Metabolic Acidosis
Based on PMK Board Review 2026 lecture (Renal unit) + slide. ขยายความเพิ่มจาก Harrison / UpToDate / KDIGO. เน้น stepwise approach ที่ออกสอบ board
🧬 Etiology & Molecular Pathophysiology
ที่มาของ acid load (จาก lecture): ร่างกายได้กรด/ด่างจากอาหาร — ไขมัน/carbohydrate เมื่อ metabolize สมบูรณ์ → volatile acid (CO₂ ∼15,000 mmol/วัน → ขับทางปอด); animal protein (sulfur-containing amino acid) → non-volatile/fixed acid (ขับทางไต); plant food → ให้ base. สมดุลระหว่างการสร้างกับการขับคือ Henderson-Hasselbalch
Metabolic Acidosis นิยามว่า arterial pH <7.35 จากการลดลงของ serum bicarbonate ป้องกันโดยระบบ buffer หลัก 3 ระบบ:
- Bicarbonate-CO₂ buffer system (หลัก) — ร่างกายจะลด PCO₂ ผ่าน hyperventilation เพื่อรักษา ratio HCO₃⁻/H₂CO₃ และ pH
- Protein/phosphate buffer — Intracellular buffering
- Skeletal buffer — Calcium carbonate จาก bone matrix → ใน chronic MA เกิด hypercalciuria และ nephrolithiasis
Renal acid handling: Net Acid Excretion = Urine NH₄⁺ (∼60%) + Titratable Acid (∼40%) − Urine HCO₃⁻ — เมื่อร่างกายเป็นกรด ไตจะเพิ่มการ excrete urine NH₄⁺ เป็นหลัก (ammoniagenesis ที่ proximal tubule); ureine NH₄⁺ จึงเป็นตัวบ่งชี้ renal response ต่อ acid load
Compensation: Winter’s formula — Expected PCO₂ = 1.5 × [HCO₃⁻] + 8 (±2) หรือ สะดวกจำ: PCO₂ ≈ 2 สุดท้ายของตัวเลข pH
🩺 Clinical Phenotypes & Advanced Nuances
ผลเสียของ Metabolic Acidosis:
- ลด cardiac contractility, vasodilatation → hypotension
- ลด immune response, เพิ่ม inflammatory cytokines
- เพิ่ม cell apoptosis, glucose dysregulation (hyperglycemia)
ผลดี (paradoxical): Bohr effect — ไม่จับ oxygen กับ Hgb → tissue O₂ delivery ดีขึ้น; vasodilatation เพิ่ม blood flow ไป organ; ionized calcium สูงขึ้นช่วย contractility
Algorithm การ Work Up:
- ยืนยัน MA: pH <7.35 + HCO₃⁻ <18 ดู ABG
- คำนวณ Anion Gap (AG) = Na⁺ − Cl⁻ − HCO₃⁻ (เทียบ albumin: ปรับ AG +2.5 ทุก albumin ลด 1 g/dL)
- ถ้า AG >12 คำนวณ Delta ratio (ΔAG/ΔHCO₃)
- ดู Serum Osmolal Gap = Measured − Calculated Osm (Normal <10)
| Delta ratio | ความหมาย |
|---|---|
| <1 | AG MA + Normal AG MA (mixed) |
| 1–2 | Pure AG MA |
| >2 | AG MA + Metabolic Alkalosis |
🩻 Advanced Diagnostics & Formal Criteria
Serum Osmolal Gap (SOG):
- Calculated Osm = 2×Na + BUN/2.8 + Glucose/18
- SOG >10 + high AG MA → สงสัย toxic alcohol (Methanol, Ethylene glycol)
- SOG >10 แต่ไม่มี acidosis → Isopropyl alcohol
- SOG ปกติ + AG MA → สาเหตุบ่อย (Lactic acidosis, DKA)
Lactic Acidosis (ลงลึกจาก lecture):
- Normal lactate <1.5 mmol/L; significant lactic acidosis = >4 mmol/L — ต่างจาก sepsis (ดู microcirculation, cutoff ต่ำกว่า)
- L-lactate (วัดได้จาก lab) — แบ่ง 2 type:
- Type A = poor tissue perfusion (shock, sepsis, severe hypoxemia)
- Type B = ไม่มี hypoperfusion ชัดเจน, ย่อยเป็น B1 (โรค — large tumor burden, leukemia, ischemic bowel), B2 (ยา — metformin, ARV: ยับยั้ง Complex I → เพิ่ม NADH/NAD⁺ → pyruvate → lactate), B3 (inborn error of metabolism)
- D-lactate acidosis — ปกติ lab วัดไม่ได้ (ต้องส่ง D-lactate เฉพาะ) — เจอใน short bowel syndrome / bacterial overgrowth (carbohydrate → D-lactate จากแบคทีเรียในลำไส้) → high AG MA + neuro symptoms
ตัวอย่าง case (lecture): ผู้ป่วย DM/HT on metformin+losartan → ท้องเสีย → หอบ, Kussmaul. Cr 3 (เดิมปกติ), HCO₃ 10, K 6, lactate 20. AG = 30, ΔAG = 20, ΔHCO₃ = 14 → Δ/Δ = 1.4 = pure AG MA → สาเหตุ = MALA (metformin + AKI จาก volume loss/losartan)
Pyroglutamic Acidosis (5-Oxoprolinemia):
- โครงสร้าง: Glutathione deficiency (critical illness, malnutrition, paracetamol therapeutic dose, antibiotics) → ไม่มี feedback inhibition ของ γ-glutamylcysteine synthetase → pyroglutamic acid สะสม
- Risk factors: ผู้หญิง, malnutrition, sepsis, chronic paracetamol use
- Rx: หยุดยาที่เป็นสาเหตุ + N-Acetylcysteine
Toxic Alcohol:
| Alcohol | สารพิษ | อาการเด่น | การวินิจฉัย |
|---|---|---|---|
| Methanol | Formic acid | Papilledema, visual loss | Serum methanol, SOG >10 |
| Ethylene glycol | Oxalic acid | AKI, oxalate crystals ในปัสสาวะ, hypocalcemia, diplopia | Serum EG, oxalate crystals |
| Salicylate | Salicylate | Tinnitus (อาการแรกสุด), nausea, triple acid-base | Serum salicylate >40 mg/dL หรือ ferric chloride test |
| Isopropyl | Acetone | CNS depression, no acidosis | SOG สูงแต่ไม่มี acidosis |
💊 Management & Pharmacodynamics
Metformin-associated Lactic Acidosis (MALA):
- Mechanism: Metformin ยับยั้ง mitochondrial Complex I + pyruvate carboxylase → lactate สะสม
- Risk factors: AKI, CKD, การดื่มแอลกอฮอล์, hemodynamic instability
- Prevention: หยุด Metformin วันที่ป่วย, อาเจียน, ท้องเสีย (“Sick day rules”)
- ในฝักตู acute overdose: activated charcoal (ภายใน 1–2 ชม.)
- Bicarbonate indications: Lactate >20 mmol/L หรือ pH ≤7.1 หรือ organ dysfunction
- Hemodialysis: เมื่อไม่ตอบสนอง supportive care (IHD ดีกว่า CRRT ในภาวะนี้)
Methanol/Ethylene Glycol:
- Fomepizole (4-MP): ยับยั้ง alcohol dehydrogenase → หยุดการสร้างสารพิษ (1st line)
- Ethanol: แข่งขัน alcohol dehydrogenase (ถ้าไม่มี fomepizole)
- Bicarbonate: ให้ปรับมาใน acidosis → deprotonate formic acid → ลด cell entry
- Folic acid: ช่วย metabolize formic acid (ใน methanol)
- HD indications: pH <7.25, Methanol >50 mg/dL, AKI, หรือ visual symptoms
Salicylate:
- Bicarbonate 1–2 mEq/kg; เป้า Urine pH >7.5 (ion trapping)
- Activated charcoal
- HD: Salicylate >80 mg/dL, CNS symptoms, AKI
📚 Landmark Trials & Literature
| Trial/Study | Clinical Question | Key finding |
|---|---|---|
| MALA epidemiology (Cohen 2004) | Metformin-LA incidence | ~5 cases/100,000 patient-years; หนักกว่าเคยคิด |
| Fomepizole vs Ethanol (Brent 2009) | ไอไมย์ toxic alcohol | Fomepizole: ง่ายกว่า เสถียรกว่า เป็น standard of care |
| BICAR-ICU (Jaber 2018) | NaHCO₃ ใน severe metabolic acidosis ICU | ลด need for RRT และ Day-28 mortality ใน AKI subgroup |
🖼️ Visual Reference