NGHIÊN cứu TÌNH TRẠNG rối LOẠN KIỀM TOAN ở BỆNH NHÂN mắc BỆNH THẬN mạn TÍNH CHƯA điều TRỊ THAY THẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI
----------***----------

BÙI THỊ QUỲNH

NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG RỐI LOẠN KIỀM
TOAN Ở BỆNH NHÂN MẮC BỆNH THẬN MẠN
TÍNH CHƯA ĐIỀU TRỊ THAY THẾ
Chuyên ngành : Nội khoa
Mã số

: 60720140

LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS Đinh Thị Kim Dung.

HÀ NỘI – 2017


2

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi muốn được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Đinh
Thị Kim Dung, là người hướng dẫn khoa học, người luôn định hướng cho tôi trong
nghiên cứu, truyền dạy cho tôi rất nhiều kiến thức quý báu về khoa học và cuộc
sống. Tôi luôn thấy may mắn vì được làm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của Cô,

một người làm khoa học thực thụ, người luôn say mê và hết lòng với nghề. Sự
trưởng thành của tôi trên mỗi bước đường khoa học cũng như trong sự nghiệp đều
có bàn tay và khối óc của Cô. Sự động viên, giúp đỡ và dìu dắt của Cô đã cho tôi
thêm nghị lực để vượt lên chính mình, vượt lên những khó khăn trở ngại.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Gia Tuyển, trưởng khoa
Thận – Tiết Niệu Bệnh Viện Bạch Mai, phó chủ nhiệm bộ môn Nội tổng hợp, đồng
thời cũng là người thầy đã dìu dắt, tận tình chỉ bảo cho tôi trong những tháng ngày
học tập tại khoa, cũng như tạo điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. BS Nguyễn Văn Thanh, các anh chị nhân
viên khoa Thận tiết niệu, khoa Hóa sinh, phòng Kế hoạch tổng hợp Bệnh viện Bệnh
viện Bạch Mai đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu, lấy
số liệu và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng đào tạo sau đại học trường
Đại học Y Hà Nội đã quan tâm và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện
đề tài.
Cuối cùng con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, những người đã sinh
thành, nuôi dưỡng, và miệt mài đi cùng con tới tận cuối của những chặng đường
dài. Cảm ơn sự động viên, khuyến khích của Anh, sự giúp đỡ của bạn bè, những
người đã luôn bên tôi, là chỗ dựa vững chắc để tôi yên tâm học tập và hoàn thành
luận văn này.
Hà Nội, tháng 10 năm 2017
Bùi Thị Quỳnh

2


3

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Bùi Thị Quỳnh, bác sĩ nội trú khóa 40 Trường Đại học Y Hà Nội,

chuyên nghành Nội khoa, xin cam đoan:
1. Đây là luận văn do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn của

PGS.TS Đinh Thị Kim Dung.
2. Công trình này không trùng lặp với bất kì nghiên cứu nào khác đã được công

bố tại Việt Nam.
3. Các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn chính xác, trung thực
và khách quan, đã được xác nhận và chấp thuận của cơ sở nơi nghiên cứu.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những cam kết này.

Hà Nội, tháng 10 năm 2017

Bùi Thị Quỳnh

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
3


4

24h
%
AG
BB
BE
BN
BMI
CKD
COPD

CH
ĐTĐ
FT3
FT4
GH
HDL – C
JNC VII
KDIGO
LDL – C
MLCT
N
NC
pCO2
pO2
PTH
RLTK
STM
THA
TSAT
TSH
VCT
VTBT

: 24 giờ
: Tỉ lệ phần trăm
: Anion gap
: Base Buffer (Kiềm đệm)
: Base excess (Kiềm dư)
: Bệnh nhân
: Body Mass Index (Chỉ số khối cơ thể)

: Chronic kidney disease (Bệnh thận mạn tính)
: Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính
: Chuyển hóa
: Đái tháo đường
: Free triiodothyronine
: Free Thyroxine (Hormon tuyến giáp)
: Growth hormone (Hormon phát triển cơ thể)
: High density lipoprotein cholesterol
: Joint National Committee 7
: Kidney disease improving global outcomes
: Low density lipoprotein cholesterol
: Mức lọc cầu thận
: Số bệnh nhân
: Nghiên cứu
: Phân áp CO2 trong máu động mạch
: Phân áp O2 trong máu động mạch
: Parathyroid hormone (Hormon cận giáp trạng)
: Rối loạn toan kiềm
: Suy thận mạn
: Tăng huyết áp
: Tranferrin saturation
: Thyroid stimulating hormon
: Viêm cầu thận
: Viêm thận bể thận

MỤC LỤC

4

5

5


6

DANH MỤC BẢNG

6


7

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

7


8

DANH MỤC HÌNH

8


9

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh thận mạn là bệnh lí suy giảm chức năng thận từ từ không hồi phục theo

thời gian do nhiều nguyên nhân khác nhau và có xu hướng ngày càng tăng lên do sự
tăng lên của bệnh lí đái tháo đường và tăng huyết áp [1]. Đây được coi như vấn đề
sức khỏe mang tính chất toàn cầu với chi phí điều trị khổng lồ [2], [3]. Tại Mỹ, có
khoảng 26 triệu người mắc bệnh thận mạn, chi phí điều trị cho nhóm này tăng đáng
kể từ 5.8% năm 2000 lên đến 16% năm 2009 ngân sách cho y tế [4]. Tại Việt Nam,
chưa có thống kê cụ thể nào về số người mắc bệnh thận mạn. Theo nghiên cứu của
Nguyễn Thị Thịnh và cộng sự trên 2256 bệnh nhân điều trị tại khoa Thận tiết niệu
Bệnh viện Bạch Mai từ 1991-1995 có khoảng 40.4% số bệnh nhân mắc bệnh thận
mạn, đặc biệt trong số đó độ tuổi lao động chiếm khá cao 35.77% [5].
Mặc dù có những cải thiện đáng kể trong kĩ thuật điều trị thay thế thận nhưng
tỉ lệ bệnh tật và tử vong ở bệnh nhân bệnh thận mạn giai đoạn cuối vẫn còn ở mức
cao [6]. Khi thận suy nặng sẽ làm rối loạn khả năng điều hòa nước và điện giải, gây
ra tổn thương nhiều cơ quan khác nhau dẫn đến hàng loạt các biến loạn về hóa sinh
cũng như lâm sàng, trong số đó, có sự mất cân bằng trong điều hòa thăng bằng kiềm
toan. Rối loạn thăng bằng kiềm toan, đặc biệt là toan chuyển hóa rất thường gặp ở
bệnh nhân suy thận mạn. Nghiên cứu của tác giả Kovesdy C.P. và cộng sự, cho thấy
toan chuyển hóa làm tăng nguy cơ bệnh tật và tử vong ở bệnh nhân CKD [7]. Có
nhiều bằng chứng cho thấy sự hiện diện của toan chuyển hóa làm nặng thêm tình
trạng viêm, giảm tổng hợp albumin [8], [9], tăng hủy cơ vân, yếu cơ [10], đề kháng
insulin [11], [12], tăng tình trạng suy dinh dưỡng [13], [14]. Một số tác giả khác còn
cho thấy mối liên quan giữa mức độ toan chuyển hóa với các bệnh lí xương [15],
làm tăng các rối loạn nhịp tim và huyết áp [16], [17], gây rối loạn một số hormone
như TSH, FT4, PTH, nồng độ calci, phospho… Đặc biệt, khi toan chuyển hóa dưới
6.8 có thể gây hôn mê và tử vong [18]. Đây là một biến chứng rất nguy hiểm nhưng
do triệu chứng lâm sàng nghèo nàn nên chủ yếu đánh giá biến chứng này thông qua
khí máu động mạch.


10

Hiện nay, trên thế giới cũng có một số nghiên cứu về tình trạng toan chuyển hóa
ở bệnh nhân bệnh thận mạn tính, nhưng thường tập trung ở nhóm thận nhân tạo chu
kì và lọc màng bụng liên tục [13], [14], [19], [20]. Vậy ở nhóm bệnh thận mạn giai
đoạn IV và V các rối loạn kiềm toan như thế nào và liên quan với một số yếu tố
khác ra sao cũng là một vấn đề cần nghiên cứu. Từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành
đề tài “Nghiên cứu tình trạng rối loạn kiềm toan ở bệnh nhân mắc bệnh thận
mạn tính chưa điều trị thay thế’’ với 2 mục tiêu:
1. Khảo sát tình trạng rối loạn kiềm toan ở bệnh nhân mắc bệnh thận mạn tính

giai đoạn IV và V chưa điều trị thay thế.
2. Tìm hiểu mối liên quan giữa rối loạn kiềm toan với một số yếu tố lâm sàng và
cận lâm sàng ở các bệnh nhân trên.


11

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan bệnh thận mạn
1.1.1. Định nghĩa
Chẩn đoán bệnh thận mạn tính khi có 1 trong 2 tiêu chuẩn sau [21], [22], [23]:
−

Tổn thương thận kéo dài trên 3 tháng dẫn đến sự thay đổi về cấu trúc và rối
loạn chức năng thận. Những rối loạn này có thể làm giảm hoặc không làm
giảm mức lọc cầu thận (MLCT), được thể hiện ở các tổn thương mô bệnh học,
biến đổi về sinh hóa máu, nước tiểu hoặc hình thái thận qua chẩn đoán hình

ảnh.
− Mức lọc cầu thận dưới 60 ml/phút/1.73da liên tục trên 3 tháng, có thể có tổn

thương cấu trúc thận đi kèm hoặc không.
Suy thận mạn (STM) là một hội chứng lâm sàng và sinh hóa tiến triển mạn tính qua
nhiều năm tháng, hậu quả là sự xơ hóa các nephron chức năng, gây giảm sút từ từ mức
lọc cầu thận, thận không còn đủ khả năng duy trì tốt sự cân bằng của nội môi dẫn đến
hàng loạt các biến loạn về lâm sàng và sinh hóa của các cơ quan trong cơ thể [21].
1.1.2. Chẩn đoán bệnh thận mạn tính
Gồm 2 bước:
Bước 1: Chẩn đoán có suy thận dựa vào mức lọc cầu thận.
Bước 2: Chẩn đoán tính chất mạn tính dựa vào [21], [22]:
−

Tiền sử: Có bệnh thận tiết niệu hoặc có liên quan tới thận tiết niệu như tăng

huyết áp, đái tháo đường…
− Lâm sàng: Có thể có da xanh và niêm mạc nhợt, tăng huyết áp, xuất huyết
dưới da, ngứa…
− Xét nghiệm: Thiếu máu bình sắc, mức độ thiếu máu tương ứng với mức độ suy
thận, có thể xuất hiện các trụ niệu trong nước tiểu. Các xét nghiệm thể hiện rối
loạn chuyển hóa chất khoáng và xương mạn tính (giảm hoặc tăng calci máu,
cường cận giáp thứ phát…).
− Siêu âm thận: Trong viêm cầu thận mạn, 2 thận thường teo đều, bề mặt nhẵn,
nhưng trong viêm thận bể thận mạn, 2 thận thường teo nhỏ không đều, bề mặt
thận gồ ghề, núm thận co rút, đài bể thận giãn. Một số trường hợp kích thước 2


12

thận bình thường trong STM thường gặp trong bệnh thận đa nang, đái tháo
đường, nhiễm bột thận.
1.1.3. Chẩn đoán giai đoạn [2], [21], [22], [23], [24], [25]

Theo Hội Thận học Hoa Kì (2002): Dựa vào MLCT, bệnh thận mạn tính được
chia làm 5 giai đoạn:
Giai đoạn

MLCT (ml/phút/1.73 )

Giai đoạn 1: MLCT bình thường hoặc tăng

≥ 90

Giai đoạn 2: MLCT giảm nhẹ

60 – 89

Giai đoạn 3: MLCT giảm trung bình

30 – 59

Giai đoạn 4: MLCT giảm nặng

15 – 29

Giai đoạn 5: MLCT giảm rất nặng

< 15 ( điều trị thay thế)

Suy thận mạn tương ứng với bệnh thận mạn giai đoạn III, IV, V (MLCT < 60
ml/ph/1.73 m2 da).
1.1.4. Các biến chứng của suy thận mạn [2], [21], [22], [23]
Suy thận mạn có thể biểu hiện rất nhiều biến chứng trên các cơ quan khác

nhau. Suy thận mạn ngày càng nặng thì biến chứng càng nhiều và bệnh nhân thường
tử vong do các biến chứng đó.
1.1.4.1. Biến chứng tim mạch
Các biến chứng tim mạch chiếm tỉ lệ cao, là nguyên nhân chính gây tử vong
ở bệnh nhân STM (40-60%) và góp phần làm nặng thêm tình trạng bệnh của bệnh
nhân.
Các biến chứng hay gặp gồm:
−

Tăng huyết áp gặp ở 80-90% bệnh nhân suy thận giai đoạn cuối và thường dẫn

đến hàng loạt biến chứng nặng nề ở tim, não, mắt… làm tăng tỉ lệ tử vong.
− Viêm màng ngoài tim và tràn dịch màng ngoài tim do tăng ure máu.
− Phì đại thất trái và suy tim trái.


13

−

Suy mạch vành, bệnh lí van tim, rối loạn nhịp tim do rối loạn điện giải (tăng
Kali máu), suy tim, bệnh mạch vành.

1.1.4.2. Biến chứng hô hấp
Phù phổi, viêm phế quản, viêm phổi, tràn dịch màng phổi là những biến
chứng thường gặp ở bệnh nhân STM. Phù phổi cấp ở những bệnh nhân STM chủ
yếu bởi tình trạng giữ muối, nước do tăng huyết áp, suy tim, tình trạng lọc máu
không đầy đủ, không duy trì tốt trọng lượng khô.
1.1.4.3. Rối loạn nước, điện giải, thăng bằng kiềm toan
Rối loạn nước điện giải như natri, kali, calci rất thường gặp trong STM. Hay

gặp nhất và cũng là biến chứng nguy hiểm nhất là tăng kali máu, nếu không điều trị
kịp thời sẽ dẫn tới tử vong.
Rối loạn thăng bằng kiềm toan thường gặp chủ yếu là giảm dự trữ kiềm với
tình trạng toan chuyển hóa. Chúng tôi sẽ nói kĩ ở phần sau.
1.1.4.4. Thay đổi về huyết học
Thiếu máu là một biểu hiện thường gặp của STM và là một trong các yếu tố
góp phần làm nặng thêm biến chứng tim mạch. Các rối loạn đông máu làm tăng
nguy cơ xuất huyết, nhất là xuất huyết tiêu hóa.
1.1.4.5. Rối loạn lipid máu
Ngay từ giai đoạn suy thận nhẹ có thể thấy thành phần của apoprotein thay
đổi. Tăng lipid máu chủ yếu là tăng triglycerid. Rối loạn lipid máu thường làm gia
tăng tình trạng xơ vữa động mạch, gây thiếu máu não, nguy hiểm nhất là thiếu máu
cơ tim và nhồi máu cơ tim.
1.1.4.6. Loạn dưỡng xương
Tổn thương xương hậu quả do suy thận mạn là một bệnh xương có nguồn
gốc chuyển hóa, là hậu quả của sự phá hủy nhu mô thận và sự thay đổi cân bằng về
calci – phospho máu. Tổn thương xương có thể xuất hiện ở giai đoạn sớm của STM.
Khi MLCT giảm dưới 50% thì có tới 50% trong số họ có biểu hiện tổn thương mô
học của xương.
1.1.4.7. Biến chứng thần kinh.


14

Tổn thương thần kinh trung ương:
−
−

Bệnh não do ure máu cao: Xảy ra khi bệnh nhân ở giai đoạn nặng.
Rối loạn thần kinh trung ương ở bệnh nhân lọc máu nhân tạo: Do hội chứng

mất cân bằng gặp ở lần chạy thận nhân tạo đầu tiên, biểu hiện là buồn nôn, đau
đầu, rối loạn thị giác, mất thăng bằng, run rẩy, co giật, lú lẫn rồi hôn mê.

Tổn thương thần kinh ngoại biên: Viêm đa dây thần kinh xuất hiện khi suy thận
nặng, biểu hiện bằng giảm tốc độ dẫn truyền thần kinh vận động và cảm giác.
1.1.4.8. Biến chứng tiêu hóa.
Chán ăn là triệu chứng phổ biến ở bệnh nhân suy thận giai đoạn cuối. Có thể
có buồn nôn, nôn hoặc có biểu hiện đau bụng do viêm loét dạ dày tá tràng. Xuất
huyết tiêu hóa do loét dạ dày cũng là triệu chứng khá thường gặp ở những bệnh
nhân STM.
1.1.4.9. Rối loạn dinh dưỡng
Bệnh nhân STM có thể có các rối loạn dinh dưỡng nặng do thiếu protein
năng lượng do chán ăn, chế độ ăn kiêng đạm chặt chẽ…
1.1.4.10. Rối loạn nội tiết
Ở nam giới những rối loạn về chức năng sinh dục như bất thường về tạo tinh
trùng. Nồng độ testosterol huyết tương toàn phần hay tự do giảm vừa phải.
Ở nữ giới bị suy thận mạn có thể gặp rong kinh hoặc mất kinh, vô kinh.
1.1.5. Các phương pháp điều trị suy thận mạn
Có hai phương pháp điều trị suy thận mạn là điều trị bảo tồn và điều trị thay thế
[21], [22], [26].
1.1.5.1. Điều trị bảo tồn suy thận mạn
a. Chỉ định và mục đích của điều trị
Điều trị bảo tồn được chỉ định khi MLCT > 15 ml/phút/ 1.73 m2 da.
Mục đích của điều trị bảo tồn là làm chậm tiến triển của suy thận mạn và ngăn
ngừa các biến chứng của thận suy có thể gây ra.
b. Chế độ ăn trong suy thận mạn: Dựa trên các nguyên tắc [26]

Chế độ ăn giảm đạm, dùng protein có giá trị sinh học cao (đủ các acid amin thiết
yếu và tỉ lệ hấp thu cao), giàu năng lượng, đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng. Đủ

15

vitamin, yếu tố vi lượng và các yếu tố chống thiếu máu. Đảm bảo cân bằng muối,
nước, ít toan, đủ calci và ít phospho.
c. Khống chế tình trạng tăng huyết áp

Tất cả các thuốc hạ huyết áp đều có thể được dùng cho bệnh nhân STM, tuy
nhiên nhóm thuốc chẹn beta giao cảm, ức chế men chuyển và chẹn thụ thể
angiotensin nên là những nhóm thuốc được lựa chọn ưu tiên bởi tác dụng có lợi trên
những bệnh nhân đã có hoặc có nguy cơ bị các biến chứng về tim mạch, nhưng cần
lưu ý các chống chỉ định của các thuốc này.
d. Điều trị rối loạn điện giải

Chủ yếu là tình trạng tăng kali máu. Khi kali máu < 6.5 mmol/ l thì chỉ cần điều
trị nội khoa. Nếu kali máu ≥ 6.5 mmol/l thì cần lọc máu cấp cứu.
e.

Điều trị toan máu
Làm khí máu động mạch giúp đánh giá tình trạng cân bằng toan kiềm. Khi

HCO3- < 22 mmol/l có thể điều chỉnh bằng dung dịch bicarbonat hoặc kiềm dạng
uống. Chúng tôi sẽ nói kĩ ở phần sau.
f.

Điều trị thiếu máu
Điều trị chảy máu nếu có. Điều chỉnh các yếu tố tham gia quá trình tạo máu như

thiếu sắt, thiếu acid folic. Dùng erythropoietin nhằm duy trì nồng độ hemoglobin ở
mức 10 – 11 g/dL. Chỉ định truyền máu nên hạn chế, chỉ khi mất máu cấp hoặc

thiếu máu nặng.
g. Điều trị loạn dưỡng xương

Bổ sung calci hàng ngày (Ossopan, Calci Sandoz) đồng thời cung cấp thêm các
thuốc làm tăng hấp thu calci. Hạn chế phosphat, sữa, pho mát và các thuốc chứa
thành phần phospho.
h. Chống nhiễm khuẩn và giải quyết các ổ hoại tử hoặc xuất huyết

Sử dụng kháng sinh trong suy thận mạn cần chú ý dùng các kháng sinh ít độc
cho thận như ampicillin, erythromycin, pefloxacin, Augmentin, Unasyn…và cần
giảm liều theo mức lọc cầu thận.
i.

Không dùng các chất độc cho thận


16

Khi dùng các loại kháng sinh nhóm aminosid như gentamycin, amikacin… và
nhóm cephalosporin cần phải giảm liều. Các thuốc giảm đau nhóm non-steroid như
indomethacin cần hạn chế.
1.1.5.2. Điều trị thay thế suy thận mạn
a. Lọc máu ngoài thận
−

Thận nhân tạo chu kì

+ Nguyên lí: Dùng máy thận nhân tạo và màng lọc nhân tạo để lọc bớt nước và

các sản phẩm chuyển hóa từ trong máu ra ngoài cơ thể dựa vào sự chênh lệch

nồng độ giữa khoang máu và khoang dịch lọc đồng thời dựa vào sự chênh
lệch áp lực thủy tĩnh và áp lực thẩm thấu.
−

Lọc màng bụng liên tục ngoại trú
+ Nguyên lí: Sử dụng chính màng bụng của bệnh nhân làm màng lọc để đào thải

các sản phẩm chuyển hóa ra ngoài hàng ngày thông qua dịch lọc.
b. Ghép thận
Là biện pháp tối ưu nhất trong điều trị thay thế thận suy, tuy nhiên ghép thận còn
gặp nhiều khó khăn và hạn chế trong điều kiện của nước ta đặc biệt là nguồn thận
ghép.
1.2. Tổng quan rối loạn thăng bằng kiềm toan
1.2.1. Sinh lí điều hòa kiềm toan của cơ thể [18], [27]
Bình thường nồng độ H+ và pH của dịch ngoại bào không thay đổi, và chỉ
thay đổi trong trường hợp nhiễm toan và nhiễm kiềm. Nồng độ H + được duy trì
trong một giới hạn chặt chẽ xung quanh giá trị khoảng 0.00004 mEq/l, giá trị này có
thể thay đổi trong khoảng 3-5 nEq/l. Để đánh giá cân bằng kiềm toan, chúng ta sử
dụng nồng độ H+, nhưng vì con số này quá cồng kềnh, nên người ta dùng logarit của
H+ (pH). Công thức tính pH:
pH = log 1/ [H+]
Bình thường pH dịch ngoại bào được duy trì chặt chẽ trong khoảng 7.35 –
7.45, PaCO2 từ 35-45 mmHg, HCO3- từ 23-28 mmol/l.
Hàng ngày cơ thể sản xuất ra một lượng acid đáng kể, gồm 2 loại:


17

−

HCO3- (acid bay hơi): H+ được tạo ra từ chuyển hóa tế bào tồn tại dưới dạng

CO2 và được thải qua đường hô hấp.
− Các acid cố định (phosphoric, sulfuric, ceton, lactic…): được thải qua nước tiểu.
Cơ thể phản ứng để duy trì pH trong giới hạn bình thường nhờ các hệ đệm
trong và ngoài tế bào, hệ hô hấp và thận. Ba hệ thống này điều hòa nồng độ H+
trong dịch ngoại bào để phòng ngừa nhiễm acid hoặc nhiễm kiềm: (1) Hệ thống
đệm điều hòa bằng cách ngay lập tức kết hợp với acid hoặc base để ngăn chặn sự
thay đổi ion H+ quá mức, (2) Trung tâm hô hấp điều hòa việc loại bỏ CO2 (H2CO3)
khỏi dịch ngoại bào, (3) Thận giúp bài tiết acid hoặc base ra nước tiểu, từ đó điều
chỉnh nồng độ H+ trong dịch ngoại bào trở về bình thường khi cơ thể nhiễm toan
hoặc kiềm. Khi có sự thay đổi nồng độ H +, hệ thống đệm phản ứng một phần để
giảm thiểu sự tăng hoặc giảm nồng độ H+. Tuy nhiên, hệ thống đệm không lấy đi
hoặc thêm H+ vào cơ thể mà chỉ nhờ các phản ứng hóa học, chuyển H + hoặc OHsang những dạng khác nhau cho đến khi cân bằng được tái lập. Hệ thống điều hòa
thứ 2 là hệ hô hấp, thường sẽ phản ứng trong vòng vài phút để loại bỏ CO2 và do
đó, H2CO3 bị loại trừ khỏi cơ thể. Hai hệ thống này giữ cho nồng độ H + không thay
đổi quá nhiều cho đến khi hệ thống thận phản ứng để có thể loại bỏ acid hoặc base
dư thừa trong cơ thể. Mặc dù, thận phản ứng tương đối chậm so với 2 hệ thống trên,
thường từ khoảng vài giờ đến vài ngày, nhưng đây là hệ thống điều tiết hầu hết nồng
độ acid base trong cơ thể.
1.2.1.1. Các hệ thống đệm
Chất đệm là chất có khả năng lấy đi ion H+ hoặc ion OH- khi các ion này xuất
hiện trong dung dịch và làm cho pH của dung dịch thay đổi rất ít.
Hệ đệm thường ở dưới dạng ion H + kết hợp với base yếu để tạo thành 1 acid
yếu, mà có thể phân tách trở lại thành base yếu và H+. Phương trình như sau:
A+H+ HA
Nhìn vào phương trình này, ta thấy: Khi nồng độ H+ tăng, phản ứng chuyển
dịch về phía bên phải làm giảm nồng độ H + và ngược lại, do đó, những thay đổi
nồng độ H+ thường là nhỏ, tuy nhiên lại rất quan trọng. Bình thường cơ thể ăn vào

18

và sản xuất một lượng acid tương đối lớn khoảng 80 mEq, trong khi đó nồng độ H+
trong dịch ngoại bào tương đối thấp chỉ khoảng 0.00004 mEq/l, đó là nhờ các hệ
thống đệm của cơ thể. Nếu không có hệ thống đệm thì lượng acid sản sinh ra sẽ gây
ra sự thay đổi rất lớn với nồng độ H +. Trong số các hệ đệm thì hệ đệm bicarbonate
có vai trò quan trọng nhất trong dịch ngoại bào.
a. Hệ thống đệm bicarbonat

Hệ đệm bicarbonat gồm 2 thành phần: 1 acid yếu H2CO3 và 1 muối HCO3- như
NaHCO3. Phần thứ nhất của hệ đệm là H2CO3, một acid yếu có thể thủy phân thành
CO2 và H2O.
CO2 + H2O  H2CO3
Phản ứng này xảy ra rất chậm trong cơ thể trừ khi có enzyme carbonic
anhydrase (CA). Enzym này đặc biệt có ở thành phế nang phổi cũng như trong các
tế bào biểu mô ống thận, nơi CO2 phản ứng với H2O tạo thành H2CO3. H2CO3
phân li để tạo thành H+ và HCO3-. Phần thứ 2 của hệ đệm là muối bicarbonat,
thường gặp nhất là NaHCO3 dịch ngoại bào. NaHCO3 phân li gần như hoàn toàn để
tạo thành HCO3- và Na+. Như vậy, ta có phương trình sau:
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3Do sự phân li H2CO3 yếu nên nồng độ H+ rất thấp. Khi có một acid mạnh như
HCl được thêm vào hệ đệm, lượng H+ được giải phóng ra từ acid HCl được đệm bởi
HCO3-.
H+ + HCO3-  H2CO3  CO2 + H2O
Như vậy, rất nhiều H2CO3 được tạo thành và phân li thành CO2+ H2O. CO2
tạo thành nhiều sẽ kích thích trung tâm hô hấp gây tăng thông khí và tăng thải CO2.
Tương tự như vậy, các phản ứng diễn ra mạnh mẽ khi thêm NaOH vào hệ đệm.
H2CO3 giảm do kết hợp với NaOH, từ đó giảm thông khí để làm tăng lượng khí
CO2 kết hợp với H2O để bù lại lượng H2CO3.
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3Như vậy, khi cơ thể bị nhiễm toan hoặc kiềm, nhờ hệ thống đệm bicarbonat

đã điều chỉnh pH về mức bình thường.


19

Phản ứng của hệ đệm bicarbonat được biểu thị bằng phương trình Henderson
– Hasselbalch:
pH = 6.1 + log HCO3-/ (0.03 x PCO2)
Từ phương trình này, nếu ta tăng nồng độ HCO3 - làm tăng pH, và gây ra
nhiễm kiềm và ngược lại, khi tăng pCO2, làm giảm pH và làm cân bằng chuyển
sang hướng nhiễm acid.
Ý nghĩa của phương trình này cho biết các yếu tố quyết định điều chỉnh nồng
độ pH và cân bằng acid base trong dịch ngoại bào, cho biết sự kiểm soát sinh lí của
acid và base trong cơ thể. Bình thường, cân bằng acid base trong cơ thể được điều
hòa bởi 2 cơ quan phổi và thận. Các rối loạn acid base sẽ xảy ra khi một trong hai
cơ chế kiểm soát bị suy yếu, hoặc làm thay đổi nồng độ HCO3 - dịch ngoại bào hoặc
thay đổi pCO2. Khi rối loạn acid base bắt nguồn từ sự thay đổi HCO3 - trong dịch
ngoại bào được gọi là rối loạn acid base chuyển hóa, và toan chuyển hóa gây ra khi
giảm nồng độ HCO3- và kiềm chuyển hóa gây ra bởi sự tăng nồng độ HCO3 -.
Nhiễm acid gây ra bởi sự tăng pCO2 gọi là nhiễm toan hô hấp và nhiễm kiềm hô
hấp gây ra bởi sự giảm pCO2.
−

Đường cong chuẩn độ của hệ thống đệm bicarbonat
Hình 1.1 cho thấy những thay đổi pH trong dịch ngoại bào xảy ra khi tỉ lệ

HCO3-/CO2 dịch ngoại bào thay đổi. Khi nồng độ hai thành phần này bằng nhau,
pH bằng với pK của hệ thống đệm bicarbonate (6.1). Khi thêm base vào, một phần
CO2 chuyển thành HCO3- gây ra tăng tỉ lệ HCO3-/CO2  tăng pH như thể hiện
trong phương trình Hederson- Hasselbalch. Khi acid được thêm vào, HCO3 - chuyển

thành CO2 làm giảm tỉ lệ HCO3-/CO2 làm tăng pH trong dịch ngoại bào.


20

Hình 1.1: Đường cong chuẩn hệ thống đệm bicarbonat
Sức mạnh của hệ đệm được xác định bởi số lượng và nồng độ các thành phần
trong hệ đệm. Hệ đệm hiệu quả nhất khi ở phần trung tâm của đường cong chuẩn
độ, nơi mà pH = pK. Hệ thống đệm vẫn còn hiệu quả khi pH thêm bớt 1 đơn vị ở 2
bên của pK. Như vậy, trong hệ đệm bicarbonat, hệ đệm còn hiệu quả khi pH từ 5.1 –
7.1. Vượt ra ngoài giới hạn này, sức mạnh của hệ đệm giảm đi nhanh chóng. Và khi
tất cả CO2 chuyển thành HCO3- hoặc ngược lại thì hệ đệm không còn tác dụng nữa.
Nồng độ tuyệt đối của hệ đệm cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định sức
mạnh hệ đệm. Với nồng độ thấp của hệ đệm chỉ có một lượng nhỏ acid hoặc base
thêm vào đã làm thay đổi pH đáng kể.
Hệ đệm bicarbonat là hệ đệm quan trọng nhất của dịch ngoại bào. Mặc dù
pK hệ đệm không gần với pH dịch ngoại bào và nồng độ HCO3 - và CO2 của hệ
đệm không lớn nhưng hệ đệm này vẫn là hệ đệm ngoại bào mạnh nhất chủ yếu do
hai yếu tố của hệ thống đệm được điều hòa bởi phổi và thận, và kết quả là pH của
dịch ngoại bào được kiểm soát bởi sự loại bỏ hay bổ sung HCO3 - và CO2 bởi phổi
và thận.


21

b. Hệ đệm phosphate HPO42-/ H2PO4-

Mặc dù hệ thống đệm phosphat không quan trọng trong hệ đệm dịch ngoại
bào nhưng nó đóng vai trò rất lớn trong dịch ống thận và dịch nội bào vì phosphat
tập trung nhiều ở ống thận, pH ở vùng này rất gần với pK của hệ thống đệm nên hệ

phosphat hoạt động với khả năng tối đa ở thận.
Các yếu tố chính của hệ đệm phosphate là H2PO4 - và HPO42-. Khi có 1 acid
mạnh như acid HCl thêm vào thì H+ sẽ kết hợp với HPO42- tạo thành H2PO4-. Kết
quả của phản ứng này là 1 acid mạnh được thay bằng 1 acid yếu là H2PO4 - và độ
pH giảm không đáng kể. Cũng tương tự như vậy, khi thêm 1 base mạnh như NaOH,
nó sẽ kết hợp với H2PO4- để tạo thành HPO42- làm pH tăng nhẹ. Hệ thống đệm
phosphat có pK 6.8 gần với pH dịch cơ thể là 7.4 do đó cho phép hệ thống này hoạt
động gần như tối đa trong hệ đệm. Tuy nhiên, nồng độ của nó trong dịch ngoại bào
thấp, chỉ khoảng 8% nồng độ của hệ đệm bicarbonat. Do đó, tổng khả năng đệm của
hệ đệm phosphat trong dịch ngoại bào ít hơn nhiều so với hệ đệm bicarbonat.
Ngược với vai trò ít quan trọng trong hệ đệm dịch ngoại bào, hệ đệm
phosphat đặc biệt quan trọng trong dịch ống thận bởi hai lí do: Nồng độ phosphat
rất cao trong ống thận làm tăng sức mạnh của hệ đệm và dịch ống thận thường có
độ pH thấp hơn so với dịch ngoại bào, nâng khả năng đệm của hệ đệm gần với pK
6.8. Hệ thống đệm phosphat cũng quan trọng trong đệm dịch nội bào vì nồng độ
phosphat trong dịch nội bào rất cao, cao gấp nhiều lần dịch ngoại bào, mà pH của
dịch nội bào thấp hơn so với dịch ngoại bào do đó pK của hệ đệm gần hơn so với
dịch ngoại bào.
c. Hệ thống đệm protein

Hệ đệm được tạo từ các protein tế bào và huyết tương, do có gốc -COOH và
gốc -NH2 do đó, protein có thể hoạt động như hệ thống đệm đồng thời cả toan và
kiềm. Hệ đệm protein là một hệ đệm mạnh của cơ thể đặc biệt ở bên trong tế bào.
Khi có một sự khuếch tán nhỏ của ion H + và HCO3- qua màng tế bào sẽ gây ra sự
thay đổi pH dịch nội bào.Vì vậy, các hệ thống đệm bên trong tế bào giúp ngăn chặn


22

sự thay đổi pH dịch ngoại bào nhưng có thể mất đến nhiều giờ mới đạt hiệu quả tối

đa.
Tất cả các hệ đệm đều được cân bằng với cùng nồng độ ion hydro. Trong cơ
thể, tất cả các hệ thống đệm cùng nhau hoạt động, vì vậy, bất cứ khi nào có sự thay
đổi nồng độ H+ ở dịch ngoại bào thì cân bằng của các hệ thống đệm cùng được thay
đổi. Hiện tượng này gọi là nguyên lí hydro. Ý nghĩa của nguyên lí này là trong điều
kiện bất kì, khi có sự mất cân bằng của bất kì hệ thống đệm nào sẽ dẫn đến các thay
đổi của tất cả các hệ đệm còn lại, bởi vì hệ thống đệm thực sự đệm bằng nhau bằng
cách chuyển dịch H+.
1.2.1.2. Vai trò của hô hấp trong điều hòa cân bằng toan kiềm
CO2 được hình thành liên tục từ quá trình chuyển hóa trong tế bào. Sau khi
được tạo thành, CO2 được khuếch tán từ tế bào vào khoảng kẽ rồi vào máu và theo
máu đến phổi. Ở phổi, CO2 khuếch tán qua các phế nang rồi thải ra ngoài qua động
tác thở ra. Bình thường, có khoảng 1.2 mol/l CO2 hòa tan trong dịch ngoại bào,
tương ứng với pCO2 40 mmHg. Khi chuyển hóa trong cơ thể tăng lên làm nồng độ
CO2 trong dịch ngoại bào tăng lên kích thích trung tâm hô hấp làm tăng thông khí
phế nang và hệ quả là nồng độ CO2 về mức bình thường và ngược lại.
Khi tăng thông khí phổi lên 2 lần bình thường làm tăng pH dịch ngoại bào
lên 0.23 và ngược lại, nếu giảm thông khí phế nang ¼ so với bình thường sẽ làm
giảm pH khoảng 0.45. Như vậy, việc bù trừ bằng hô hấp để làm tăng pH không hiệu
quả như các phản ứng để làm giảm pH. Tuy nhiên, hệ hô hấp không thể đưa nồng
độ H+ trở lại bình thường khi có rối loạn kiềm toan nặng. Khi nồng độ H+ tăng đột
ngột bởi acid dịch ngoài tế bào và pH giảm từ 7.4 7.0, hệ hô hấp chỉ có thể làm
tăng pH về khoảng 7.2 – 7.3 chứ không về được như bình thường. Điều này thường
xảy ra trong khoảng 3-12 phút.
Như vậy, hệ hô hấp trong điều hòa cân bằng acid base là như một hệ đệm kí
bởi vì nó phản ứng rất nhanh và giữ cho nồng độ H + ở mức gần với bình thường cho
đến khi có sự đáp ứng của thận để loại bỏ sự mất cân bằng. Nhìn chung, hệ hô hấp


23

đệm mạnh hơn khoảng 1-2 lần so với tất cả các hệ đệm hóa học trong dịch ngoại
bào kết hợp lại.
1.2.1.3. Vai trò của thận trong điều hòa cân bằng kiềm toan
Thận kiểm soát cân bằng acid base bằng sự bài tiết hoặc acid hoặc base ra
nước tiểu. Cơ chế bài tiết acid, base qua nước tiểu bởi thận: Lượng HCO3 - được lọc
liên tục qua các ống thận và nếu chúng bài tiết vào nước tiểu sẽ loại bỏ được base
trong máu. Một lượng lớn H + cũng được tiết vào lòng ống thận bởi các tế bào biểu
mô, do đó loại bỏ acid ra khỏi máu. Nếu nhiều H + được bài tiết hơn HCO3 - được
lọc, sẽ gây ra mất acid trong dịch ngoại bào và ngược lại.
Mỗi ngày cơ thể sản xuất 80 mEq acid không bay hơi, chủ yếu từ sự trao đổi
protein. Những acid này không thể bài tiết qua phổi và chỉ nhờ thận mới đào thải ra
ngoài được. Ngoài ra, thận còn có chức năng rất quan trọng là ngăn chặn HCO3 - mất
qua nước tiểu. Mỗi ngày thận lọc khoảng 4320 mEq HCO3 -, hầu hết HCO3- đều được
tái hấp thu từ các ống lượn để đảm bảo duy trì pH thích hợp. Cả hai quá trình tái hấp
thu HCO3- và bài tiết H+ đều được thực hiện thông qua quá trình bài tiết H + bởi ống
thận. Do H2CO3 phân li ra H+ và HCO3- nên khi HCO3- được tái hấp thu thì 4320
mEq H+ cũng được bài tiết ra nước tiểu mỗi ngày. Thêm vào đó, 80 mEq H + cũng
được bài tiết khỏi cơ thể từ các acid không bay hơi sản xuất ra mỗi ngày, như vậy,
tổng lượng H+ bài tiết là 4400 mEq/ngày. Khi lượng H+ trong dịch ngoại bào giảm,
thận không tái hấp thu tất cả lượng HCO3 - được lọc mà tăng bài tiết HCO3-. Vì
HCO3- thường đệm với H+ trong dịch ngoại bào do đó, khi mất 1 HCO3- có nghĩa là
thêm 1 H+ trong dịch ngoại bào. Như vậy, trong nhiễm kiềm, bài tiết HCO3- tăng lên
làm H+ trở về mức bình thường. Trong nhiễm acid, thận không làm tăng bài tiết
bicarbonat ra nước tiểu mà tăng tái hấp thu HCO3- được lọc và sản xuất các HCO3 mới để thêm vào dịch ngoại bào. Điều này làm giảm nồng độ H+ trong dịch ngoại bào
trở về mức bình thường. Như vậy, thận điều hòa nồng độ H+ trong dịch ngoại bào nhờ
3 cơ chế cơ bản: (1) bài tiết H +, (2) tái hấp thu HCO3- đã được lọc và (3) sản xuất các
HCO3- mới.
a. Sự bài tiết ion H+, tái hấp thu ion HCO3-

24

Sự bài tiết H+ và tái hấp thu HCO3- xảy ra ở hầu hết các đoạn của ống thận
trừ phần xuống và lên của đoạn mỏng quai Henle. Khoảng 80-90 % tái hấp thu
bicarbonat và bài tiết H+ xảy ra ở ống lượn gần, một phần nhỏ được tái hấp thu ở
ống lượn xa và ống góp. Khoảng 10% bicarbonat được tái hấp thu ở phần dày
nhánh lên của quai henle, số còn lại được tái hấp thu qua ống lượn xa và ống góp.
−

Tái hấp thu HCO3- và bài tiết H+ ở ống lượn gần (hình 1.2)
Tái hấp thu HCO3- và bài tiết H+ nhờ cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát ở

các đoạn ống thận. Các tế bào biểu mô ống lượn gần, đoạn dày của nhánh lên quai
Henle và phần đầu của ống lượn xa tất cả bài tiết H+ vào dịch ống thận bởi kênh
Na+ - H+ đồng vận chuyển ngược chiều. Vận chuyển tích cực thứ phát H + cùng với
vận chuyển Na+ vào trong tế bào ở màng đáy bởi bơm Na+ - H+ và năng lượng cho
sự bài tiết H+ chống lại gradient nồng độ được sinh ra từ gradient của Natri bên
trong tế bào.

Hình 1.2: Tái hấp thu HCO3- và bài tiết H+ ở ống lượn gần
Sự chênh lệch nồng độ này được tạo thành từ bơm Na+ - K+ ATPase ở màng đáy
bên. Hơn 90% HCO3- được tái hấp thu theo kiểu này, đòi hỏi khoảng 3900 mEq H +
được bài tiết mỗi ngày qua ống thận. Cơ chế này không làm tăng nồng độ H+ trong
dịch lòng ống thận, dịch ống thận trở lên rất acid chỉ khi ở ống góp và ống dẫn.
Quá trình bài tiết H+ bắt đầu khi CO2 khuếch tán qua tế bào ống thận hoặc
được tạo thành từ quá trình chuyển hóa trong tế bào ống thận. Dưới tác dụng của


25

enzyme CA, CO2 kết hợp với H2O để tạo thành H2CO3 sau đó sẽ phân li thành
HCO3- và H+. H+ được bài tiết từ tế bào qua màng đáy vào ống thận nhờ vận chuyển
ngược chiều qua bơm Na+ - H+. Khi 1 ion Na+ từ ngoài lòng ống gắn với 1 protein
mang cùng lúc đó H+ trong tế bào cũng gắn với protein mang. Na+ chuyển vào trong tế
bào làm giảm chênh lệch nồng độ giữa 2 phía của màng nhờ bơm Na + - K+ ATPase ở
màng đáy bên. Sự chênh lệch nồng độ Na+ qua màng tế bào cung cấp năng lượng cho
sự vận chuyển trực tiếp H+ từ trong tế bào ra ống thận. HCO3 - sinh ra trong tế bào
được chuyển qua màng đáy đến dịch kẽ thận rồi vào trong máu ngoại vi. Sự vận
chuyển HCO3- qua màng đáy bên được thuận lợi bởi 2 cơ chế: (1) đồng vận chuyển
Na+ -HCO3-, (2) kênh trao đổi Cl- - HCO3-. Như vậy, mỗi lần H+ được hình thành trong
tế bào biểu mô ống thận thì 1 HCO3- cũng được hình thành và giải phóng vào máu.
−

Bài tiết H+ ở ống lượn xa và ống góp (hình 1.3)
Ở ống lượn xa và ống góp, các tế bào biểu mô ống thận bài tiết H+ theo cơ

chế vận chuyển chủ động nguyên phát. Đặc điểm của cơ chế vận chuyển này có sự
khác nhau ở ống lượn gần, quai henle và phần đầu ống lượn xa. Cơ chế này xảy ra
tại màng tế bào của ống lượn xa và ống góp, H + được vận chuyển trực tiếp bởi một
loại protein đặc biệt, kênh H+ ATPase. Năng lượng cần thiết cho hoạt động của bơm
H+ lấy từ việc phân hủy ATP. H+ được bài tiết trong các tế bào này qua 2 bước: Ban
đầu CO2 sinh ra trong tế bào kết hợp với H2O để tạo thành H2CO3, H2CO3 phân li
thành H+ và HCO3-. HCO3- được tái hấp thu vào máu còn H+ được bài tiết vào lòng
ống thận nhờ bơm H+ ATPase. Như vậy, mỗi HCO3 - được tái hấp thu thì có 1 H+
được bài tiết cũng tương tự như quá trình ở ống lượn gần. Sự khác nhau chính là H+
vận chuyển qua màng đáy bởi bơm H + thay thế cho cơ chế đồng vận chuyển ngược
chiều bơm Na+- H+ ở ống lượn gần. Mặc dù, sự bài tiết H + ở đoạn cuối ống lượn xa
và ống góp chỉ khoảng 5% tổng lượng H + bài tiết nhưng cơ chế này rất quan trọng
để tạo pH nước tiểu. Ở ống lượn gần, mặc dù có một lượng lớn H+ được bài tiết,

nhưng nồng độ H+ chỉ tăng gấp 3 - 4 lần và như vậy chỉ làm giảm pH nước tiểu
xuống 6.7. Trong khi đó, nồng độ H + có thể tăng gấp 900 lần ở đoạn cuối ống lượn
xa và ống góp, do đó làm giảm pH nước tiểu xuống còn 4.5.