GIỚI THIỆU
Nồng độ canxi huyết tương (hoặc huyết thanh) thường được báo cáo theo đơn vị mg/dL tại Hoa Kỳ, mmol/L ở nhiều quốc gia khác và mEq/L tại một số phòng xét nghiệm. Mối liên hệ giữa các đơn vị này được xác định bởi các phương trình sau:
$$\text{mmol/L} = \frac{\text{mg/dL} \times 10}{\text{Khối lượng mol}}$$
$$\text{mEq/L} = \text{mmol/L} \times \text{Hóa trị}$$
Vì khối lượng mol của canxi là 40 và hóa trị là +2, nên 1 mg/dL tương đương với 0,25 mmol/L và 0,5 mEq/L. Theo đó, khoảng tham chiếu bình thường của nồng độ canxi huyết thanh toàn phần từ 8,8 đến 10,3 mg/dL tương đương với 2,2 đến 2,6 mmol/L và 4,4 đến 5,2 mEq/L.
CÁC YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH NỒNG ĐỘ CANXI HUYẾT THANH
Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bao gồm ba phân đoạn 1,2:
- Khoảng 15% gắn với các anion hữu cơ và vô cơ như sulfate, phosphate, lactate và citrate.
- Khoảng 40 đến 45% gắn với protein, chủ yếu là albumin.
- Khoảng 40 đến 45% còn lại tồn tại dưới dạng canxi ion hóa (hoặc canxi tự do), có hoạt tính sinh học. Nồng độ canxi ion hóa trong huyết thanh được điều hòa chặt chẽ bởi hormone tuyến cận giáp (PTH) và vitamin D, đồng thời có thể bị thay đổi bởi nhiều yếu tố khác. (Xem ‘Thay đổi phân đoạn ion hóa nhưng không thay đổi canxi toàn phần’ bên dưới.)
Sự dao động rộng trong khoảng nồng độ canxi toàn phần bình thường trong huyết thanh có lẽ là do sự biến thiên về nồng độ albumin huyết thanh và tình trạng hydrat hóa của bệnh nhân.
Do đó, việc chỉ đo nồng độ canxi huyết thanh toàn phần thường gây hiểu lầm vì chỉ số này có thể thay đổi mà không ảnh hưởng đến nồng độ canxi ion hóa 3. Ngoài ra, phân đoạn ion hóa có thể thay đổi mà không kèm theo sự thay đổi nồng độ canxi huyết thanh toàn phần.
Thay đổi canxi toàn phần nhưng không thay đổi canxi ion hóa
Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bất thường trong khi nồng độ canxi ion hóa bình thường có thể xuất hiện ở bệnh nhân giảm albumin máu, tăng albumin máu và đa u tủy xương. Nếu canxi toàn phần thấp nhưng canxi ion hóa bình thường, tình trạng này được gọi là giả hạ canxi máu. Nếu canxi toàn phần cao trong bối cảnh canxi ion hóa bình thường, tình trạng này được gọi là giả tăng canxi máu.
Giảm albumin máu
Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần thay đổi tương ứng với nồng độ albumin. Do đó, giảm albumin máu do bệnh lý gan hoặc thận thường đi kèm với hạ canxi máu. Ngược lại, globulin chỉ gắn kết rất ít với canxi, và những thay đổi về nồng độ globulin thường không gây ra biến đổi đáng kể về nồng độ canxi, ngoại trừ trường hợp tăng globulin máu rõ rệt trong đa u tủy xương.
Trong bối cảnh giảm albumin máu, các bác sĩ lâm sàng thường cố gắng ước tính nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bằng nhiều công thức hiệu chỉnh dựa trên nồng độ albumin. Theo truyền thống, một trong những phương trình được sử dụng rộng rãi nhất trên lâm sàng giả định rằng nồng độ canxi huyết thanh sẽ giảm 0,8 mg/dL (0,2 mmol/L) cho mỗi 1,0 g/dL (10 g/L) giảm của albumin huyết thanh. Theo đó, nồng độ canxi huyết thanh đo được sẽ được hiệu chỉnh cho tình trạng giảm albumin máu bằng phương trình sau (trong đó nồng độ canxi [Ca] tính bằng mg/dL và nồng độ albumin [Alb] tính bằng g/dL):
$$\text{Ca}_{\text{hiệu chỉnh}} = \text{Ca}_{\text{toàn phần đo được}} + (0,8 \times (4,0 – [\text{Alb}]))$$
Mặc dù công thức này đã được áp dụng phổ biến trong nhiều thập kỷ, các nghiên cứu gần đây cho thấy độ chính xác của phương pháp ước tính này khá thấp ở nhiều nhóm đối tượng, bao gồm bệnh nhân hồi sức tích cực và bệnh nhân bệnh thận mạn (CKD) giai đoạn tiến triển 4-10. Hiệu quả kém của các công thức hiệu chỉnh canxi ở nhóm bệnh nhân này có thể được giải thích một phần bởi tình trạng toan chuyển hóa, vốn có thể dẫn đến việc đánh giá thấp nồng độ canxi ion hóa (xem ‘Rối loạn thăng bằng kiềm-toan’ bên dưới). Nhiều công thức thay thế đã được phát triển để dự đoán nồng độ canxi ion hóa từ các chỉ số xét nghiệm thường quy 11-14. Mặc dù các chiến lược mới này có thể cải thiện độ chính xác so với các phương pháp truyền thống, việc thẩm định thêm tính hiệu quả của chúng ở các tình huống lâm sàng, cơ sở y tế và quần thể bệnh nhân khác là cần thiết trước khi đưa vào thực hành thường quy. Do đó, dựa trên những hạn chế về độ chính xác của các công thức hiệu chỉnh canxi, việc đo trực tiếp nồng độ canxi ion hóa vẫn là tiêu chuẩn vàng để đánh giá tình trạng canxi của người bệnh.
Tăng albumin máu
Tình trạng tăng nồng độ albumin huyết thanh dẫn đến tăng canxi huyết thanh có thể do mất dịch ngoại bào hoặc do dịch di chuyển ra khỏi lòng mạch, ví dụ như trường hợp garô quá chặt 15. Tăng albumin máu cũng được ghi nhận ở các vận động viên tiêu thụ chế độ ăn rất giàu protein (hơn 2 g protein trên mỗi kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày) 16.
Đa u tủy xương
Đa u tủy xương có thể gây giả tăng canxi máu thông qua cơ chế khác ngoài tăng albumin máu. Trong một số trường hợp hiếm gặp, protein đơn dòng của tủy xương gắn kết với canxi với ái lực cao, có khả năng dẫn đến tăng rõ rệt nồng độ canxi huyết thanh toàn phần 17-19. Vì đa u tủy xương thường liên quan đến tình trạng tăng canxi máu thực sự do các tổn thương tiêu xương, việc đo nồng độ canxi ion hóa có thể giúp phân biệt hai tình trạng này. Tương tự, việc không có các triệu chứng của tăng canxi máu thường là manh mối quan trọng gợi ý rằng phân đoạn ion hóa vẫn bình thường trong giả tăng canxi máu và các phương pháp điều trị nhằm hiệu chỉnh canxi máu là không cần thiết.
Tình trạng tăng protein máu trong đa u tủy xương cũng có thể gây tăng giả tạo nồng độ phosphate huyết thanh 20. Cơ chế liên quan đến sự cản trở các xét nghiệm dựa trên molybdate thường được sử dụng để đo nồng độ phosphate huyết thanh.
Thay đổi phân đoạn ion hóa nhưng không thay đổi canxi toàn phần
Các thay đổi quan trọng về mặt sinh lý đối với nồng độ canxi ion hóa có thể xảy ra mà không kèm theo sự thay đổi nồng độ canxi huyết thanh toàn phần.
Rối loạn thăng bằng kiềm-toan
Rối loạn thăng bằng kiềm-toan có thể dẫn đến những thay đổi về nồng độ canxi ion hóa. Sự gia tăng pH ngoại bào (kiềm máu) làm tăng khả năng gắn kết của canxi với albumin, từ đó làm giảm nồng độ canxi ion hóa trong huyết thanh 21. Nồng độ canxi ion hóa giảm khoảng 0,16 mg/dL (0,04 mmol/L hoặc 0,08 mEq/L) trong nhiễm kiềm hô hấp cấp tính cho mỗi 0,1 đơn vị tăng pH 21. Do đó, nhiễm kiềm hô hấp cấp tính, như trong hội chứng tăng thông khí, có thể gây ra các triệu chứng hạ canxi máu bao gồm chuột rút, dị cảm, co cứng và co giật, mặc dù tình trạng kiềm máu mới là vấn đề tiên quyết. Mối tương quan này cũng đúng trên môi trường in vitro khi thay đổi pH trong các mẫu máu toàn phần hoặc huyết thanh 22.
Nồng độ canxi ion hóa cũng giảm đáng kể trong nhiễm kiềm hô hấp mạn tính. Tuy nhiên, sự sụt giảm canxi ion hóa trong trường hợp này không phải do tăng gắn kết canxi, vì cơ chế thích nghi của thận làm giảm nồng độ bicarbonate huyết thanh và hạn chế sự gia tăng pH ngoại bào. Tình trạng hạ canxi máu trong bối cảnh này xuất phát từ cả suy tuyến cận giáp tương đối và sự kháng của thận đối với PTH, dẫn đến tăng canxi niệu 23. Cơ chế cụ thể giải thích cho các thay đổi này vẫn chưa được hiểu rõ. (Xem “Rối loạn thăng bằng kiềm-toan đơn thuần và hỗn hợp”).
Trong nhiễm toan chuyển hóa mạn tính, sự gia tăng canxi ion hóa do giảm gắn kết với albumin có thể không được ghi nhận khi đo nồng độ canxi toàn phần 4,5. Ví dụ, trong một nghiên cứu, nồng độ canxi huyết thanh toàn phần đã đánh giá thấp tình trạng tăng canxi máu ở những bệnh nhân mới ghép thận 5. Điều này chủ yếu được giải thích bởi tỷ lệ mắc nhiễm toan chuyển hóa cao ở những bệnh nhân này.
Sự gắn kết của canxi với albumin gây ra bởi sự gia tăng pH ngoại bào có thể quan trọng ở những bệnh nhân mắc bệnh thận mạn (CKD) giai đoạn nặng, những người thường có cả hạ canxi máu và nhiễm toan chuyển hóa (vốn có xu hướng làm tăng nồng độ canxi ion hóa). Việc điều trị nhiễm toan chuyển hóa bằng liệu pháp bicarbonate hoặc chạy thận nhân tạo có thể làm giảm nồng độ canxi ion hóa 24,25, điều này có khả năng làm trầm trọng thêm tình trạng hạ canxi máu sẵn có và thúc đẩy các triệu chứng như co cứng cơ 25.
Hormone tuyến cận giáp (PTH)
PTH có thể làm giảm khả năng gắn kết của canxi với albumin, từ đó làm tăng nồng độ canxi ion hóa bằng cách giảm phân đoạn canxi gắn protein. Kết quả là tỷ lệ canxi ion hóa trên canxi toàn phần tăng lên ở những bệnh nhân có nồng độ PTH cao 26. Tuy nhiên, một nghiên cứu trên nhóm lớn bệnh nhân cho thấy độ nhạy của nồng độ canxi ion hóa và canxi toàn phần trong chẩn đoán cường tuyến cận giáp nguyên phát là tương đương nhau 27, cho thấy ảnh hưởng này của PTH lên sự gắn kết canxi với protein không có ý nghĩa lớn về mặt chẩn đoán. (Xem “Cường tuyến cận giáp nguyên phát: Chẩn đoán, chẩn đoán phân biệt và đánh giá”, mục ‘Giới thiệu’.)
Tăng phosphate máu
Tăng phosphate máu cấp tính (ví dụ như khi phosphate được giải phóng từ tế bào do sự gia tăng đáng kể tình trạng hủy tế bào) có thể làm giảm nồng độ canxi ion hóa trong huyết thanh do gắn kết với canxi trong máu. Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần cũng sẽ giảm trong thời gian ngắn do phức hợp canxi-phosphate kết tủa và lắng đọng tại các mô mềm. (Xem “Nguyên nhân gây hạ canxi máu ở người trưởng thành”.)
TÓM TẮT
Các yếu tố quyết định nồng độ canxi huyết thanh – Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bao gồm ba phân đoạn (xem ‘Các yếu tố quyết định nồng độ canxi huyết thanh’ ở trên):
- 15% gắn với các anion hữu cơ và vô cơ.
- 40 đến 45% gắn với albumin.
- 40 đến 45% là canxi ion hóa (hoặc canxi tự do), có hoạt tính sinh học.
Thay đổi canxi toàn phần nhưng không thay đổi canxi ion hóa – Việc chỉ đo nồng độ canxi huyết thanh toàn phần thường gây hiểu lầm; do đó, đo nồng độ canxi ion hóa vẫn là tiêu chuẩn vàng để đánh giá tình trạng canxi. Các tình huống lâm sàng mà canxi toàn phần có thể thay đổi mà không ảnh hưởng đến nồng độ canxi ion hóa bao gồm:
- Giảm albumin máu, do phần lớn canxi lưu thông dưới dạng gắn với albumin.
- Tăng albumin máu, có thể xảy ra khi mất dịch ngoại bào hoặc dịch di chuyển ra khỏi lòng mạch do garô quá chặt, và cũng có thể là hệ quả của chế độ ăn rất giàu protein.
- Một số trường hợp đa u tủy xương, trong đó canxi gắn với globulin miễn dịch đơn dòng (xem ‘Đa u tủy xương’ ở trên).
Thay đổi phân đoạn ion hóa nhưng không thay đổi canxi toàn phần – Phân đoạn ion hóa có thể thay đổi mà không kèm theo sự thay đổi nồng độ canxi huyết thanh toàn phần, như trong các trường hợp:
- Rối loạn thăng bằng kiềm-toan, trong đó sự gia tăng pH máu làm tăng khả năng gắn kết của canxi với albumin, từ đó làm giảm phân đoạn ion hóa (xem ‘Rối loạn thăng bằng kiềm-toan’ ở trên).
- Cường tuyến cận giáp, làm tăng canxi ion hóa bằng cách giảm lượng canxi gắn với albumin (xem ‘Hormone tuyến cận giáp’ ở trên).
- Tăng phosphate máu, làm tăng phân đoạn gắn với các anion vô cơ, dẫn đến giảm canxi ion hóa (xem ‘Tăng phosphate máu’ ở trên).