Jinn-Yuh Guh
Nephrology
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7 min readDec 1, 2020

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曾經哭過、笑過

在動漫「鬼滅之刃」中,我妻善逸的師父是一位滿頭銀髮、面惡心善的老者-「爺爺」桑島慈悟郎,他說:「善逸啊!你是我的驕傲!」。

wikipedia

我在當內科住院醫師時,有一次在主治醫師的指導下,去參加台北市腎臟病聯合討論會(當時腎臟醫學會還沒有成立),報告一位乾燥症引起不完全性第ㄧ型(遠端)腎小管性酸中毒(RTA)的女性病人。到了台大醫院的會場,我帶著一顆忐忑不安的心上台。這時侯有一位滿頭銀髮、慈眉善目的老者,用堅定的語氣溫柔地叫我「深呼吸、放輕鬆,慢慢地說就好了」,他就是台灣腎臟學的創始者-台大醫院的陳萬裕教授。

RTA 有四型,看起來好像很簡單:第一型是遠端 RTA,第二型是近端 RTA,第三型是近端 + 遠端 RTA(極為罕見),第四型是低腎素-低皮質醛酮症。你可以說這四型是腎臟之呼吸,而主治醫師和陳萬裕教授則是傳授招式給我的師父。就像鱗瀧左近次師父把看起來比較複雜的水之呼吸傳授給竈門炭治郎一樣。

wikipedia: 葛飾北齋「神奈川沖浪裏」

水之呼吸是以葛飾北齋著名的浮世繪「神奈川沖浪裏」為概念,一共包括十一型:水面斬擊、水車、流流舞動、擊打潮、乾天的慈雨、扭轉漩渦、水滴波紋擊刺、瀧壺、水流飛沫·亂、生生流轉、風平浪靜(富岡義勇獨創的招式),它們通通像潑墨一樣充滿震懾人心的魄力。

我每天反覆練習從 vs 那裏學到的東西(腎臟如何製造尿液、分泌氫、吸收重碳酸 HCO3),就像炭治郎一樣:「我每天反覆練習從鱗瀧師父那裏學到的東西,我很慶幸自己把那些寫進日記。只是經過了半年,我還是沒辦法劈開岩石,這讓我很焦慮。我鍛鍊得還不夠,我得再多鍛鍊一些!我快要心灰意冷了,快要認輸了。要加油!我要加油!」。

肺臟是我妻善逸-用雷之呼吸:吸入氧氣(O2),二氧化碳(CO2)。換氣量愈大,PaCO2 愈低。細胞是嘴平伊之助-用獸之呼吸(最原始的呼吸):三大營養素代謝(燃燒)後變成水、CO2、ATP(能量)、固定酸、鹼。

腎臟是炭治郎,他製造與分泌的紅血球生成素(EPO)讓肺臟及細胞之呼吸成為可能,他分泌的氫能酸化尿液,尿液 pH(UpH)的範圍是 4.5 – 8。在 UpH 4.5 時的[H⁺] 只有 0.03 mM,因此必須要靠尿液緩衝劑(HCO3、磷酸、銨)才能增加氫的分泌:把腎小管分泌的氫變成 CO2(在腎小管細胞內由碳酸酐酶變成 HCO3)吸收。

尿液緩衝劑是弱酸鹽(HA):HA ⇄ H + A,Ka = [H] [A]/ [HA],pKa = –log(Ka)。其中 HA 是共軛酸,A 是共軛鹼。當酸鹼滴定的酸量等於鹼量時是當量點(滴定終點),此時的 pH 變化最大;當 pH = pKa(半量點)時,pH 的變化最小,亦即緩衝劑的效果最好,因為此時 [HA] = [A]。

CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ H⁺ + HCO3⁻,其中 H2CO3 會經由近端腎小管管腔碳酸酐酶的催化立刻變成 CO2,可以忽略不計,此時的 pKa 稱為 pKa’ (6.1)。亨哈公式是 pH = 6.1 + log([HCO3⁻]/[pCO2 x 0.03]),其中 pCO2 x 0.03 是溶解於水中的 CO2 濃度(代表 H2CO3)。

每天代謝產生的固定酸比鹼多 60 mEq,必須要從腎臟排泄:每分泌一分子的氫,就會吸收一分子的 HCO3。從腎絲球過濾的 HCO3 幾乎全部被腎小管吸收,但是並未產生新的 HCO3。只有尿液磷酸和尿銨緩衝氫之後被腎小管吸收的 HCO3 才能產生新的 HCO3,稱為「淨酸排泄」(60 mEq/天)。

尿液磷酸是 H2PO4 ⇄ H⁺ + HPO4⁻,pKa 是 7.0。理論上 H2PO4 的緩衝效果比 H2CO3 更好(H2PO4 的 pKa 比 H2CO3 的 pKa 更接近血漿 pH),但是由於 pCO2 能受到呼吸的快速調控,因此實際上 H2CO3 的緩衝效果比 H2PO4 更好。

尿液的可滴定酸(能用強鹼把 pH 提升到 7.0 的弱酸)是 H2PO4,而非 H2CO3,因為 H2CO3 都變成 CO2 被腎小管吸收了;也非 NH4,因為當加 NaOH 至尿液 pH 7.0 時,[HPO4⁻] = [H2PO4],[NH3]/[NH4]= 0.006,亦即 NH4 中的氫並未被移除來中和 NaOH,只有 H2PO4 能釋放氫來中和 NaOH。

血漿 pH 是 7.4,近端腎小管分泌氫,其 pH 最低是 6.7,此時 [HPO4⁻] /[H2PO4]= 0.5,亦即 H2PO4 在 PT 具有緩衝的角色。集尿小管也分泌氫,其 pH 最低是 4.5,此時 HPO4⁻/H2PO4 的比率是 0.02,而且大部分的磷酸(85%)都已經被近端腎小管吸收了,因此 H2PO4 在集尿小管的緩衝角色是很低的。

尿銨是 NH4⁺ ⇄ H⁺ + NH3,pKa 是 9.25,因此它並不是細胞外液的緩衝劑,但是在集尿小管酸性(例如:UpH 6.25)的環境中,[NH3]/[NH4⁺]= 0.001,亦即內髓質集尿小管中 NH3 的濃度很低,因此會促進集尿小管細胞分泌 NH3,亦即 NH3 是良好的尿液緩衝劑。而且 UpH 愈低,[NH3]/[NH4⁺]愈低,亦即緩衝的效果愈好。

在代謝性酸中毒時,尿液磷酸會稍微增加,而尿銨則會大量增加,亦即尿銨是其最主要的代償。唯一的例外是嚴重腎衰竭或糖尿病酮酸中毒時,尿液的陰離子或酮酸也是重要的尿液緩衝劑。

遠端 RTA 是因為遠端腎元無法分泌氫(UpH > 5.3),因此尿銨減少、尿液離子間隙(尿鈉 + 尿鉀 — 尿氯)是正值、尿液滲透壓間隙(Uosm -2 x [Na + K] + BUN/2.8 + glucose/18)< 150 mmol/kg、U-B PCO2 < 20 mmHg(補充 NaHCO3 時)。近端 RTA(少見,大部分都合併有其他的近端腎小管功能異常)是因為近端腎小管吸收 HCO3 的閾值下降,初期造成 UHCO3 增加(補充 NaHCO3 時,FEHCO3 > 10–15%)、UpH 增加,晚期則無 UHCO3,因為血漿 HCO3 濃度已經下降到閾值以下了。而且尿銨正常,因為尿液能正常酸化。第四型 RTA 大部分是糖尿病嚴重慢性腎臟病病人。

離子和酸鹼異常是年輕醫師感到最困難、最挫折的一個學科,甚至會讓他們無助地偷偷哭泣,因為那是一門抽象的藝術。偏偏醫學藝術不能學習,只能修行(朱銘:「藝術即修行」)。

修行就是無時無刻不在該境界中,就像「三更有夢書當枕」(琦君)一樣。達賴喇嘛說:「修行就像軍事訓練一樣的嚴格。這是一個修剪的過程,當你把不必要的部份都修剪了以後,你會發現剩下的只有你自己清淨的自性:只有你自己能幫助自己」。經過數十年的修行,我已經精通了水之呼吸:你努力過、你修行過,如今你已經是師父了。

炭治郎說:「生活雖然不容易,但我們很幸福。不過人生就像天氣一樣,總是不斷地變化」,炎柱煉獄杏壽郎說:「不管未來要走的路有多艱難,都要成為一個出色的人,並且擁有如火焰般燃燒的熱情」。

「我願意用盡生命,換一場無悔的追尋。青春是彎有笑有淚炙熱的眼眶,一種受傷也要忠於自己的倔強。我可以用一滴淚換一陣雨,一笑換一場風雲」(「大稻埕」:「青春是」),「有一天,當我們年輕時,唱起了春之歌,那音樂是多麼動人。我們哭過、笑過」(電影「翠堤春曉」)。有一天,當我們水漾年華時,學習了水之呼吸,那位老者是多麼慈祥。

青春是煉獄火焰般燃燒的熱情,青春是曾經哭過、笑過。

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Jinn-Yuh Guh
Nephrology

台灣、高雄、教授、高血壓、糖尿病、腎臟病、統計學、資料、藝術、繪畫、音樂、科學、文學、哲學,Nephrologist, professor, data science, Chinese, Taiwan, science, literature, paintings, music, art, philosophy