dontbemed

Hướng dẫn lâm sàng theo y học chứng cứ

Mối liên quan giữa nồng độ calci huyết thanh toàn phần và calci ion hóa

MỤC LỤC

GIỚI THIỆU

Nồng độ canxi huyết tương (hoặc huyết thanh) thường được báo cáo bằng đơn vị mg/dL ở Hoa Kỳ, mmol/L ở nhiều quốc gia khác, và mEq/L bởi một số phòng thí nghiệm. Mối quan hệ giữa các đơn vị này được xác định bằng các phương trình sau:

mmol/L = [mg/dL x 10] ÷ Mol wt

mEq/L = mmol/L x Valence

Vì trọng lượng phân tử (Mol wt) của canxi là 40 và điện tích là +2, nên 1 mg/dL tương đương với 0.25 mmol/L và 0.5 mEq/L. Do đó, khoảng 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 phần trăm liên kết với nhiều anion hữu cơ và vô cơ như sulfate, phosphate, lactate và citrate.

Khoảng 40 đến 45 phần trăm liên kết với protein, chủ yếu là albumin.

40 đến 45 phần trăm còn lại lưu thông dưới dạng canxi ion hóa (hoặc tự do) có hoạt tính sinh lý. Nồng độ canxi huyết thanh ion hóa được điều chỉnh chặt chẽ bởi hormone tuyến cận giáp (PTH) và vitamin D, và có thể bị thay đổi bởi nhiều yếu tố khác nhau. (Xem “Thay đổi phân đoạn ion hóa nhưng không thay đổi canxi toàn phần” bên dưới.)

Phạm vi rộng của nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bình thường có thể là do sự thay đổi nồng độ albumin trong huyết thanh và sự thay đổi trạng thái hydrat hóa.

Do đó, việc đo nồng độ canxi huyết thanh toàn phần một mình thường gây hiểu lầm vì thông 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 làm thay đổi nồng độ canxi huyết thanh toàn phần.

Thay đổi nồng độ canxi toàn phần nhưng không phải canxi ion hóa

Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bất thường khi nồng độ canxi ion hóa bình thường có thể xảy ra ở bệnh nhân bị giảm albumin máu, tăng albumin máu và u myeloma đa ổ. Nếu canxi huyết thanh toàn phần thấp nhưng canxi ion hóa bình thường, nó được gọi là hạ canxi máu giả. Nếu canxi huyết thanh toàn phần cao trong điều kiện canxi ion hóa bình thường, nó được gọi là tăng canxi máu giả.

Hạ albumin máu

Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần sẽ thay đổi song song với nồng độ albumin. Do đó, hạ albumin máu do bệnh gan hoặc thận có liên quan đến hạ canxi máu. So sánh, globulin chỉ liên kết canxi ở mức tối thiểu, và sự thay đổi mức globulin thường không liên quan đến thay đổi đáng kể nồng độ canxi, ngoại trừ trường hợp tăng globulin máu rõ rệt trong bệnh đa u tủy.

Trong trường hợp hạ albumin máu, các bác sĩ lâm sàng đã cố gắng ước tính nồng độ canxi huyết thanh toàn phần bằng cách sử dụng nhiều công thức hiệu chỉnh khác nhau có tính đến nồng độ albumin. Theo truyền thống, một trong những phương trình được sử dụng rộng rãi nhất để ước tính nồng độ canxi toàn phần trong thực hành lâm sàng giả định rằng canxi huyết thanh giảm 0,8 mg/dL (0,2 mmol/L) cho mỗi mức giảm 1,0 g/dL (10 g/L) trong nồng độ albumin huyết thanh. Do đó, trong tính toán này, nồng độ canxi huyết thanh đo được sẽ được hiệu chỉnh cho sự hiện diện của hạ albumin máu bằng công thức sau, trong đó nồng độ canxi (Ca) và albumin (Alb) huyết thanh được đo lần lượt bằng đơn vị mg/dL và g/dL:

Corrected [Ca] = Measured total [Ca] + (0.8 x (4.0 – [Alb]))

Mặc dù công thức này đã được sử dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng trong nhiều thập kỷ qua, các nghiên cứu đương đại hơn cho thấy độ chính xác của ước tính này khá kém ở nhiều nhóm dân số khác nhau, bao gồm bệnh nhân nhập viện vì bệnh nặng và bệnh nhân mắc bệnh thận mạn tính (CKD) giai đoạn tiến triển 4-10. Hiệu suất kém của các công thức hiệu chỉnh canxi ở bệnh nhân bệnh nặng và CKD có thể được giải thích một phần bằng sự hiện diện của toan chuyển hóa, điều này có thể dẫn đến đánh giá thấp canxi ion hóa (xem ‘Rối loạn toan-bazơ’ bên dưới). Các công thức thay thế đã được phát triển để dự đoán canxi ion hóa từ một số phép đo xét nghiệm thường quy 11-14. Mặc dù các chiến lược mới hơn này có thể cung cấp độ chính xác được cải thiện so với các phương pháp truyền thống để dự đoán canxi ion hóa, việc xác nhận thêm về hiệu quả của chúng trong các kịch bản lâm sàng, cơ sở và nhóm bệnh nhân khác là cần thiết để biện minh cho việc đưa chúng vào thực hành lâm sàng thường quy. Do đó, dựa trên những sai sót tiềm tàng của các công thức hiệu chỉnh canxi, việc đo canxi ion hóa vẫn là tiêu chuẩn vàng để đánh giá tình trạng canxi.

Tăng albumin huyết

Tăng nồng độ albumin huyết thanh, dẫn đến tăng canxi huyết thanh, có thể được gây ra do giảm thể tích ngoại bào hoặc do dịch di chuyển ra khỏi không gian mạch máu do, ví dụ, băng quấn chặt 15. Tăng albumin huyết cũng đã được báo cáo ở các vận động viên tiêu thụ chế độ ăn rất giàu protein (hơn 2 g protein trên kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày) 16.

U myeloma đa dòng

U myeloma có thể gây tăng canxi máu giả bằng cơ chế khác với tăng albumin máu. Hiếm khi, một protein myeloma đơn dòng liên kết với canxi với ái lực cao, có khả năng dẫn đến tăng đáng kể nồng độ canxi huyết thanh toàn phần 17-19. Vì u myeloma đa dòng thường liên quan đến tăng canxi máu thực sự liên quan đến các tổn thương tiêu xương, việc đo canxi ion hóa có thể giúp phân biệt các thực thể này. Tương tự, việc không có triệu chứng tăng canxi máu thường là một manh mối lớn cho thấy phân đoạn ion hóa là bình thường trong tăng canxi máu giả và liệu pháp nhằm điều chỉnh tăng canxi máu không được chỉ định.

Tình trạng tăng protein máu trong u myeloma cũng có thể gây tăng giả nồng độ phosphate huyết thanh 20. Cơ chế này liên quan đến sự can nhiễu với xét nghiệm 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

Những thay đổi quan trọng về mặt sinh lý trong nồng độ canxi ion hóa có thể xảy ra mà không làm thay đổi nồng độ canxi toàn phần trong huyết thanh.

Rối loạn toan-kiềm

Rối loạn toan-kiềm có thể dẫn đến thay đổi nồng độ canxi ion hóa. Tăng pH ngoại bào (kiềm máu) làm tăng sự liên kết của canxi với albumin, từ đó làm giảm nồng độ canxi ion hóa huyết thanh 21. Sự giảm canxi ion hóa với tình trạng kiềm hô hấp cấp tính xấp xỉ 0,16 mg/dL (0,04 mmol/L hoặc 0,08 mEq/L) cho mỗi lần tăng 0,1 đơn vị pH 21. Do đó, kiềm hô hấp cấp tính, như trong hội chứng tăng thông khí, có thể gây ra các triệu chứng của hạ canxi máu, bao gồm chuột rút, dị cảm, co giật cơ và co giật, mặc dù tình trạng kiềm máu có khả năng là quan trọng hơn. Mối quan hệ tương tự cũng đúng trong ống nghiệm khi pH thay đổi trong các mẫu máu toàn phần hoặc huyết thanh 22.

Cũng có sự giảm đáng kể nồng độ canxi ion hóa trong kiềm hô hấp mạn tính. Tuy nhiên, sự giảm canxi ion hóa trong trường hợp này không phải do tăng liên kết canxi vì sự thích nghi của thận làm giảm nồng độ bicarbonate huyết thanh và giảm thiểu sự tăng pH ngoại bào. Hạ canxi máu trong trường hợp này là do cả suy tuyến cận giáp tương đối và kháng thận đối với PTH, dẫn đến tăng calci niệu 23. Nguyên nhân gây ra những thay đổi này chưa được hiểu rõ. (Xem “Rối loạn toan-kiềm đơn giản và hỗn hợp”.)

Trong tình trạng toan chuyển hóa mạn tính, sự tăng canxi ion hóa do ít liên kết với albumin có thể không được nhận biết bằng cách đo nồng độ canxi toàn phần 4,5. Ví dụ, trong một nghiên cứu, canxi huyết thanh toàn phần đã đánh giá thấp chẩn đoán tăng canxi máu ở những người nhận ghép thận mới 5. Điều này chủ yếu được giải thích bằng tỷ lệ cao của toan chuyển hóa trong những bệnh nhân này.

Sự liên kết của canxi với albumin do tăng pH ngoại bào có thể quan trọng ở những bệnh nhân mắc Bệnh thận mạn tính (CKD) nặng, những người thường bị cả hạ canxi máu và toan chuyển hóa, điều này có xu hướng làm tăng nồng độ canxi ion hóa. Điều trị toan chuyển hóa bằng liệu pháp bicarbonate hoặc lọc máu có thể làm giảm nồng độ canxi ion hóa 24,25, điều này có thể làm trầm trọng thêm tình trạng hạ canxi máu có sẵn và gây ra các triệu chứng như co giật cơ 25.

Hormone tuyến cận giáp

PTH có thể làm giảm sự liên kết của canxi với albumin và do đó làm tăng canxi ion hóa bằng chi phí của phân đoạn liên kết protein, dẫn đến tỷ lệ canxi ion hóa trên canxi toàn phần tăng lên ở bệnh nhân có mức PTH cao 26. Mặt khác, độ nhạy của nồng độ canxi ion hóa và canxi toàn phần trong chẩn đoán tăng cận giáp nguyên phát là giống nhau ở một nhóm lớn bệnh nhân 27, cho thấy rằng tác động của PTH lên sự liên kết protein của canxi không có ý nghĩa chẩn đoán. (Xem “Tăng cận giáp nguyên phát: Chẩn đoán, chẩn đoán phân biệt và đánh giá”, phần ‘Giới thiệu’.)

Tăng Phosphate Máu

Tăng phosphate máu cấp tính (như trường hợp phosphate được giải phóng từ tế bào do tăng đáng kể sự phân hủy tế bào) có thể làm giảm nồng độ canxi huyết thanh ion hóa bằng cách liên kết với canxi lưu thông. Nồng độ canxi huyết thanh toàn phần cũng sẽ giảm trong thời gian ngắn khi canxi-phosphate kết tủa và lắng đọng trong mô mềm. (Xem “Nguyên nhân gây hạ canxi máu ở người lớn”.)

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 phần trăm liên kết với các anion hữu cơ và vô cơ.

40 đến 45 phần trăm liên kết với albumin.

40 đến 45 phần trăm là canxi ion hóa (hoặc tự do) có hoạt tính sinh lý.

Thay đổi nồng độ canxi toàn phần nhưng không thay đổi canxi ion hóa – Việc đo nồng độ canxi huyết thanh toàn phần một mình thường gây hiểu lầm; do đó, việc đo 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:

Hipoalbuminemia vì một phần lớn canxi lưu thông khi liên kết với albumin

Tăng albumin máu, như có thể xảy ra khi giảm thể tích ngoại bào hoặc do dịch di chuyển ra khỏi không gian mạch máu do băng quấn chặt, và cũng có thể là kết quả của chế độ ăn rất giàu protein

Một số trường hợp u myeloma đa u, trong đó canxi liên kết với immunoglobulin đơn dòng (xem ‘U myeloma đa u’ 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 làm thay đổi nồng độ canxi huyết thanh toàn phần, chẳng hạn như:

Rối loạn toan kiềm, trong đó sự tăng pH máu có thể tăng cường liên kết của canxi với albumin, do đó làm giảm phân đoạn ion hóa (xem ‘Rối loạn toan kiềm’ ở trên)

Tăng cận giáp, làm tăng canxi ion hóa bằng chi phí của canxi liên kết với albumin (xem ‘Hormone tuyến cận giáp’ ở trên)

Tăng phosphat máu, làm tăng phân đoạn liên kết với anion vô cơ, làm giảm canxi ion hóa (xem ‘Tăng phosphat máu’ ở trên)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. Moore EW. Ionized calcium in normal serum, ultrafiltrates, and whole blood determined by ion-exchange electrodes. J Clin Invest 1970; 49:318.
  2. Bushinsky DA, Monk RD. Electrolyte quintet: Calcium. Lancet 1998; 352:306.
  3. Ladenson JH, Lewis JW, Boyd JC. Failure of total calcium corrected for protein, albumin, and pH to correctly assess free calcium status. J Clin Endocrinol Metab 1978; 46:986.
  4. Gauci C, Moranne O, Fouqueray B, et al. Pitfalls of measuring total blood calcium in patients with CKD. J Am Soc Nephrol 2008; 19:1592.
  5. Evenepoel P, Bammens B, Claes K, et al. Measuring total blood calcium displays a low sensitivity for the diagnosis of hypercalcemia in incident renal transplant recipients. Clin J Am Soc Nephrol 2010; 5:2085.
  6. Morton AR, Garland JS, Holden RM. Is the calcium correct? Measuring serum calcium in dialysis patients. Semin Dial 2010; 23:283.
  7. Lian IA, Åsberg A. Should total calcium be adjusted for albumin? A retrospective observational study of laboratory data from central Norway. BMJ Open 2018; 8:e017703.
  8. Ridefelt P, Helmersson-Karlqvist J. Albumin adjustment of total calcium does not improve the estimation of calcium status. Scand J Clin Lab Invest 2017; 77:442.
  9. Smith JD, Wilson S, Schneider HG. Misclassification of Calcium Status Based on Albumin-Adjusted Calcium: Studies in a Tertiary Hospital Setting. Clin Chem 2018; 64:1713.
  10. Slomp J, van der Voort PH, Gerritsen RT, et al. Albumin-adjusted calcium is not suitable for diagnosis of hyper- and hypocalcemia in the critically ill. Crit Care Med 2003; 31:1389.
  11. Dickerson RN, Alexander KH, Minard G, et al. Accuracy of methods to estimate ionized and "corrected" serum calcium concentrations in critically ill multiple trauma patients receiving specialized nutrition support. JPEN J Parenter Enteral Nutr 2004; 28:133.
  12. Sakaguchi Y, Hamano T, Kubota K, et al. Anion Gap as a Determinant of Ionized Fraction of Divalent Cations in Hemodialysis Patients. Clin J Am Soc Nephrol 2018; 13:274.
  13. Yap E, Roche-Recinos A, Goldwasser P. Predicting Ionized Hypocalcemia in Critical Care: An Improved Method Based on the Anion Gap. J Appl Lab Med 2020; 5:4.
  14. Yap E, Ouyang J, Puri I, et al. Novel methods of predicting ionized calcium status from routine data in critical care: External validation in MIMIC-III. Clin Chim Acta 2022; 531:375.
  15. DENT CE. Some problems of hyperparathyroidism. Br Med J 1962; 2:1419.
  16. Mutlu EA, Keshavarzian A, Mutlu GM. Hyperalbuminemia and elevated transaminases associated with high-protein diet. Scand J Gastroenterol 2006; 41:759.
  17. Lindgärde F, Zettervall O. Hypercalcemia and normal ionized serum calcium in a case of myelomatosis. Ann Intern Med 1973; 78:396.
  18. Merlini G, Fitzpatrick LA, Siris ES, et al. A human myeloma immunoglobulin G binding four moles of calcium associated with asymptomatic hypercalcemia. J Clin Immunol 1984; 4:185.
  19. Pearce CJ, Hine TJ, Peek K. Hypercalcaemia due to calcium binding by a polymeric IgA kappa-paraprotein. Ann Clin Biochem 1991; 28 ( Pt 3):229.
  20. McCloskey EV, Galloway J, Morgan MA, Kanis JA. Pseudohyperphosphataemia in multiple myeloma. BMJ 1989; 299:1381.
  21. Oberleithner H, Greger R, Lang F. The effect of respiratory and metabolic acid-base changes on ionized calcium concentration: in vivo and in vitro experiments in man and rat. Eur J Clin Invest 1982; 12:451.
  22. Wang S, McDonnell EH, Sedor FA, Toffaletti JG. pH effects on measurements of ionized calcium and ionized magnesium in blood. Arch Pathol Lab Med 2002; 126:947.
  23. Krapf R, Jaeger P, Hulter HN. Chronic respiratory alkalosis induces renal PTH-resistance, hyperphosphatemia and hypocalcemia in humans. Kidney Int 1992; 42:727.
  24. Movilli E, Zani R, Carli O, et al. Direct effect of the correction of acidosis on plasma parathyroid hormone concentrations, calcium and phosphate in hemodialysis patients: a prospective study. Nephron 2001; 87:257.
  25. Kaye M, Somerville PJ, Lowe G, et al. Hypocalcemic tetany and metabolic alkalosis in a dialysis patient: an unusual event. Am J Kidney Dis 1997; 30:440.
  26. Ladenson JH, Lewis JW, McDonald JM, et al. Relationship of free and total calcium in hypercalcemic conditions. J Clin Endocrinol Metab 1979; 48:393.
  27. Nordenström E, Katzman P, Bergenfelz A. Biochemical diagnosis of primary hyperparathyroidism: Analysis of the sensitivity of total and ionized calcium in combination with PTH. Clin Biochem 2011; 44:849.