Khoảng trống anion và khoảng trống thẩm thấu niệu trong toan chuyển hóa

GIỚI THIỆU

Việc đo khoảng trống anion niệu (UAG) và/hoặc khoảng trống thẩm thấu niệu (UOG) hỗ trợ đắc lực trong quá trình chẩn đoán bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu (khoảng trống anion bình thường) thông qua việc ước tính nồng độ bài tiết amoni ($\text{NH}_4^+$) qua nước tiểu (bảng 1) 1-5. Đáp ứng thận bình thường đối với tình trạng nhiễm toan chuyển hóa là tăng bài tiết amoni qua nước tiểu. (Xem “Tiếp cận bệnh nhân người lớn bị nhiễm toan chuyển hóa”.)

Bài viết này sẽ xem xét ứng dụng lâm sàng của khoảng trống anion và khoảng trống thẩm thấu niệu. Các vấn đề liên quan đến khoảng trống anion và khoảng trống thẩm thấu huyết thanh sẽ được trình bày riêng biệt:

TỔNG QUAN VỀ SỰ BÀI TIẾT AXIT QUA THẬN

Chế độ ăn phương Tây điển hình tạo ra khoảng 50 đến 100 mEq axit không bay hơi (tức là các axit khác ngoài carbon dioxide [$\text{CO}_2$]) mỗi ngày. Để duy trì cân bằng axit-bazơ, các axit không bay hơi này phải được đào thải qua nước tiểu. Quá trình bài tiết các ion hydro diễn ra như sau:

Trước hết, bicarbonate đã lọc phải được tái hấp thu vì sự mất bicarbonate natri hoặc bicarbonate kali tương đương với việc tạo ra các ion hydro.
Tiếp theo, các ion hydro liên quan đến axit không bay hơi được tạo ra phải được bài tiết. Chỉ một lượng nhỏ ion hydro tự do được đào thải vì ở độ pH nước tiểu là 4,5, nồng độ ion hydro tự do thấp hơn 0,04 mEq/L. Do đó, các ion hydro trong nước tiểu phải liên kết với các chất đệm như phosphate (chuyển đổi $\text{HPO}_4$ thành $\text{H}_2\text{PO}_4$), urate, citrate, creatinine hoặc amoniac ($\text{NH}_3$; chuyển đổi $\text{NH}_3$ thành ion amoni [$\text{NH}_4^+$]).

Đáp ứng thích nghi chính của thận đối với nhiễm toan chuyển hóa mạn tính là tăng bài tiết ion hydro dưới dạng amoni. Những trường hợp nhiễm toan chuyển hóa dai dẳng (kéo dài hơn vài ngày) và nghiêm trọng có thể tăng tốc độ bài tiết amoni từ giá trị bình thường là 30 đến 40 mEq/ngày (đối với người áp dụng chế độ ăn phương Tây điển hình) lên tới 200 đến 300 mEq/ngày 6,7. Amoni thường được bài tiết cùng với chloride, nhưng cũng có thể bài tiết kèm các anion khác như anion ketoacid, sulfate, hippurate, citrate hoặc bicarbonate (mặc dù việc bài tiết amoni cùng với bicarbonate hoặc citrate không giúp loại bỏ axit không bay hơi ra khỏi cơ thể, do sự mất bicarbonate hoặc tiềm năng bicarbonate tương đương với việc tạo ra ion hydro).

ỨNG DỤNG KHOẢNG TRỐNG ANION VÀ THẨM THẤU NIỆU TRONG CHẨN ĐOÁN TOAN ỐNG THẬN XA (RTA)

Đáp ứng bình thường của thận khi đối mặt với nhiễm toan chuyển hóa cấp tính kèm toan máu là hạ pH nước tiểu xuống mức 5,3 hoặc thấp hơn. Đặc trưng của toan ống thận (RTA) xa là pH nước tiểu luôn duy trì trên 5,5 bất chấp tình trạng nhiễm toan chuyển hóa và toan máu. Tuy nhiên, nhiễm toan chuyển hóa mạn tính (ví dụ như trong tiêu chảy mạn) có thể kèm theo pH nước tiểu tương đối cao, dù thận vẫn đáp ứng bình thường. Điều này xảy ra do trong nhiễm toan chuyển hóa mạn tính, đặc biệt khi có kèm hạ kali máu, quá trình tạo amoni ở thận tăng cường làm nồng độ amoni ($\text{NH}_4^+$) trong nước tiểu tăng lên, từ đó kéo pH nước tiểu tăng theo. Ngược lại, bệnh lý RTA thường đi kèm với nồng độ amoni trong nước tiểu thấp.

Cả UAG và UOG, vốn là các chỉ số gián tiếp phản ánh nồng độ amoni niệu, có thể hỗ trợ phân biệt RTA xa với các nguyên nhân gây nhiễm toan chuyển hóa không do RTA khác. Do các hạn chế của UAG sẽ được mô tả bên dưới, UOG có thể là chỉ số phản ánh chính xác hơn nồng độ amoni niệu. Tuy nhiên, khi các xét nghiệm đo trực tiếp nồng độ amoni niệu trở nên tin cậy và phổ biến, cả hai chỉ số gián tiếp này sẽ không còn cần thiết 8. (Xem ‘Hạn chế của UAG’ bên dưới.)

Bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa do tiêu chảy nặng, mất nước có thể có pH nước tiểu trên 5,5 mặc dù thận hoàn toàn bình thường và có đáp ứng thích nghi phù hợp 1. Tình trạng này xuất phát từ việc nhiễm toan chuyển hóa kết hợp với hạ kali máu tạo ra kích thích mạnh mẽ lên quá trình tạo amoni ở thận và bài tiết amoniac vào nước tiểu. Hạ kali máu thúc đẩy quá trình này, ít nhất một phần, thông qua việc đẩy kali ra khỏi tế bào để đổi lấy sự đi vào của ion hydro. Tình trạng axit hóa nội bào kết quả sẽ kích thích quá trình tạo amoni và bài tiết amoni qua ống thận. Ngoài ra, hạ kali máu còn có các tác động khác lên quá trình tạo amoni và vận chuyển amoniac tại thận, giúp tăng cường bài tiết amoni đồng thời bảo tồn kali 9-13; các chất vận chuyển amoniac quan trọng, như glycoprotein Rh ở tế bào xen kẽ alpha và tế bào chính của ống góp, được tăng biểu hiện. Phần lớn amoniac ($\text{NH}_3$) được bài tiết vào lòng ống thận sẽ liên kết với các ion hydro ($\text{H}^+$) để tạo thành amoni:

$\text{NH}_3 + \text{H}^+ \leftrightarrow \text{NH}_4^+$

Việc liên kết $\text{H}^+$ với $\text{NH}_3$ làm giảm nồng độ ion hydro tự do trong nước tiểu, từ đó có thể nâng pH nước tiểu lên trên 5,5. Khi tình trạng này xảy ra, pH nước tiểu tương đối cao ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu kèm hạ kali máu có thể gây nhầm lẫn, dẫn đến chẩn đoán sai là RTA. Tuy nhiên, pH nước tiểu cao ở bệnh nhân RTA xa phản ánh khiếm khuyết trong khả năng bài tiết ion hydro của thận và đi kèm với tốc độ bài tiết amoni niệu thấp. Ngược lại, nhiễm toan chuyển hóa do tiêu chảy có thể tạo ra pH nước tiểu cao nhờ đáp ứng bài tiết amoni và tạo amoni ở thận rất mạnh mẽ.

Đo trực tiếp nồng độ amoni niệu sẽ giúp phân biệt rõ ràng hai tình trạng này. Trên thực tế, việc sử dụng xét nghiệm amoni huyết tương đã được công nhận là phương pháp chính xác để định lượng nồng độ amoni niệu 14. Đáng tiếc, hầu hết các phòng xét nghiệm lâm sàng tại bệnh viện hiện chưa triển khai phép đo này. Do đó, hai chỉ số/phép tính hóa sinh niệu thay thế đã được đề xuất làm các chỉ số gián tiếp, bán định lượng cho amoni niệu, đó là UAG và UOG. Những chỉ số gián tiếp này có thể giúp phân biệt một số dạng nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu không do RTA (như do tiêu chảy mạn) với bệnh lý RTA 1,2.

KHOẢNG TRỐNG ANION NIỆU (UAG)

UAG, đôi khi còn được gọi là “khoảng trống cation niệu” hoặc “điện tích thực của nước tiểu”, được tính bằng hiệu số giữa tổng nồng độ natri ($\text{Na}$) cộng kali ($\text{K}$) trong nước tiểu và nồng độ chloride ($\text{Cl}$) niệu (máy tính 1).

$ \text{UAG} \; (\text{mEq/L hoặc mmol/L}) = [\text{Na}] + [\text{K}] – [\text{Cl}]_{\text{niệu}} $

Cần lưu ý rằng công thức tính UAG khác biệt hoàn toàn với công thức tính khoảng trống anion huyết thanh. Khoảng trống anion huyết thanh là hiệu số giữa nồng độ natri huyết thanh và tổng nồng độ chloride và bicarbonate huyết thanh. (Xem “Tiếp cận bệnh nhân người lớn bị nhiễm toan chuyển hóa”, mục ‘Diễn giải khoảng trống anion huyết thanh’.)

Với chế độ ăn phương Tây thông thường, lượng natri và kali được hấp thu qua đường tiêu hóa thường vượt quá lượng chloride. Do đó, theo nguyên tắc cân bằng nội môi, tổng lượng natri và kali đào thải qua nước tiểu thường lớn hơn lượng chloride bài tiết. Vì vậy, UAG ở người khỏe mạnh tuân thủ chế độ ăn này thường có giá trị dương (trong khoảng từ 20 đến 90) 4,15.

Khi bệnh nhân bị tiêu chảy phân lỏng, mạn tính và lượng lớn, tình trạng nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu có thể xuất hiện do mất natri và kali cùng với bicarbonate và các anion tiềm năng (như butyrate, citrate, và lactate) qua phân. Sự mất mát này khiến thận giảm bài tiết natri và kali, trong khi mức độ bài tiết chloride không giảm tương ứng. Trong điều kiện này, cation chính được bài tiết cùng với chloride trong nước tiểu là amoni ($\text{NH}_4^+$). Xét về mặt axit-bazơ, việc bài tiết amoni chloride ($\text{NH}_4\text{Cl}$) có chức năng tương tự như bài tiết axit hydrochloric ($\text{HCl}$). Kết quả là, nồng độ chloride niệu thường vượt quá tổng nồng độ natri và kali, khiến UAG trở thành giá trị âm 1,2,4,5. Ngược lại, bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu do toan ống thận (RTA) lại bị giảm khả năng bài tiết amoni. Ngoài ra, họ không mất một lượng lớn natri và kali qua phân. Do đó, bài tiết các chất điện giải trong nước tiểu của họ phản ánh lượng nhập từ chế độ ăn, và những bệnh nhân này thường có UAG dương. Như vậy, UAG có thể cung cấp một ước tính gián tiếp hoặc thay thế cho nồng độ bài tiết amoni qua nước tiểu.

Mặc dù UAG được đề xuất như một chỉ số sơ bộ về nồng độ amoni niệu, mối tương quan này khá lỏng lẻo để có thể coi đây là một phép đo định lượng hoặc chính xác 1,3-5,15,16. Thêm vào đó, trong một số điều kiện nhất định (sẽ được mô tả dưới đây), công thức UAG hoàn toàn không phản ánh đúng sự bài tiết amoni niệu.

Ứng dụng lâm sàng thường quy của UAG

Ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu (tức là khoảng trống anion bình thường), UAG thường được sử dụng theo cách sau:

UAG dương (thông thường từ 20 đến 90 mEq/L): Thường là dấu hiệu cho thấy mức bài tiết amoni thấp hoặc bình thường. Do đó, những bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa do suy giảm bài tiết amoni tại thận (như toan ống thận xa – RTA) sẽ có kết quả UAG dương. UAG cũng thường dương tính ở những bệnh nhân nhiễm kiềm hô hấp mạn tính; bù trừ chuyển hóa ở những bệnh nhân này đi kèm với sự sụt giảm phù hợp trong bài tiết amoni và giảm nồng độ bicarbonate ($\text{HCO}_3^-$) huyết thanh 17.
UAG âm (thông thường từ -20 đến -50 mEq/L): Thường là dấu hiệu cho thấy tình trạng tăng bài tiết amoni (tức là lớn hơn 80 mEq/L). Các giá trị UAG như vậy xuất hiện ở những bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa do tiêu chảy.
Kết quả gần bằng không (tức là từ +20 đến -20): Không thể đưa ra diễn giải đáng tin cậy.

Hạn chế của UAG

Điều quan trọng cần lưu ý là có nhiều tình trạng lâm sàng có thể làm thay đổi mối tương quan điển hình giữa nồng độ amoni niệu và UAG. Khi các yếu tố này xuất hiện, UAG không còn là chỉ số phản ánh chính xác mức độ bài tiết amoni niệu, từ đó dẫn đến sai lệch trong việc xác định nguyên nhân gây nhiễm toan chuyển hóa 1,2,18,19:

Bệnh thận cấp hoặc mạn tính: UAG trở thành công cụ dự báo nồng độ amoni niệu kém tin cậy hơn ở những bệnh nhân này 20,21. Việc hiệu chỉnh dựa trên nồng độ phosphate và sulfate trong nước tiểu có thể cải thiện độ chính xác, nhưng độ phức tạp này khiến phương pháp trở nên không thực tế trong lâm sàng.
Sự bài tiết các anion không đo lường được: Việc tăng đào thải các anion (không phải chloride) không thường xuất hiện với nồng độ cao trong nước tiểu sẽ làm gián đoạn mối tương quan giữa amoni và UAG. Các ví dụ bao gồm: beta-hydroxybutyrate và acetoacetate (trong nhiễm toan ceton), hippurate (do hít toluene), bicarbonate (ở bệnh nhân toan ống thận xa [RTA] đang điều trị bằng kiềm), D-lactate (trong nhiễm toan D-lactic), và 5-oxoproline (liên quan đến sử dụng acetaminophen mạn tính). Các anion này có thể được bài tiết cùng với natri, kali hoặc amoni. Việc bài tiết amoni cùng với các anion này không làm giảm UAG như khi amoni được bài tiết cùng chloride. Ngoài ra, việc bài tiết natri và/hoặc kali cùng với các anion này còn góp phần làm UAG trở nên dương tính. Do đó, sự hiện diện của các anion này làm sai lệch giá trị UAG 22,23. (Xem “Tỷ số delta anion gap/delta HCO3 ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng khoảng trống anion”.)
Nhiễm toan chuyển hóa tăng khoảng trống anion: Hệ quả là mối liên hệ giữa UAG và bài tiết amoni bị phá vỡ ở nhiều bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng khoảng trống anion. Trong những trường hợp này, UOG (sẽ thảo luận bên dưới) là chỉ số ưu việt hơn để đánh giá amoni niệu.
pH nước tiểu > 6,5: Bicarbonate trong nước tiểu có thể ảnh hưởng đến kết quả tính UAG. Để duy trì UAG như một chỉ số về amoni niệu, cần phải trừ đi lượng bicarbonate niệu từ kết quả UAG.
Trẻ sơ sinh: Do trẻ sơ sinh bài tiết các anion không đo lường được với tỷ lệ tương đối cao, UAG không phải là chỉ dấu đáng tin cậy để đánh giá nồng độ amoni niệu ở nhóm đối tượng này 19.

Tình trạng nhiễm toan chuyển hóa do hít toluene là ví dụ điển hình gây nhiễu mối liên hệ giữa UAG và bài tiết amoni 18. Toluene được chuyển hóa thành axit benzoic và nhanh chóng thành axit hippuric. Sự tích tụ các axit tương đối mạnh này gây nhiễm toan chuyển hóa. Khi các anion benzoate và hippurate được giữ lại trong dịch ngoại bào, nhiễm toan chuyển hóa sẽ thuộc nhóm tăng khoảng trống anion. Tuy nhiên, ở bệnh nhân có chức năng thận bình thường hoặc gần bình thường, hippurate và benzoate được đào thải nhanh chóng qua nước tiểu bằng cả cơ chế lọc cầu thận và bài tiết ống thận. Các anion này ban đầu được bài tiết cùng natri và kali (trong giai đoạn này, UAG sẽ trở nên dương tính hơn). Theo thời gian, bài tiết amoni niệu tăng dần để đáp ứng với toan máu và hạ kali máu. Amoni chủ yếu được bài tiết cùng hippurate. Trong điều kiện này, UAG có xu hướng duy trì giá trị dương và gây nhầm lẫn khi gợi ý bài tiết amoni thấp (do UAG chỉ phát hiện được amoni bài tiết cùng chloride).

Hạ kali máu rõ rệt thường xuất hiện ở những bệnh nhân này do tình trạng mất natri hippurate sớm gây giảm thể tích tuần hoàn và cường aldosteron thứ phát. Nồng độ aldosteron cao, cùng với việc tăng lượng natri đến ống lượn xa (dưới dạng natri benzoate và natri hippurate), gây lãng phí kali qua thận nghiêm trọng. Hạ kali máu tiếp tục thúc đẩy quá trình tạo amoni và bài tiết amoni ở thận. Kết quả là, nhiều ion hydro liên kết với $\text{NH}_3$ để tạo thành amoni, khiến pH nước tiểu thường tăng trên 5,5. Sự kết hợp giữa nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu, hạ kali máu, pH nước tiểu cao và UAG dương tính dễ gây nhầm lẫn với các đặc điểm lâm sàng của toan ống thận xa (RTA).

Các mối quan tâm khác

Trong mọi trạng thái ổn định, tổng lượng chất điện giải được hấp thu và đào thải phải bằng nhau. Do đó, lượng natri, kali và chloride bài tiết qua nước tiểu hàng ngày (giả định lượng mất qua mồ hôi là không đáng kể) phải tương đương với lượng hấp thu vào cơ thể, vì vậy UAG phụ thuộc vào khả năng hấp thu các chất điện giải này qua đường tiêu hóa 24. Những thay đổi trong thành phần chế độ ăn, ví dụ như do các phụ gia thực phẩm chứa muối natri không phải chloride (như bicarbonate, phosphate, nitrate hoặc benzoate), có thể làm tăng UAG (trở nên dương tính hơn), không liên quan đến những thay đổi trong bài tiết amoni.

UAG cũng có thể trở thành chỉ số kém chính xác hơn về nồng độ amoni niệu ($\text{NH}_4^+$) ở những người có chế độ ăn nhiều thịt. Lượng axit nạp vào hàng ngày của nhóm này tương đối cao, làm tăng bài tiết amoni niệu. Tuy nhiên, việc bài tiết amoni cùng với phosphate và sulfate sẽ không làm giảm UAG, thậm chí UAG có thể trở nên dương tính hơn nếu lượng lớn kali được hấp thu bài tiết kèm theo các anion không phải chloride, chủ yếu là phosphate và sulfate.

Mặc dù tồn tại những hạn chế và lo ngại này, UAG vẫn là một công cụ hữu ích để ước tính xem bài tiết amoni có tăng hay giảm rõ rệt hay không khi nguyên nhân gây hạ nồng độ bicarbonate huyết tương chưa được xác định rõ.

Nhiều khó khăn trong chẩn đoán liên quan đến UAG đã dẫn đến việc giới thiệu một chỉ số thay thế khác cho amoni niệu: UOG. (Xem ‘Khoảng trống thẩm thấu niệu’ bên dưới.)

KHOẢNG TRỐNG THẨM THẤU NIỆU (UOG)

Một phương pháp thay thế để ước tính định tính nồng độ amoni ($\text{NH}_4^+$) trong nước tiểu là sử dụng UOG 2,18. Chỉ số thay thế này thường phản ánh hiệu quả nồng độ amoni bất kể amoni được bài tiết kèm với chloride hay bất kỳ anion nào khác. Mối tương quan giữa UOG và bài tiết amoni nhìn chung không bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố gây nhiễu vốn làm giảm giá trị chẩn đoán của UAG. (Xem ‘Hạn chế của UAG’ ở trên.)

Trong hầu hết các điều kiện, áp lực thẩm thấu niệu được tạo ra bởi các muối natri, muối kali, urê, glucose (nếu có) và các muối amoni. Do đó, nếu áp lực thẩm thấu niệu được đo thực tế (bằng máy đo độ thẩm thấu) và so sánh với giá trị tính toán từ nồng độ natri, kali, urê và glucose, thì hiệu số giữa hai giá trị này sẽ đại diện cho nồng độ của các muối amoni. Áp lực thẩm thấu niệu tính toán (không bao gồm các muối amoni) được xác định bằng công thức sau (máy tính 2 và máy tính 3) 16:

$ \text{Áp lực thẩm thấu niệu tính toán} \; (\text{mosmol/kg}) = \left( 2 \times [\text{Na} + \text{K}] \right) + \frac{[\text{Urê nitơ} \; (\text{mg/dL})]}{2.8} + \frac{[\text{Glucose} \; (\text{mg/dL})]}{18} $

Nồng độ natri và kali được nhân với 2 để tính đến đóng góp áp lực thẩm thấu của các anion kèm theo khi phân ly, trong khi các số chia 2,8 và 18 được sử dụng để chuyển đổi đơn vị nồng độ urê ni tơ và glucose từ mg/dL sang mmol/L hoặc mosmol/kg. Tuy nhiên, nếu nồng độ urê và glucose được báo cáo theo đơn vị chuẩn (ví dụ: mmol/L), nên sử dụng công thức đơn giản hơn sau:

$ \text{Áp lực thẩm thấu niệu tính toán} \; (\text{mosmol/kg}) = \left( 2 \times [\text{Na} + \text{K}] \right) + [\text{Urê}] + [\text{Glucose}] $

UOG là hiệu số toán học giữa áp lực thẩm thấu niệu đo được và áp lực thẩm thấu niệu tính toán từ một trong các phương trình trên. Vì trong hầu hết các trường hợp, muối amoni là nhóm chất hòa tan quan trọng duy nhất còn lại góp phần vào áp lực thẩm thấu niệu, kết quả này sẽ tỷ lệ thuận với lượng amoni niệu. Các muối amoni này bao gồm amoni chloride ($\text{NH}_4\text{Cl}$) cũng như amoni được bài tiết kèm theo bất kỳ anion “không đo lường được” nào như beta-hydroxybutyrate hoặc hippurate. Do đó, UOG sẽ tăng lên khi nồng độ các muối amoni trong nước tiểu tăng. Khác với UAG, mối quan hệ giữa UOG và amoni niệu không bị ảnh hưởng bởi nồng độ cao của các anion “không đo lường được” trong nước tiểu.

Trong điều kiện bình thường, UOG nằm trong khoảng từ 10 đến 100 mosmol/kg 15,16,25,26. Nếu tất cả các giả định trên đều đúng, thì nồng độ amoni niệu sẽ xấp xỉ một nửa giá trị này (do các anion kèm theo, giả định là các anion hóa trị một) và thông thường sẽ nằm trong khoảng từ 5 đến 50 mEq/L. Tuy nhiên, như đã thảo luận đối với UAG, UOG là một thước đo định tính sơ bộ hơn là một phương pháp đo định lượng chính xác nồng độ amoni niệu.

Ứng dụng lâm sàng thường quy của UOG

Đáp ứng chính của thận đối với nhiễm toan chuyển hóa mạn tính là tăng bài tiết amoni, mức độ này có thể vượt quá 200 đến 300 mEq/ngày ở những bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa mạn tính nặng 6,27. Ngược lại, giá trị dưới 75 mEq/L ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa mạn tính gợi ý sự suy giảm trong khả năng bài tiết amoni 15. Do đó:

UOG dưới 150 mosmol/kg: Ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa mạn tính, giá trị này gợi ý khả năng bài tiết amoni bị suy giảm 15,16. Vì bài tiết amoni bị giảm ở bệnh nhân toan ống thận xa (RTA), nên UOG thấp phù hợp với chẩn đoán này (mặc dù không dùng để chẩn đoán xác định). Nồng độ amoni niệu giảm cũng phù hợp với toan ống thận tuýp 4.
UOG trên 400 mosmol/kg: Nhiều khả năng nồng độ amoni niệu đạt mức 200 mEq/L hoặc cao hơn 16. Kết quả này thường gặp trong các trường hợp nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu do tiêu chảy mạn tính, hít toluene hoặc các bệnh lý khác mà đáp ứng của thận đối với toan máu vẫn còn nguyên vẹn.

Hạn chế của UOG

Các mối lo ngại liên quan đến UAG đã được thảo luận ở trên, và một số trong đó cũng có thể áp dụng cho công thức tính UOG 28. (Xem mục ‘Các mối quan tâm khác’ ở trên.)

Nhiễm trùng đường tiết niệu do vi khuẩn sinh urease: Những vi khuẩn này sẽ phá vỡ mối tương quan giữa UOG và khả năng bài tiết amoni tại thận. Urease xúc tác quá trình hình thành amoni và bicarbonate từ urê và nước. UOG sẽ tăng lên, phản ánh nồng độ amoni bicarbonate ($\text{NH}_4\text{HCO}_3$) cao. Tuy nhiên, lượng amoni này được hình thành bên ngoài thận (trong bàng quang hoặc bình chứa nước tiểu) và do đó, nó không phản ánh khả năng bài tiết axit hoặc amoni thực sự của thận.
Sự hiện diện của các chất hòa tan hoạt động thẩm thấu không phải amoni: Việc bài tiết các chất không được đưa vào công thức tính toán (ví dụ: rượu độc [methanol, ethylene glycol] và mannitol) sẽ làm tăng UOG ngay cả khi bài tiết amoni tại thận không cao. Mặc dù ethanol được chuyển hóa khá nhanh, các loại rượu độc lại bài tiết đáng kể qua nước tiểu, đặc biệt là trong quá trình điều trị bằng ethanol hoặc fomepizole. Do đó, việc đo UOG cùng với khoảng trống thẩm thấu huyết tương có thể hỗ trợ chẩn đoán ngộ độc rượu.
Sự phân ly không hoàn toàn của muối: Ngược lại, UOG sẽ giảm nếu natri và kali trong nước tiểu không phân ly hoàn toàn khỏi các anion tương ứng của chúng 28. Mức độ phân ly của các muối natri và kali tỷ lệ nghịch với áp lực thẩm thấu niệu; do đó, UOG có thể đánh giá thấp khả năng bài tiết amoni tại thận khi nước tiểu bị cô đặc cao.

TÓM TẮT

Tổng quan – Chẩn đoán toan ống thận (RTA) xa thường được xác định dựa trên bệnh sử, xét nghiệm hóa sinh huyết thanh và pH nước tiểu. Đặc trưng của RTA xa là pH nước tiểu luôn duy trì trên 5,5 bất chấp tình trạng nhiễm toan chuyển hóa và toan máu. Đáp ứng bình thường của thận khi nhiễm toan chuyển hóa kèm toan máu là tăng bài tiết axit và hạ pH nước tiểu xuống mức 5,3 hoặc thấp hơn. Tuy nhiên, một số bệnh nhân có cơ chế axit hóa tại thận bình thường nhưng bị nhiễm toan chuyển hóa và hạ kali máu vẫn có thể có pH nước tiểu trên 5,5. Điều này là do nồng độ amoni ($\text{NH}_4^+$) trong nước tiểu tăng cao. Nếu bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu và toan máu có pH nước tiểu trên 5,5, việc đo nồng độ amoni niệu có thể giúp phân biệt những trường hợp RTA xa với những người có cơ chế axit hóa thận bình thường. Nếu không thể đo trực tiếp amoni niệu, khoảng trống anion niệu (UAG) hoặc khoảng trống thẩm thấu niệu (UOG) có thể hữu ích để phân biệt RTA với các nguyên nhân khác gây nhiễm toan chuyển hóa (như tiêu chảy). (Xem ‘Ứng dụng khoảng trống anion và thẩm thấu niệu trong chẩn đoán toan ống thận xa’ ở trên.)

Khoảng trống anion niệu (UAG)

Cách tính UAG: UAG (đôi khi gọi là “khoảng trống cation niệu” hoặc “điện tích thực của nước tiểu”) được tính bằng hiệu số giữa tổng nồng độ natri và kali niệu với nồng độ chloride niệu (máy tính 1). UAG có thể cung cấp ước tính gián tiếp về bài tiết amoni niệu, tuy nhiên trong một số điều kiện, chỉ số này có thể gây hiểu lầm. (Xem ‘Khoảng trống anion niệu’ ở trên.)
Diễn giải UAG: Ở một số dạng nhiễm toan chuyển hóa (ví dụ do tiêu chảy), thận giảm bài tiết natri và kali trong khi bài tiết chloride vẫn cao. Cation được bài tiết kèm chloride trong trường hợp này chính là amoni. Do đó, chloride niệu thường vượt quá tổng natri và kali, khiến UAG trở thành giá trị âm (thường dưới -20). Ngược lại, bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa tăng clo máu do RTA bị giảm bài tiết amoni, khiến UAG thường là giá trị dương (thường trên 20).
Hạn chế của UAG: Các tình trạng như nhiễm toan ceton hoặc hít toluene dẫn đến bài tiết nồng độ cao các anion “không đo lường được” (như beta-hydroxybutyrate, acetoacetate hoặc hippurate). Khi đó, amoni được bài tiết cùng các anion này thay vì chloride, làm mất đi giá trị phản ánh của UAG đối với sự bài tiết amoni niệu. (Xem ‘Hạn chế của UAG’ ở trên.)

Khoảng trống thẩm thấu niệu (UOG)

Ưu thế của UOG so với UAG: UOG là phương pháp ước tính định tính nồng độ amoni niệu hiệu quả hơn, vì mối tương quan của nó với amoni niệu không bị ảnh hưởng đáng kể bởi các loại anion đi kèm, giúp khắc phục nhiều hạn chế của UAG.
Cách tính UOG: UOG là hiệu số toán học giữa áp lực thẩm thấu niệu đo được và áp lực thẩm thấu niệu tính toán dựa trên nồng độ natri, kali, urê và glucose trong nước tiểu (máy tính 2 và máy tính 3) (Xem mục ‘Khoảng trống thẩm thấu niệu’ ở trên).
Diễn giải UOG:
- UOG dưới 150 mosmol/kg ở bệnh nhân nhiễm toan chuyển hóa mạn tính gợi ý suy giảm bài tiết amoni, phù hợp với chẩn đoán RTA xa hoặc RTA tuýp 4.
- UOG trên 400 mosmol/kg gợi ý nồng độ amoni niệu đạt 200 mEq/L trở lên, thường gặp trong nhiễm toan chuyển hóa do tiêu chảy mạn tính hoặc hít toluene mà chức năng thận vẫn bảo tồn.
Hạn chế của UOG: Nhiễm trùng đường tiết niệu do vi khuẩn sinh urease sẽ làm tăng giả tạo UOG do hình thành amoni ngoài thận. Ngoài ra, sự hiện diện của các chất hòa tan hoạt động thẩm thấu không phải amoni (như các loại rượu độc hoặc mannitol) cũng gây sai lệch kết quả. (Xem ‘Hạn chế của UOG’ ở trên.)