代謝性酸中毒 Metabolic Acidosis

#acid-base#metabolic-acidosis#anion-gap#delta-delta#RTA#osmolal-gap#lactic-acidosis#DKA

核心定義：
代謝性酸中毒的主要異常是血清 $[\text{HCO}_3^-]$ 下降；pH 可能因呼吸代償或混合型障礙而低、正常甚至偏高，不能把 $pH < 7.35$ 當成必要條件。第一步再依 AG 與 albumin 校正分成高 AG 或正常 AG（高氯型）路徑。

陰離子隙 (Anion Gap) 與白蛋白校正

$\text{AG} = \text{Na}^+ - (\text{Cl}^- + \text{HCO}_3^-) \quad (\text{參考範圍依實驗室與分析儀而異})$

⚠️ 白蛋白校正公式 (Albumin Correction)

血清 Albumin 是最主要未測定陰離子 (Unmeasured Anions)。低白蛋白血症會假性降低 AG： $\text{Corrected AG} = \text{Measured AG} + 2.5 \times (4.0 - \text{Albumin in g/dL})$

本站基線一律用 4.0；Preston 原書用 4.5，差異僅為實驗室正常值設定不同，換算時不可混用。
白蛋白每下降 1.0 g/dL，正常 AG 基準點需下降 2.5 mEq/L（若 Albumin = 2.0，測得 AG = 10 實際上為 15！）。
尚有討論：Rose Book Club 引大數據質疑 2.5 可能高估（實測約 1–1.5）；擔心乳酸請直接驗血乳酸，公式僅作方向。

高陰離子隙代謝性酸中毒 (High AG Metabolic Acidosis)

圖 1．代謝性酸中毒依 Anion Gap 分類（高 AG vs 正常 AG，含病因分流）（原創圖）。

四大成因 (KULT Mnemonic)

K (Ketoacidosis)：DKA、酒精性酮酸中毒 (AKA)、飢餓性酮酸中毒。
U (Uremia)：重度 AKI/CKD 導致無機硫酸根、磷酸根積聚。
L (Lactic Acidosis)：Type A (組織缺氧：休克、敗血症、心衰竭)；Type B (藥物/代謝：Metformin、Propofol, 惡性腫瘤)。
T (Toxins)：甲醇 (Methanol)、乙二醇 (Ethylene glycol)、水楊酸 (Salicylate)、Acetaminophen (5-oxoproline)。

有機溶質篩檢：Osmolal Gap

若懷疑甲醇、乙二醇、propylene glycol 或其他未測定溶質，計算 Osmolal Gap： $\text{Osmolal Gap} = \text{Osm}_{\text{measured}} - \left( 2[\text{Na}] + \frac{[\text{Glu}]}{18} + \frac{[\text{BUN}]}{2.8} \right)$

若 $\text{Osmolal Gap} > 10\text{ mOsm/kg}$ 只能提示存在未納入公式的溶質，不能單獨診斷 toxic alcohol，也不能只靠此數字決定 fomepizole 或透析。需整合病史、AG、酸鹼、血中濃度、序列趨勢、臨床毒性與毒物科意見。

Halperin 觀點（ch3）：高 AG 代謝性酸中毒的「三階段」定量

對任何高 AG 代謝性酸中毒，Halperin 建議三步定量：

AG 是否「夠高」（白蛋白校正後）→ 確認有機/無機陰離子堆積。
Osmolal Gap → 是否有未測溶質（毒物、D-lactate、5-oxoproline）。
UOsmolal Gap（見尿液化學）→ 腎臟是否仍在排 NH₄⁺。

實例（Case 3-1）：代謝性酸中毒＋ AG 高，但腎排酸正常（UOsmolal Gap 正常升高） → 支持「暫時性酸負荷」（如 DKA、乳酸），腎臟無 RTA；若 UOsmolal Gap 反而低 → 腎排酸缺陷（RTA 類）。

中毒鑑別：Osmolal Gap 與 Anion Gap 的雙軸型態 — 圖 2．中毒鑑別：Osmolal Gap × Anion Gap 型態（原創圖）。

碳酸氫根缺乏估算與重症補鹼實證（HCO₃⁻ Therapy & Evidence）

嚴重代謝性酸中毒若要考慮補鹼（僅限特定情境、依當地 protocol），可先估算缺乏量：

$\text{HCO}_3^- \text{ space} = \left(0.4 + \frac{2.6}{[\text{HCO}_3^-]}\right) \times \text{體重 (kg)}$

$\text{HCO}_3^- \text{ deficit} = \text{space} \times ([\text{HCO}_3^-]_{\text{target}} - [\text{HCO}_3^-]_{\text{measured}})$

碳酸氫根缺乏量估算公式圖解 — 圖 3．HCO₃⁻ 缺乏量估算：分布空間隨酸血症嚴重度變大（原創圖）。

⚠️ 補鹼目標應依急慢性分層，切勿直接補至正常值：

急性重度代謝性酸中毒（尤其有機酸如 DKA、乳酸酸中毒）：目標只設到「急性安全區」（ $\text{pH} \approx 7.20$ 或 $\text{HCO}_3^- \approx 10\text{--}12\text{ mEq/L}$ ），不要補到正常值，以免過度補鹼誘發 overshoot 鹼中毒與鈉水過載；有機酸被代謝後會自行回生 $\text{HCO}_3^-$ 。

慢性代謝性酸中毒（CKD、RTA）：依 KDIGO 2024，血清 $\text{HCO}_3^-$ 低於 $18\text{ mEq/L}$ 才治療，目標維持在 $\ge 18\text{--}22\text{ mEq/L}$ 。

兩者皆需動態追蹤、重複評估並嚴密監測。BICAR 系列的給藥目標是動脈 pH（≥7.30），而非把 HCO₃⁻ 補到正常。

🌟 重度代謝性酸血症之補鹼實證（BICAR-ICU & BICARICU-2）

實證結論：多中心隨機對照試驗 BICAR-ICU (2018) 與 BICARICU-2 (2025) 指出，在加護病房重度代謝性酸血症（ $\text{pH} \le 7.20$ ）病人中，常規給予 $\text{NaHCO}_3$ 在全體族群並無死亡率改善。
腎臟保護與生理橋樑：在合併**中重度急性腎損傷（AKI KDIGO stage 2–3）**的次族群中，碳酸氫鈉能發揮關鍵的生理過渡橋樑（physiological bridge）作用，延緩並可能減少緊急腎臟替代療法（RRT / 透析）的需求（次要終點，非主要死亡率結論；BICARICU-2 主要終點 90 天死亡率為中性）。
補鹼四大安全監測指標：
1. 游離鈣下降（ $\text{iCa}^{2+} \downarrow$ ）：鹼化促使鈣與白蛋白結合，誘發心肌收縮力減退或抽搐。
2. 低血鉀（ $\text{K}^+ \downarrow$ ）： $\text{H}^+\text{-}\text{K}^+$ 跨膜轉移促使鉀入細胞。
3. 高血鈉與高容量負荷：高張小蘇打含高鈉負荷，心腎衰竭者需嚴防肺水腫。
4. 通氣需求： $\text{HCO}_3^-$ 緩衝後產生 $\text{CO}_2$ ，通氣不足（hypoventilation）者可能引發反跳性細胞內酸中毒。

Delta-Delta 比值 ( $\Delta\text{AG} / \Delta\text{HCO}_3^-$ ) 分析混合型失衡

$\Delta\text{Ratio} = \frac{\text{Measured AG} - \text{AG}_{\text{reference}}}{24 - \text{Measured HCO}_3^-}$

當 $24 - \text{Measured HCO}_3^-$ 接近 0 或等於 0 時，delta ratio 不穩定或未定義；應改用 delta AG、校正後 HCO₃⁻、代償公式與完整臨床情境，不要寫成無限大。

$\Delta\text{Ratio}$ 數值	臨床解讀與意義
$< 0.8$	混合型酸中毒：高 AG 代謝性酸中毒＋正常 AG (高氯型) 代謝性酸中毒（如 DKA 兼有腹瀉）。
$1.0 - 2.0$	純高 AG 代謝性酸中毒（乳酸酸中毒約 1.5–1.6（H⁺ 另有細胞內與骨骼緩衝）；早期 DKA 接近 1.0，隨尿流失酮體後可降至 0.6–1.0）。
$> 2.0$	混合型失衡：高 AG 代謝性酸中毒＋代謝性鹼中毒（如嘔吐病人演變成休克乳酸酸中毒）。

正常陰離子隙 (高氯型) 代謝性酸中毒 (Normal AG / NAGMA)

此類失衡為 $\text{HCO}_3^-$ 流失，由 $\text{Cl}^-$ 比例上升補位。區分腸胃道失鹼與腎小管酸中毒 (RTA)：

                              [Normal AG Metabolic Acidosis]
                                            │
                                            ▼
                             [計算 Urine Anion Gap (UAG)]
                                 (U_Na + U_K - U_Cl)
                                            │
                 ┌──────────────────────────┴──────────────────────────┐
                 ▼                                                     ▼
    [UAG 偏負（支持性線索）]                              [UAG 偏正（支持性線索）]
(可能有較多 NH4+ 排出，需看尿鈉與未測定陰離子)          (可能有 NH4+ 排出不足，也可能受未測定陰離子影響)
    (腹瀉 Diarrhea / 迴腸造口)                                         │
                                                ┌──────────────────────┼──────────────────────┐
                                                ▼                      ▼                      ▼
                                          [RTA Type 1]           [RTA Type 2]           [RTA Type 4]
                                          (遠端排 H+ 障礙)       (近端回收 HCO3- 障礙)    (醛固酮不足/抗藥)
                                          (尿 pH > 5.5)          (Fanconi 症候群)       (高血鉀伴隨!)

UAG 不能單獨排除或確認 RTA。低尿鈉、酮酸、hippurate、D-lactate、5-oxoproline 等未測定尿陰離子都可能讓 UAG 失真；若結果與臨床不一致，可考慮 urine osmolal gap，並結合尿 pH、血鉀、藥物與酸鹼趨勢。尿 pH 的「> 5.5」是常見教學切點，但採樣、檢驗方法與酸血症程度會影響數值，沒有絕對切點；判讀需搭配 UAG／尿 NH₄⁺ 與臨床情境；ERKNet／ESPN 2021 臨床建議亦強調直接測量尿 NH₄⁺ 優於單獨依賴 UAG 的間接推論。

三大腎小管酸中毒 (RTA) 比較

特徵 / 分型	Type 1 RTA (Distal)	Type 2 RTA (Proximal)	Type 4 RTA (Hyperkalemic)
基本缺陷	遠端 $\alpha$ -intercalated cell 排 $H^+$ 障礙	近端小管回收 $\text{HCO}_3^-$ 門檻下降	低醛固酮或阻抗（集尿管排 $H^+/K^+$ 受阻）
血鉀	低血鉀（鹼鹽優先考慮鉀鹽，單用鈉鹽可能惡化失鉀，依當地 protocol）	低血鉀（常需較高劑量鹼劑並積極補鉀，依當地 protocol）	高血鉀 ( $\text{K}^+ > 5.5$ )（重點為停致病藥與降鉀，而非單純補鹼）
尿 pH	無法酸化 ( $> 5.5$ )	可酸化 ( $< 5.5$ ，當血 $\text{HCO}_3^-$ 掉低後)	可酸化 ( $< 5.5$ )
併發症	腎結石、腎鈣化症	Fanconi 症候群 (糖尿/胺基酸尿/磷酸鹽尿)	糖尿病腎病變最常見

📌 尿 pH 切點的兩種標準：上表採常用的「無法酸化 = $> 5.5$ 」；部分專家（含林石化教授的教學）採更嚴格的 $> 5.3$ 。兩者並存於文獻，重點是在系統性酸中毒下尿液能否明顯酸化，而非糾結單一數字；判讀時須排除尿道感染（尿素分解菌）與低 HCO₃⁻ 門檻未達等干擾。

Halperin 觀點（ch4、ch6）：高氯型代酸（HCMA）的進階分流

甲苯吸膠中毒的假性 HCMA 陷阱

甲苯 (toluene) 代謝產生馬尿酸 (hippuric acid)，屬於**酸增益型 (acid gain)**代酸。但因馬尿酸根 (hippurate⁻) 被腎臟快速排入尿中，血漿中的未測定陰離子消失，AG 可維持正常，臨床表現酷似高氯型代酸——即「假性 HCMA」。

鑑別關鍵：

UAG 會因尿中大量馬尿酸根而假性偏正（偽裝成 RTA），即使腎臟 NH₄⁺ 排泄完好
此時應改用 UOsmolal Gap：酸中毒時 gap > 150（> 200 更確鑿；U_NH₄⁺ ≈ gap ÷ 2）才代表 NH₄⁺ 排泄正常
尿液毒物篩檢可發現馬尿酸

乳酸中毒的特殊機轉

機轉	臨床情境	要點
Thiamin 缺乏	慢性酗酒、長期營養不良	PDH 缺乏輔酶 → 丙酮酸轉向乳酸；補充 thiamin 可逆轉
INH (Isoniazid) 中毒	結核病治療	INH 結合 B6 → GABA 合成↓ → 微小癲癇 (mini-seizures) → 骨骼肌過度產乳酸；解毒劑：靜脈 pyridoxine (B6) gram-for-gram 補充
NaHCO₃ 的兩難	嚴重乳酸酸中毒	去除 H⁺ → 去抑制 (disinhibit) PFK-1 → 可能反向加速乳酸生成；應優先處理根本原因而非盲目灌 NaHCO₃

臨床珠璣：周邊靜脈 PCO₂ 明顯高於動脈 PCO₂（差值 > 6 mmHg）代表組織灌流不足，是乳酸酸中毒嚴重度的重要旁證（Ch 3 Case 3-1）。

來源 Sources

Richard A. Preston. Acid-Base, Fluids, and Electrolytes Made Ridiculously Simple, ch.7, pp.99-120, 2017 — MedMaster, Inc.
Burton David Rose, Theodore W. Post. Clinical Physiology of Acid-Base and Electrolyte Disorders, ch.10, pp.299–324, 2001 — McGraw-Hill Education
Burton David Rose, Theodore W. Post. Clinical Physiology of Acid-Base and Electrolyte Disorders, ch.11, pp.325–371, 2001 — McGraw-Hill Education
Burton David Rose, Theodore W. Post. Clinical Physiology of Acid-Base and Electrolyte Disorders, ch.19, pp.578–646, 2001 — McGraw-Hill Education
Trepiccione F, et al.（共 19 位）. Distal Renal Tubular Acidosis: ERKNet/ESPN Clinical Practice Points, 2021;36(9):1585–1596 — Nephrology Dialysis Transplantation — 原始來源 — DOI: 10.1093/ndt/gfab171
Jaber S, et al. (BICAR-ICU); Jung B, et al. (BICARICU-2). Sodium Bicarbonate Therapy in Severe Metabolic Acidosis (BICAR-ICU and BICARICU-2 Trials), Lancet 2018;392(10141):31–40; JAMA 2025 (BICARICU-2) — The Lancet (BICAR-ICU 2018); JAMA (BICARICU-2 2025) — 原始來源 — DOI: 10.1016/S0140-6736(18)31080-8; 10.1001/jama.2025.20231
Kamel S. Kamel, Mitchell L. Halperin. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology: A Problem-Based Approach, ch.3, pp.53-66, 2017 — Elsevier
Kamel S. Kamel, Mitchell L. Halperin. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology: A Problem-Based Approach, ch.4, pp.67-98, 2017 — Elsevier
Kamel S. Kamel, Mitchell L. Halperin. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology: A Problem-Based Approach, ch.6, pp.141-170, 2017 — Elsevier

最後內容審閱：2026-09-04

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