(Na+) + (K+) + Cation không định lượng = (Cl-) + (HCO3-) + Anion không định lượng.

Do đó, AG = Anion không định lượng – Cation không định lượng = (Na+) + (K+) – (Cl-) – (HCO3-). Để đơn giản, người ta thường lấy AG= (Na+)- (Cl-) – (HCO3-). Giá trị này ở người bình thường nằm trong khoảng 8-12 mmol/l.

• Nhiễm toan chuyển hóa có tăng AG:

Dựa trên công thức, ta dễ nghĩ ngay nguyên nhân làm tăng AG chính là do xuất hiện anion “lạ” làm tăng lượng anion không định lượng (lượng cation không định lượng rất hiếm khi giảm nên không xét ở đây). Nguyên nhân là do tăng sản xuất acid mới/ ngộ độc acid mới:

Chẳng hạn cơ thể bệnh nhân xuất hiện một acid mới (HA). Acid này sẽ được phân ly thành H+ và A-. Ion H+ kết hợp với HCO3- tạo H2O và CO2 và được đào thải ra ngoài => HCO3- giảm. Để đảm bảo cân bằng điện tích, ion A- sẽ đóng vai trò thay thế lượng HCO3- giảm đi, nhưng A- được xếp là 1 anion không định lượng được. Điều này có nghĩa ta đã thay thế 1 anion định lượng (HCO3-) được bởi 1 anion không định lượng được (A-) => AG tăng. Cơ chế này khác với cơ chế ở nhiễm toan chuyển hóa không có tăng AG (sẽ nói rõ hơn ở phần dưới).

Tăng sản xuất acid hữu cơ	Ngộ độc một chất có tính acid
Tăng lactic acid	Ngộ độc methanol
Nhiễm toan ketone đái tháo đường	Ngộ độc ethylene glycol

Lưu ý rằng AG tăng từ 30 trở lên gợi ý một nhiễm toan tăng AG dù pH có thể bình thường.

• Nhiễm toan chuyển hóa không tăng AG:

Nguyên nhân chỉ đơn thuần là do giảm HCO3-/ giảm bài tiết H+ qua thận (do tăng 1 H+ tương đương giảm 1 HCO3-):

Khi HCO3- giảm, để bù trừ, do không có ion A- như ở trường hợp trên, Cl- sẽ phải tăng lên nhằm đảm bảo lượng anion không đổi. Khi đó tổng (Cl-) + (HCO3-) không đổi nên theo công thức ở trên, AG bình thường. Thường gặp trong:

Giảm HCO3-	Giảm bài tiết H+ qua thận
Tiêu chảy	Suy thận
Toan hóa ống thận type 2	Toan hóa ống thận type 1
Acetazoamide (thuốc lợi tiểu)	Toan hóa ống thận type 4

Do tình trạng này đi kèm tăng Cl- (để bù trừ) nên người ta cũng gọi nhiễm toan chuyển hóa không tăng AG là nhiễm toan chuyển hóa tăng Cl-.

 

IV. Cách tính sự bù trừ hợp lí trong rối loạn toan kiềm:

Rối loạn	Bù trừ của cơ thể
Toan chuyển hóa	Công thức Winter: PaCO2 = 1,5. (HCO3-) + 8 (±) 2
Kiềm chuyển hóa	PaCO2 = 40 + 0,7. [(HCO3-) – 24] (±) 5
Toan hô hấp	Cấp tính: HCO3- = 24 + (PaCO2 – 40)/10 (±) 3 pH = 7,4 + 0,008. (PaCO2 – 40)
	Mạn tính: HCO3- = 24 + 4. (PaCO2 – 40)/10 (±) 3 pH = 7,4 + 0,003. (PaCO2 – 40)
Kiềm hô hấp	Cấp tính: HCO3- = 24 – 2. (40 – PaCO2)/10 (±) 3 pH = 7,4 – 0,008. (40 – PaCO2)
	Mạn tính: HCO3- = 24 – 5. (40 – PaCO2)/10 (±) 3 pH = 7,4 – 0,017. (40 – PaCO2)

 

V. Một số đẳng thức ước đoán có giá trị và biện luận một số trường hợp phối hợp:

1/ Quan hệ HCO3- và AG:

Dựa vào công thức tính AG, ta kỳ vọng rằng nếu AG tăng trong nhiễm toan chuyển hóa tăng AG thì HCO3- dự kiến sẽ giảm một khoảng tương đương.

Tuy vậy, mối quan hệ 1:1 này thường ít khi xảy ra. Ta nhớ lại toan chuyển hóa tăng AG là do xuất hiện anion “lạ” có nguồn gốc từ một acid HA (có nguồn gốc nội sinh hoặc ngoại sinh). Sự đệm H+ từ acid này, ngoài HCO3-, còn nhờ nhiều hệ đệm khác. Đó là lí do HCO3- thường giảm một lượng ít hơn sự tăng AG.

Nhiễm toan lactic và nhiễm toan ceton thường có thể dự đoán theo mối tương quan này. Lưu ý D viết tắt cho Delta (độ chênh).

• Nhiễm toan lactic:

DAG/ DHCO3- = 1,5

• Nhiễm toan ceton:

DAG/ DHCO3- = 1

(một số anion ceton làm tăng AG bị mất theo nước tiểu)

Hệ quả:

• HCO3- định lượng cao hơn nhiều so với giá trị dự đoán tương quan với AG tăng gợi ý sự có mặt nhiễm kiềm chuyển hóa “ẩn giấu”.
• HCO3- định lượng thấp hơn nhiều so với giá trị dự đoán tương quan với AG tăng gợi ý sự có mặt của nhiễm toan chuyển hóa không tăng AG “ẩn giấu”.

 

2/ Quan hệ giữa pH và PaCO2:

Theo các công thức bù trừ ở mục IV, ta để ý rằng trong rối loạn hô hấp cấp, DpH thường xấp xỉ 0,008 lần DCO2. Đây là một chỉ điểm để đánh giá rối loạn hô hấp của bệnh nhân lúc nhập viện là cấp hay mạn. 

 

3/ HCO3- nằm giữa 2 giá trị dự đoán:

Nếu gặp một bệnh nhân toan hô hấp và có giá trị HCO3- định lượng nằm giữa 2 giá trị dự đoán (1 giá trị bù trừ cho trường hợp toan hô hấp cấp và 1 giá trị bù trừ cho toan hô hấp mạn). 3 trường hợp có thể xảy ra:

• Toan chuyển hóa xuất hiện trên một toan hô hấp mạn.
• Toan hô hấp cấp xuất hiện trên một toan hô hấp mạn.
• Toan hô hấp cấp đi kèm kiềm chuyển hóa.

Ngược lại, nếu bệnh nhân kiềm hô hấp và có giá trị HCO3- như vậy, cũng có 3 trường hợp xảy ra:

• Kiềm chuyển hóa xuất hiện trên một kiềm hô hấp mạn.
• Kiềm hô hấp cấp xuất hiện trên một kiềm hô hấp mạn.
• Kiềm hô hấp cấp đi kèm toan chuyển hóa.

Biện luận các trường hợp này cần dựa vào bệnh cảnh lâm sàng để loại trừ.

 

* BẠN CÓ BIẾT:

1/ Hb có thể đệm cho cân bằng toan- kiềm như thế nào?

Trong hồng cầu có men anhydrase carbonic. Men này xúc tác phản ứng thuận nghịch CO2+ H2O tạo H2CO3. Nhờ phản ứng này mà Hb có thể nhả hoặc nhận CO2 từ mô (hình dưới), qua đó điều chỉnh pH mô. Xem thêm https://nguyenhuythekopites.wordpress.com/2018/11/22/doc-ket-qua-khi-mau-dong-mach/.

Source: https://www.youtube.com/watch?v=W7egri8t-iE

 

2/ Hội chứng Guillain- Barré là gì?

Đây là một rối loạn tự miễn khá hiếm gặp, thường do một đợt nhiễm trùng. Hệ miễn dịch cơ thể tấn công các dây thần kinh, đặc biệt là hệ thần kinh ngoại biên. Biến chứng nguy hiểm nhất là khi thần kinh chi phối các cơ hô hấp hoặc thần kinh tự chủ bị ảnh hưởng, khiến bệnh nhân suy hô hấp hoặc rối loạn thần kinh tự chủ.

Source: Mayo Clinic Network

 

3/ Tại sao nguyên nhân nhiễm kiềm chuyển hóa thường liên quan đến hạ K máu?

Cơ chế của hiện tượng này tương đối phức tạp. Một số giả thiết được đặt ra bao gồm tình trạng hạ K máu do mất dịch (nôn mửa, tiêu chảy, …) hoặc là hậu quả thứ phát của sự tăng tiết aldosterone (tái hấp thu Na+ và H2O, thải K+).

Mở rộng một số nguyên nhân gây tăng K+ máu hoặc hạ K+ máu.

Source: BRS Physiology

 

4/ Hội chứng Bartter là gì? Hội chứng Gitelman là gì?

Cả 2 đều liên quan đến khiếm khuyết tái hấp thu Na+ – Cl- ở thận, tuy nhiên có một số điểm cần phân biệt. Nồng độ Ca2+ niệu cao ở hội chứng Bartter và không tăng ở hội chứng Gitelman là tiêu chuẩn thường dùng để phân biệt 2 hội chứng này.

Source: Saudi Journal of Kidney Disease and Transplantation

 

5/ Glucocorticoid (như cortisol) với mineralcorticoid (như aldosterone) có gì khác nhau?

Cả 2 đều là các corticosteroid hormone, cùng được tiết từ vỏ thượng thận nhưng glucocorticoid (như cortisol/hydrocortisone) liên quan đến chuyển hóa đường, trong khi mineralcorticoid (như aldosterone) chịu trách nhiệm trong chuyển hóa muối khoáng (như các chất điện giải Na+, K+, …).

Source: http://fafunderecsemb.cf/pogo/is-prednisone-a-glucocorticoid-or-mineralocorticoid-xuhu.php

   Chúng cũng khác nhau về “xuất xứ” trong vỏ thượng thận: glucocorticoid được tiết từ lớp cầu/ lớp ngoài (zona glomerulosa) trong khi mineralcortcoid có nguồn gốc từ lớp sợi/ lớp giữa (zona fasciculata). Lớp còn lại của vỏ thượng thận, tức lớp lưới/ lớp trong (zona reticularis) tiết hormone steroid sinh dục (sex steroid, ví dụ androgen).

Source: https://www.dartmouth.edu/~anatomy/Histo/lab_6/endocrine/DMS164/popup.html

 

6/ Các loại toan hóa ống thận (renal tubular acidosis- RTA)?

Trước hết, nhắc lại sinh lý thận liên quan đến bài tiết H+, tái hấp thu HCO3- và tiết ammonia (NH3):

• H+ được bài tiết (excretion) ở ống lượn xa.
• 90% HCO3- được tái hấp thu (reabsorption) ở ống lượn gần, bình thường không có HCO3- trong nước tiểu.
• NH3 được tiết (secretion) để kết hợp với H+ ở ống lượn xa, tạo NH4+ (amonium), góp phần thải H+ ra ngoài.

Toan hóa ống thận là tình trạng thận không thể làm toan nước tiểu như bình thường, dẫn đến H+ tích tụ trong cơ thể. Các type toan hóa ống thận dưới đây đều gây nhiễm toan chuyển hóa không tăng AG.

   Chỉ số AG niệu, được tính bằng (Na+)+ (K+) – (Cl-), bình thường nằm trong đoạn [-20;0] và có thể được dùng để phân biệt các type. Lưu ý rằng tính âm/ dương của AG niệu được quyết định phần lớn do Cl-.

+ Type 1: toan hóa ống thận xa (distal RTA), do mất khả năng bài tiết H+ dưới dạng NH4+ ở ống lượn xa hoặc ống góp.

Về mặt phân tử, type 1 được đặc trưng bởi sự kém hiệu quả của kênh H+/K+ – ATPase ở các tế bào alpha xen giữa của ống góp (alpha – intercalated cell). Kênh này đóng vai trò đẩy H+ ra lòng ống (lumen) để thải ra ngoài, đồng thời tái hấp thu K+ vào biểu mô rồi trở lại máu. Tế bào alpha xen giữa của ống góp có khả năng bài tiết H+ theo cơ chế tích cực nguyên phát (primary active transport), chống lại bậc thang nồng độ (concentration gradient) cao gấp 1000 lần, trong khi sự bài tiết tích cực thứ phát ở ống gần hay các phần khác của ống thận chỉ chống lại được bậc thang nồng độ cao gấp vài ba lần. Đó là lí do tình trạng toan ống thận type 1 được xem là trầm trọng nhất, và chỉ ở trường hợp này mới có pH niệu > 5,5.

Source: https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC2699831_CG-10-51_F2&req=4

   Hoạt động kênh này kém đi sẽ dẫn đến H+ tích tụ trong cơ thể (không được thải qua nước tiểu như bình thường), đồng thời việc tái hấp thu K+ cũng giảm đi. Do đó, pH niệu tăng, K+ huyết tương giảm. H+ giảm trong nước tiểu kéo theo Cl- niệu giảm theo (cân bằng điện tích) => AG niệu > 0.

Tình trạng toan máu này có thể kéo theo tăng Ca2+ niệu. Nguyên nhân có thể do xương, vốn giàu Ca2+ và phosphate, phải giải phóng phosphate để đệm pH, kéo theo Ca2+ ra ngoài và được thải qua nước tiểu. Điều này làm tăng khả năng tạo sỏi, đặc biệt là sỏi Calcium Phosphate. Sỏi Calcium Phosphate càng được tăng cường ở pH niệu cao (phù hợp với pH > 5,5 như trên). Nguyên nhân thường gặp của RTA type 1 bao gồm các nguyên nhân phá hủy tế bào alpha xen giữa của ống góp (như lạm dụng thuốc kháng nấm Amphoteracin B hay tắc niệu đạo- obstructive uropathy) và hội chứng tự miễn Sjogren khi các tế bào miễn dịch tấn công kênh H+/K+ – ATPase.

+ Type 2: toan hóa ống lượn gần (proximal RTA), do suy giảm tái hấp thu HCO3- ở ống lượn gần.

Source: https://www.anaesthesiamcq.com/AcidBaseBook/ab2_4.php

   Sơ đồ trên chỉ ra ở điều kiện bình thường, kênh đối chuyển Na+/ H+ và kênh đồng chuyển Na+/ HCO3- ở tế bào ống lượn gần (Proximal Convoluted Tubular Cell – PCT) giúp thải chủ động vào lòng ống (PCT lumen) 1 ion H+, đồng thời tái hấp thu vào mao mạch quanh ống (Peritubular capillary) 1 ion HCO3-, qua 3 giai đoạn chính:

• Vận chuyển chủ động Na+ ra khoảng kẽ nhờ kênh Na+/K+ – ATPase.
• Na+ được tái hấp thu vào biểu mô ống thận nhờ gradient được tạo ra ở giai đoạn 1. Quá trình này đồng thời thải tích cực ion H+ ra nước tiểu. H+ cũng được bài tiết chủ động qua kênh H+ – ATPase.
• Ion H+ này kết hợp với ion HCO3-, trải qua nhiều quá trình biến đổi nhờ sự xúc tác của men carbonic anhydrase để đưa HCO3- vào lại biểu mô ống thận (thông qua dạng trung gian là CO2 hòa tan cao trong lớp lipid của màng) và được tái hấp thu bởi Na+ qua kênh đồng chuyển Na+/HCO3-.

RTA type 2 xảy ra do bất thường ở ít nhất 1 trong 3 bước trên, dẫn đến kém tái hấp thu HCO3-.

Sự tái hấp thu HCO3- kém đi đồng nghĩa nhiều HCO3- được thải thụ động qua nước tiểu (không thể kết hợp H+ để được tái hấp thu). Nồng độ HCO3- niệu cao làm ức chế hoạt động đối chuyển HCO3-/Cl- (đưa HCO3- vào nước tiểu, đưa Cl- trở lại biểu mô ống thận) => Cl- niệu cao => AG niệu âm.

Ngoài ra, do HCO3- được tái hấp thu cùng Na+ nên nếu HCO3- được tái hấp thu kém đi thì Na+ cũng ít được tái hấp thu vào máu hơn => tăng tiết aldosterone từ lớp cầu ở vỏ thượng thận => tăng thải K+ => K+ huyết tương thấp.

Nguyên nhân thường gặp:

• Hội chứng Falconi, gây giảm sút khả năng tái hấp thu ở tế bào ống lượn gần.

Source: http://www.stepwards.com/?page_id=1882

   Theo hình trên, hội chứng Falconi làm việc tái hấp thu Na+, PO4-, HCO3-, glucose và amino acid bị giảm sút. Không khó hiểu khi bệnh nhân bị hạ phosphate máu, hạ glucose máu, … bên cạnh RTA type 2.

• Các tổn thương di truyền do các gốc oxi hóa (Hereditary – Oxidative injury):

Các nguyên nhân trong nhóm này đều dẫn đến sự tích tụ bất thường một chất trong các cơ quan trong cơ thể, đặc biệt là thận, gây rối loạn chuyển hóa, tổn thương khả năng tái hấp thu của tế bào ống lượn gần. Chất đó trong Cystinosis là amino acid cystine, trong Tyrosinemia là Tyrosine, trong hội chứng Wilson là đồng, trong bệnh ứ đọng glycogen (Glycogen Storage Disease – GSD) là glycogen, …

• Ứ đọng chuỗi nhẹ immunoglobulin mắc phải (Light chain deposition disease):

Thường gặp trong Amyloidosis (tích tụ protein amyloid vốn thường được sản xuất từ tủy xương), đa u tủy xương (multiple myeloma).

• Thuốc ức chế Carbonic Anhydrase.

+ Type 3: không còn được xem là 1 type riêng biệt.

+ Type 4: toan hóa tăng K+ máu ở ống lượn xa (hyperkalemic RTA), gây nhiễm toan chuyển hóa không tăng anion gap. Nguyên nhân là do thiếu/ kháng aldosterone. AG niệu > 0.

Source: https://medcomic.com/medcomic/renal-tubular-acidosis/

Tóm tắt đặc điểm các type 1, 2, 4:

	Type 1 RTA	Type 2 RTA	Type 4 RTA
Bất thường	Bất thường bài tiết H+/ tiết NH4+	Bất thường tái hấp thu HCO3-	Thiếu/ kháng aldosterone
Vị trí có bất thường	Ống lượn xa/ ống góp	Ống lượn gần	Ống lượn xa
pH niệu	< 5,5	> 5,5	> 5,5
AG niệu	> 0	< -20	> 0
HCO3- huyết tương	< 15	15-18	> 18
K+ huyết tương	Thấp	Thấp	Cao
Calcium niệu	Cao	—	—
Khả năng tạo sỏi	Cao	Hiếm	Hiếm
Citrate niệu	Thấp	Cao	Thấp

Lưu ý giá trị AG niệu < -20 còn gặp trong toan chuyển hóa do tiêu chảy. Nói ngắn gọn, bệnh nhân toan chuyển hóa có AG niệu < -20 gợi ý mất HCO3- qua tiêu chảy hoặc toan hóa ống lượn gần, AG niệu >0 gợi ý toan hóa ống lượn xa.

 

7/ Thuốc lợi tiểu Acetazoamide (nay thường được dùng để hạ nhãn áp) gây giảm HCO3- huyết tương bằng cách nào?

Source: https://ejhp.bmj.com/content/22/6/328

Acetazoamide ức chế men carbonic anhydrase, từ đó làm giảm tổng hợp H+ trong tế bào biểu mô ống thận, kéo theo giảm hoạt động kênh đối chuyển Na+/ H+ (Kênh đẩy Na+ vào trong tế bào còn H+ ra nước tiểu) khiến cho Na+ và HCO3- bị “bẫy” trong nước tiểu ra ngoài => giảm tái hấp thu HCO3- => giảm HCO3- huyết tương.

 

8/ Suy thận chịu trách nhiệm trong cả nhiễm toan và nhiễm kiềm chuyển hóa?

Suy thận có khả năng gây nhiễm toan chuyển hóa có AG bình thường (suy khả năng tạo ammonia ở thận nên giảm khả năng đào thải H+). Trong nhiễm kiềm chuyển hóa, suy thận đóng vai trò duy trì do giảm khả năng thải HCO3-.

 

9/ Albumin là 1 anion không định lượng được. Vậy ở bệnh nhân giảm albumin máu (như viêm gan) thì cần tính AG như thế nào để tránh nhiễu?

Albumin bị giảm 1g/dl sẽ làm giảm 2,5 AG. Với giá trị albumin chuẩn là 4g/dl thì có thể chuyển AG bệnh nhân bị giảm albumin máu về tình trạng không giảm albumin máu.

AG điều chỉnh = AG do giảm albumin máu + (4 – Albumin) x 2,5

Ví dụ một bệnh nhân viêm gan có albumin huyết tương là 1,5g/dl, có AG là 14. Như vậy nếu bệnh nhân không bị giảm albumin huyết tương thì AG điều chỉnh = 14 + (4 – 1,5) x 2,5 = 20.

Khí máu động mạch (P2): Hypoxemia và Hypoxia

[Tham khảo:

+ https://www.slideshare.net/Tidenguyen/kh-mu-ng-mch

+ https://www.youtube.com/watch?v=Xxs1ivh9T64&t=571s

+ https://www.youtube.com/watch?v=JcGKDDvk5AQ&t=1s]

 

Nếu Hypoxemia là giảm oxy máu thì Hypoxia chính là giảm oxy ở các mô. Hai tình trạng này có mối liên hệ mật thiết với nhau và cung cấp một số giả thuyết về bệnh lý có thể đang gặp phải.

I. Hypoxemia (giảm oxy máu):

Tình trạng giảm oxy máu có thể được xác định và đánh giá dựa trên áp suất riêng phần O2 trong máu động mạch (PaO2, giá trị bình thường trong khoảng 80-100mmHg):

Tình trạng giảm oxy máu	PaO2	Gây Hypoxia
Nhẹ	60-79	Không
Vừa	45-59	Có nếu đi kèm suy tuần hoàn
Nặng	<45	Gần như có

Để xác định cơ chế, ta cần sử dụng các công thức định lượng PaO2. Trước hết, ta có chỉ số AaDPO2 (hoặc P(A-a)O2 gradient) biểu thị chênh lệch giữa phân áp oxy phế nang và phân áp oxy máu động mạch. Do hiệu suất trao đổi khí tại phế nang không thể đạt 100% nên PaO2 thường nhỏ hơn PAO2. AaDPO2 càng lớn, khả năng khuếch tán O2 qua giường mao mạch phế nang càng khó khăn, đồng nghĩa gia tăng khả năng hypoxemia.

   Source: https://www.youtube.com/watch?v=Xxs1ivh9T64

         Lại theo phương trình thông khí phế nang (alveolar gas equation):

   Source: https://www.slideshare.net/openmichigan/111708ld-alecyalveolar-ventilation2

   Nên ta có công thức tính PaO2:

    Source: https://www.youtube.com/watch?v=Xxs1ivh9T64

Từ đó suy ra PaO2 giảm có thể do:

   + Giảm FiO2 (nồng độ phân suất oxy trong khí hít vào). Điều này chủ yếu xảy ra do độ cao (high attitude) và ít có ý nghĩa lâm sàng. Giá trị FiO2 ở khí trời bình thường là 0,21.

   + Giảm áp suất khí hít vào (PB hoặc PI). Áp suất này thường có giá trị 760 mmHg ngang mực nước biển.

+ Tăng áp suất hơi nước trong khí hít vào (không đáng kể). Áp suất này thường có giá trị 47 mmHg ở 37 độ C.

   + Tăng áp suất riêng phần CO2 trong máu động mạch. Do áp suất này có thể xấp xỉ với PACO2 (áp suất riêng phần của CO2 trong phế nang) nên nguyên nhân phổ biến gây tình trạng này thường là giảm thông khí (hypoventilation).

+ Giảm thương số hô hấp (Respiratory quotient-RQ hay R). Điều này thường liên quan nhiều đến chuyển hóa cơ bản, cụ thể là khẩu phần ăn hằng ngày và ít gây tác động đến PaO2. RQ có giá trị bình thường là 0,8.

   + Tăng A-a gradient. Theo công thức tính A-a gradient, điều này thường xảy ra do PaCO2 thấp, PaO2 thấp hoặc cả hai.

PaCO2 thấp liên quan đến tăng thông khí (hyperventilation), gợi ý bệnh nhân cần hô hấp gắng sức để oxy hóa máu. PaO2 thấp cho thấy tình trạng thông khí hiện tại của bệnh nhân là chưa đủ để đạt lượng PaO2 theo nhu cầu.

Như vậy, về lý thuyết, A-a gradient tăng khi:

• Bệnh nhân đang hô hấp gắng sức để oxy hóa máu.
• Bệnh nhân hô hấp bình thường nhưng chỉ nhận được lượng O2 ít.
• Bệnh nhân hô hấp gắng sức nhưng vẫn không nhận được đủ O2.

Lưu ý, nếu lượng O2 giảm tương ứng với sự giảm gắng sức hô hấp thì A-a gradient vẫn bình thường.

Trên lâm sàng, tăng A-a gradient thường xảy ra do 3 nguyên nhân chính: suy giảm khả năng khuếch tán qua mao mạch phế nang (impaired diffusion), bất xứng hợp thông khí – tưới máu (V/Q mismatch) và shunt. Ta sẽ tập trung vào 3 nguyên nhân này.

• Suy giảm khả năng khuếch tán qua mao mạch phế nang (impaired diffusion): Khí O2 từ phế nang muốn đi vào máu thì cần qua rất nhiều lớp, chẳng hạn dịch phế nang (alveolar fluid), biểu mô phế nang (alveolar epithelium), …. Khoảng trống giữa màng đáy của biểu mô phế nang (basement membrane of alveolar epithelium) và màng đáy của nội mô mạch máu (basement membrane of capillary endothelium) chính là khoảng kẽ, bình thường có áp suất âm nên 2 màng đáy này gần như dính sát vào nhau. Bất thường làm tách rời 2 lớp màng đáy này có thể gây impaired diffusion. Một số trường hợp điển hình là phù phổi (pulmonary edema) làm dịch tràn vào khoảng kẽ, mất áp suất âm, 2 màng đáy tách xa nhau, dẫn đến trao đổi khí trở nên khó khăn.
• Bất xứng hợp thông khí – tưới máu (V/Q mismatch): thường gặp trong một số trường hợp như ứ dịch phế nang, co thắt phế quản (bronchospasm), tắc nghẽn đường dẫn khí, tắc nghẽn mạch máu, … dẫn đến sự tưới máu và thông khí không tương xứng nên hiệu quả trao đổi khí giảm.

Source: https://media.lanecc.edu/users/driscolln/RT127/Softchalk/regulation_of_Breathing/regulation_of_Breathing3.html

• Shunt: có 2 dạng shunt trái – phải (L – R) và phải – trái (R – L), trong đó trường hợp R – L thường gây hypoxemia rõ ràng và nghiêm trọng hơn. Shunt L -R tại tim xảy ra khi máu giàu O2 từ thất trái đổ vào thất phải, qua thời gian dài có thể làm tăng áp lực thất phải gây shunt đảo ngược, tức R – L. Điều này dẫn đến máu từ thất trái đổ vào động mạch chủ kém bão hòa O2, qua đó gây hypoxemia. Tuy nhiên, shunt R – L có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân, chẳng hạn một trường hợp shunt R – L xảy ra do tắc hẹp động mạch phổi:

Source: https://drsvenkatesan.com/2012/08/31/where-is-the-right-to-left-shunt-in-tof/

   Lưu ý đáp ứng kém với liệu pháp oxy là đặc điểm nổi bật để phân biệt shunt với các cơ chế hypoxemia khác (đặc biệt là bất xứng hợp thông khí – tưới máu).

 

II. Hypoxia:

Như ta đã biết, hypoxemia tới một mức độ nào đó có thể gây hypoxia, tức giảm oxy đến các mô. Một trong những tác động dễ thấy nhất của giảm oxy mô chính là sự suy giảm khả năng phosphoryl hóa – oxy hóa trong đường phân, từ đó làm suy giảm lượng ATP tạo thành. Mà ta đã biết một trong những kênh vận chuyển quan trọng nhất trên màng tế bào chính là Na+ / K+ – ATPase, một kênh vận chuyển chủ động nguyên phát (primary acive transporter) đẩy 3 Na+ ra ngoài và đưa 2 K+ vào trong với sự hỗ trợ trực tiếp từ ATP:

Source: https://nguyenhuythekopites.wordpress.com/2018/02/20/mo-ta-kenh-na-k-atpase-va-ung-dung-digoxin-dieu-tri-suy-tim/

   Sự thiếu hụt ATP dẫn đến sự kém hoạt động của bơm này. Hệ quả là xuất hiện sự gia tăng của Na+ nội bào, tăng áp suất thẩm thấu, kéo nước vào nội bào gây phù tế bào (swelling). Điều này dẫn đến hạn chế hoạt động các vi nhung mao (microvilli) vốn có vai trò hấp thu chất dinh dưỡng và tệ hơn, nó dẫn đến vỡ tế bào.

Ngoài ra, ta đã biết một hệ quả phổ biến của việc ức chế hoạt động Na+ / K+ – ATPase mà thường được dùng trong điều trị suy tim. Đó là việc gia tăng Ca2+ nội bào (xem lại tại https://nguyenhuythekopites.wordpress.com/2018/02/20/mo-ta-kenh-na-k-atpase-va-ung-dung-digoxin-dieu-tri-suy-tim/). Tuy nhiên, tình trạng tăng quá mức ion này bên trong tế bào gây hoạt hóa một số enzyme phân hủy như protease, endonuclease, phospholipase, hydrolytic enzyme hay khi nồng độ của Ca2+ gia tăng trong ti thể (mitochondria), nó sẽ làm khởi động cascade làm giải phóng cytC cũng như các pro-apoptotic factor, qua đó khởi động sự tự chết apoptosis.

Source: https://www.researchgate.net/figure/Calcium-and-ROS-crosstalk-between-endoplasmic-reticulum-and-mitochondria-The-endoplasmic_fig1_281167069  

   Hypoxia còn khiến tế bào phải nhận ATP từ chuyển hóa yếm khí (anaerobic). Sản phẩm của quá trình này là lactate, kéo theo sự giảm pH tế bào. Hệ quả của việc này là sự tan của các lysosome làm giải phóng các hydrolytic enzyme, thúc đẩy tốc độ chết tế bào.

Một số triệu chứng của hypoxia bao gồm bồn chồn, lo âu, tim đập nhanh, thở dốc đến một số dấu hiệu nặng như nhịp chậm hay khó thở.

Source: https://www.pinterest.com/pin/182255116149433775/

 

III. Phân biệt 3 thể suy hô hấp:

1/ Suy hô hấp type 1 (giảm O2 máu):

+ PaO2 giảm (thường dưới 60 mmHg).

+ PaCO2 bình thường hoặc giảm (do thở nhanh bù trừ).

+ Biện luận nguyên nhân xảy ra dựa công thức tính PaO2 mục I. Trong đó, hai nguyên nhân thường gặp nhất là shunt và bất xứng thông khí – tưới máu. Phân biệt bằng đáp ứng với liệu pháp O2.

2/ Suy hô hấp type 2 (tăng CO2 máu):

+ PaCO2 tăng (thường trên 50 mmHg).

+ PaO2 bình thường hoặc giảm.

+ Đặc trưng bởi sự giảm thông khí phế nang.

+ Nguyên nhân đa dạng, ví dụ bệnh lý thần kinh – cơ, bệnh lý não – cột sống cổ, bệnh lý thành ngực, bệnh lý đường dẫn khí – cơ hoành.

3/ Suy hô hấp type 3 (hỗn hợp):

+ PaO2 giảm kèm PaCO2 tăng.

+ Có tăng A – a gradient.

+ Nguyên nhân thường gặp là viêm phổi, phù phổi, thuyên tắc phổi, xẹp phổi.

 

* BẠN CÓ BIẾT:

1/ Có thể xấp xỉ PaCO2 và PACO2?

Sở dĩ có điều này là do CO2 thường khuếch tán rất tốt qua mao mạch phế nang. CO2 có khối lượng phân tử lớn hơn O2 nhưng tính tan trong nước cao hơn nhiều lần nên thực tế khả năng khuếch tán CO2 cao gấp 20,7 lần so với O2. Đó là lí do vì sao các rối loạn hô hấp thường chỉ tập trung vào các vấn đề xảy ra ở quá trình khuếch tán O2.

Source: https://www.youtube.com/watch?v=Xxs1ivh9T64

2/ FiO2 có ảnh hưởng đến A-a gradient?

Có. Tăng FiO2 10% thì A-a gradient thường tăng 5-7 mmHg.

3/ A-a gradient có phụ thuộc vào độ tuổi? Giá trị bình thường khoảng bao nhiêu?

Có. Ta có nhiều công thức ước lượng, chẳng hạn A-a gradient = (Tuổi + 4) / 4 hay A-a gradient = 3 + 0,21. tuổi. Nguồn: https://www.mdcalc.com/a-a-o2-gradient#evidence

A-a gradient có giá trị bình thường là 10-20 mmHg khi thở khí phòng ở cao ngang mực nước biển. Giá trị lớn hơn 20 mmHg có thể gợi ý bệnh lý.

4/ So sánh khả năng khuếch tán O2 qua màng mao mạch phế nang ở người khỏe mạnh và người bị xơ phổi (fibrosis)?

Đồ thị thể hiện khả năng khuếch tán O2 qua màng mao mạch phế nang ở người bình thường và bệnh nhân bị xơ phổi trong 3 tình huống: điều kiện thường, ở nơi cao và khi cung lượng tim lớn:

Source: https://www.youtube.com/watch?v=Xxs1ivh9T64

   Rõ ràng tình trạng hypoxemia ở bệnh nhân xơ phổi sẽ càng trầm trọng hơn khi đi kèm độ cao và cung lượng tim lớn.

5/ Nguyên lí của sự xứng hợp tưới máu-thông khí:

• Máu không đến nơi thông khí kém: Nơi nào có PAO2 thấp, mao mạch phế nang sẽ co lại.
• Khí không đến nơi tưới máu kém: Nơi nào có PaCO2 thấp, tiểu phế quản sẽ co lại.

6/ Ở điều kiện bình thường liệu có xuất hiện V/Q mismatch?

Có. Khi vận động, lưu lượng máu đến phổi tăng cao, V/Q đạt được mức lí tưởng. Tuy nhiên, V/Q mismatch có thể gặp trong:

• Ở trạng thái đứng, tại đỉnh phổi, máu tưới và thông khí phế nang đều giảm, trong đó lưu lượng máu giảm nhiều hơn thông khí nên V/Q > 1 (đạt khoảng 2,4). Người ta gọi trường hợp này là khoảng chết sinh lý (dead space/ wasted ventilation).
• Ở trạng thái đứng, tại đáy phổi, thông khí ít hơn tưới máu nên V/Q < 1 (đạt khoảng 0,5). Người ta gọi trường hợp này là shunt sinh lý.
• Ta đã biết động mạch phổi nhận máu từ tâm thất phải tham gia vào vòng tuần hoàn phổi (đưa máu kém O2 lên phổi trao đổi), trong khi động mạch phế quản (nhánh của động mạch chủ) mới là động mạch chính cấp máu nuôi mô phổi. 2% lượng máu nuôi này sau đó được đổ lại vào tĩnh mạch phổi về tâm thất trái. Đây cũng là 1 dạng shunt sinh lý bất xứng hợp V/Q.

7/ Hypoxemia có kèm và không kèm tăng A-a gradient có gì khác nhau?

Có. Hypoxemia không kèm tăng A-a gradient gợi ý nguyên nhân giảm oxy máu ngoài phổi, trong khi nếu kèm tăng A-a gradient gợi ý có nguyên nhân tại phổi (chẳng hạn shunt R – L). Trường hợp sau nghiêm trọng hơn, thường cần cung cấp dưỡng khí.

8/ Vai trò tỉ lệ PaO2 / FiO2 ?

Đây là tỉ lệ đánh giá tình trạng oxy hóa máu. Giá trị bình thường khoảng 100 / 0,21, tức khoảng 400-500 mmHg.

• PaO2 / FiO2 < 300: ALI (Acute Lung Injury).
• PaO2 / FiO2 < 200: ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome).

Source: http://ycantho.com/qa/showthread.php?t=10789

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.