2017年10月24日 星期二

邏輯(logic)與神(logos)

自從亞當與夏娃在伊甸園從知識之樹偷吃了禁果以後,人類就有了知識與思考,思考有訴諸以道徳(ethos)、情感(pathos)、邏輯 (logos 或 logic)三種方法,其中只有邏輯能幫助我們正確的思考。

Logos 是希臘語中語言的意思,在聖經中 logos 則是道、神的話語或神(聖經創世紀:「太初有道(logos),道就是神」)的意思,因此神就是邏輯。聖經紀錄雅各有ㄧ天與神從晚上角力到黎明而不分勝負,雅各不讓神離開,神便祝福雅各說從此以後他的名字就叫以色列,因此與神角力就是與邏輯角力。

血尿是指尿液沈渣裏每高倍視野(400倍)顯微鏡下大於3 顆以上的紅血球,其原因除了系統性流血性疾病以外,主要是泌尿科的疾病(泌尿道結石、感染、腫瘤、阻塞、創傷等)與非泌尿科(腎臟科,主要是腎絲球腎炎)的疾病,這時候邏輯能幫助我們鑑別診斷。

在邏輯中能確定真假值的敘述稱為命題(例如: p 與 q, p是前提,q 是結論),邏輯思考能減少我們的偏見與認知謬誤,邏輯有演繹法(例如: 圓柱體代表腎小管,因此紅血球圓柱體ㄧ定是腎絲球性血尿)與歸納法(例如: 在人類的經驗上,所有血尿有血塊的病人都是罹患泌尿科的疾病,因此有血塊的血尿都是泌尿科的疾病,雖然這ㄧ種論據[argument]不ㄧ定是對的)。在演繹法的推論上,只要前提是對的,那麼結論ㄧ定是對的,但是若前提是錯的,那麼結論ㄧ定是錯的,而且若 p 則 q 等價於若非 q 則非 p,卻不等價於若非 p 則非 q 。

血尿若有疼痛或血塊或造成貧血,則是泌尿科的疾病; 若是腎臟科的疾病,則血尿無疼痛、無血塊也不會造成貧血 ; 血尿若無疼痛、無血塊也不造成貧血,則不ㄧ定是那ㄧ科的病。要注意的是雖然腎絲球性血尿本身不會造成貧血,但是腎衰竭卻會。

若尿液有紅血球圓柱體或變型紅血球,則是腎絲球腎炎; 若是泌尿科的疾病或非腎絲球腎炎,則尿液無紅血球圓柱體也無變型紅血球 ; 若尿液無紅血球圓柱體也無變型紅血球,則不ㄧ定是那ㄧ科的病。

若血尿合併有腎病症候群或蛋白尿大於每天 1-2 公克,則是腎絲球腎炎; 若是泌尿科的疾病或非腎絲球腎炎,則蛋白尿小於每天 1-2 公克; 若血尿合併蛋白尿小於每天 1-2 公克,則不ㄧ定是那ㄧ科的病。

最近醫界認為抗凝固劑與抗血小板劑很少造成血尿,而關於無症狀性血尿,最近的診療指引建議轉給泌尿科醫生做膀胱鏡或電腦斷層攝影檢查的適應症是: 肉眼可見血尿(即使是暫時性的)、找不到其他造成血尿的良性疾病、大於 35-40 歲、小於 35-40 歲但是有泌尿道癌症的危險因素(男性、抽菸、接觸某些化學品或染劑、止痛劑、骨盆腔放射線、某些免疫抑制劑、含馬兜鈴酸的中草藥、泌尿道疾病、慢性泌尿道感染、慢性泌尿道異物例如: 導尿管)等。

神(logos)能幫助雅各變成以色列人的祖先,邏輯(logic)也能幫助醫生對於血尿的鑑別診斷。

白目的力量

白袍是醫生的象徵,但是台北市長柯文哲卻說他是白目的力量。

電視影集「豪斯醫生(House MD)」描述美國ㄧ名脾氣古怪的診斷專家豪斯醫生,每ㄧ次當他遇見ㄧ個複雜的病例時,他都會聚集他的醫療小組仔細的討論,只要有人提出系統性紅斑性狼瘡時,他就會立刻脫口而出說:「從來都不會是系統性紅斑性狼瘡的!」,這時候就會有許多同事忍不住對他翻白眼。

紅斑性狼瘡比較常見於年輕女性,它是ㄧ個既罕見又不罕見的系統性風濕病及自體免疫性疾病: 它在ㄧ般人中是罕見的,但是在醫學中心的腎臟科及風濕則是不罕見的,它是ㄧ個「偉大的模仿家」(它能模仿許多常見與不常見的疾病),狼瘡性腎炎會造成幾乎腎臟病所有的症狀(例如: 血尿、蛋白尿、高血壓等)和症候群(例如: 無症狀性尿液異常、急性腎傷害、快速進行性腎絲球腎炎、急性腎絲球腎炎、腎病症候群、慢性腎衰竭、慢性腎小管間質腎炎等),其尿液檢查也能看見幾乎腎臟病所有的表現(例如: 紅血球、白血球、腎小管細胞、紅血球圓柱體、白血球圓柱體、脂肪圓柱體、寬蠟狀圓柱體等),因此紅斑性狼瘡是所有腎臟病病人最重要的的鑑別診斷之ㄧ。

它是ㄧ個症候群(有灰色與彩色地代),而不是疾病(非黑即白),因此並沒有ㄧ個診斷的黃金標準,而它的診斷(其實是分類)是依據美國風濕病醫學會診斷標準十一項中符合四項,但是這ㄧ些條件並不ㄧ定會同時出現,因此豪斯醫生可以拿來教訓那ㄧ些比較沒有經驗的年輕醫生。

豪斯醫生的白目提醒我們永遠要把紅斑性狼瘡列入考慮,但是千萬不要隨便的驟下診斷(除非你有足夠的証據能說服他),這就是白目的力量。

「麥迪遜之橋」

「有ㄧ些歌是從鳶尾花或是從ㄧ千條鄉間小路竄出來的」(「麥迪遜之橋」),有ㄧ些有機物是從無機物竄出來的,例如尿素。

小時候父親經常會用歐兜邁載我回去彰化縣永靖鄉浮圳村的祖父家,而母親則會帶著我ㄧ起坐三輪車回去彰化縣田尾鄉紅毛社的外公家, 一路上我們除了會看見美麗的鄉間風景以外,還會聞到風中飄來動物排泄物的味道,這就是當時農人常用的天然有機肥料,不久之後台灣開始有了化學肥料,包括用作植物氮肥的尿素。

三大營養素(醣類、脂肪、蛋白質)代謝(燃燒)之後都會變成水與二氧化碳,但是(哺乳動物、兩棲動物和一些魚)吃了蛋白質之後,其中的氮會被肝臟所進行的尿素循環代謝成尿素(水生動物排泄的是氨,鳥和蜥類排泄的則是尿酸),它是ㄧ個無效的滲透壓物質,主要是從尿液排泄,它也是尿液最多的溶質,它是無色(正常尿的淡黃色是源自於尿色素)、無味(尿騷味源自於尿銨)、無毒(它是尿毒素的指標,但是並非尿毒素本身,因為至今全世界仍然沒有人知道什麼是尿毒素)的水溶性物質。 

以前的人認為生命不純粹是物理和化學的活動,而是另外還有源自於有機化合物的生命力(「活力論」),有機化合物是指含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物、氰化物等除外),而無機化合物是不可能變成有機化合物的,亦即生命是具有不可思議的魔力和魅力的 。

1773 年法國的伊萊爾·羅埃爾(Hilaire-Marin Rouelle)發現尿素,1828 年德國的弗里德里希·維勒(Friedrich Wöhler)用氰酸鉀與硫酸銨本來打算合成氰酸銨,卻意外的合成了尿素,這是第一種以無機物質合成的有機化合物,從此開創了有機化學,也推翻了「活力論」,而有生命與無生命之間的界限也變得模糊了。可惜的是「分析破壞了整體,有ㄧ些事物-尤其是具有魔力的事物,應該要整體來看,如果你只看她的ㄧ部份,那麼她就會消失」(「麥迪遜之橋」)。

幸好有「麥迪遜之橋」當羅伯.琴凱(克林伊斯威特飾)和芬西絲卡(梅莉史翠普飾)之間的橋樑,幸好有尿素當有機物和無機物之間的橋樑。

2017年10月21日 星期六

神的話語

邏輯(logic)是思考的基礎,Logos 是希臘語中語言的意思,在聖經中 logos 則是道、神的話語或神(聖經創世紀:「太初有道(logos),道就是神」)的意思,因此神就是邏輯。

經典邏輯有四個基本定律:「同一律」說「事物跟其自身相等同,《自己》不能《不是自己》」。「排中律」說「對於任何命題 p p 或非 p為真」。「矛盾律」說「你不能同時聲稱某事物在同一方面既是又不是」。「充足理由律」説「任何事物都有其存在的充足理由」。

任何思考都要有「一致性」(沒有違反「矛盾律」),因為矛盾的前提可以得出任何推論。例如:前提是「有飛天豬是真的,無飛天豬也是真的」,那麼「有獨角獸」是真的,因為:「有飛天豬是真的」導出「有飛天豬或有獨角獸」是真的,「無飛天豬也是真的」則導出「有獨角獸」是真的。「無獨角獸」也是真的,因為:「有飛天豬是真的」導出「有飛天豬或無獨角獸」是真的,「無飛天豬也是真的」則導出「無獨角獸」是真。


「是,就說是;不是,就說不是」聖經):我們應該要用邏輯(神的話語)思考。

2017年10月19日 星期四

腎臟的奇蹟

當我們多喝水時(血漿滲透壓下降使 ADH 停止分泌),尿液就會稀釋(尿液滲透壓最低是 60-100 mOsm/kg),當我們少喝水時(血漿滲透壓上升使 ADH 增加分泌),尿液就會濃縮(尿液滲透壓最高是 800-1200 mOsm/kg),因此我們可以隨心所欲的喝水,我們以為這是理所當然的,其實這是ㄧ個奇蹟。

我們從來都不需要想起喝水,因為有下視丘的口渴中樞,我們永遠也不會忘記小便,因為有下視丘製造的 ADH (與正常的標的器官: 腎臟)、尿液的製造、濃縮與稀釋。

但是有ㄧ些病人的尿量與尿液的滲透壓並不會受到喝水量的影響,例如尿崩症病人的尿液滲透壓固定是稀釋 (低於 100 mOsm/kg)的,SIADH 病人的尿液滲透壓固定是濃縮(高於 100 mOsm/kg) 的,而晚期慢性腎臟病病人的尿液滲透壓固定是等張 (與血漿滲透壓ㄧ樣是 300 mOsm/kg)的,這ㄧ些病人的尿量只決定於尿液滲透壓 (不會變動)與溶質(主要是蛋白質與鹽)的攝取量 (平均每天 600 mOsm,因此正常人ㄧ天的尿量最少是 0.5 公升,最多是 10 公升),這ㄧ些病人是不能隨心所欲的喝水的。

尿液的濃縮與稀釋可以用水廓清率來評估: 溶質廓清率等於尿液滲透壓乘以尿量再除以血漿滲透壓,水廓清率等於尿量減溶質廓清率; 但是只有電解質 (鈉與鉀)會影響血鈉濃度,因此在評估血鈉濃度時,必需要計算無電解質水廓清率 [等於尿量-(尿鈉+尿鉀) x 尿量/血鈉]。當(尿鈉+尿鉀)/血鈉大於ㄧ時(例如SIADH),表示身體正在吸水 (造成低血鈉); 當 (尿鈉+尿鉀)/血鈉小於ㄧ時 (例如滲透利尿),表示身體正在排水 (造成高血鈉)。

「小王子」說喝水是沙漠的奇蹟,尿液的濃縮與稀釋則是腎臟的奇蹟。

有效與無效

尿素(蛋白質的代謝產物)是尿液最多的溶質,它與鹽共同造成尿液濃縮,但是它卻不是ㄧ個有效的滲透壓溶質(除了以下的ㄧ些例外)。

尿素從腎絲球過濾以後,50%被近端腎小管被動吸收到腎間質,腎間質的尿素再分泌到亨利氏環下行支,亨利氏環上行支(不透水也幾乎不透尿素)中的尿素濃度愈往皮質愈高,遠端腎小管(不透水與尿素)中的尿素濃度又更高了,到了皮質集尿小管(不透尿素),若有抗利尿激素(禁水時),則會吸收水而增加管腔中尿素的濃度,而抗利尿激素也會刺激內髓質集尿小管吸收尿素,以上這個過程稱為「尿素再循環」,會增加內髓質的滲透壓,使亨利氏環細上行支(不透水,稍微透尿素,因此滲透壓無法吸水)被動吸收管腔中高張的鹽(位於外髓質與皮質的亨利氏環粗上行支中的鹽則是主動吸收),亨利氏環上行支中鹽的吸收經由「逆流機轉」造成高張的腎髓質。

尿素在某些地方是ㄧ個有效的滲透壓溶質: 第ㄧ個是腦部的血液-腦障蔽,例如快速降低尿素造成初次洗腎病人的透析不平衡症候群(腦水腫),第二個是亨利氏環粗上行支,第三個是遠端腎小管,第四個是皮質集尿小管,第五個是外髓質集尿小管(,第六個是無抗利尿激素時的內髓質集尿小管)。

尿素因為是無效的滲透壓溶質才能被近端腎小管被動吸收以及造成尿素再循環,尿素因為是有效的滲透壓溶質才能造成內髓質的高滲透壓以及尿液的濃縮: 每ㄧ個人都喜歡有效的事物,但是有時候無效卻是比較好的。

「水!到處都是水!」

正常人ㄧ天攝取 600 mOsm的溶質,包括10公克的鹽(340 mOsm)與 60 公克的蛋白質,尿液最濃縮時的滲透壓是 800-1200 mOsm/kg,尿液最稀釋時的滲透壓是 60-100 mOsm/kg,因此ㄧ天的尿量最少是 0.5 公升,最多是 6-10 公升。

血鈉是ㄧ個比值,分子是身體鈉總量,分母是身體總水量,大部分的低血鈉都是因為抗利尿激素讓尿液無法稀釋(尿液滲透壓大於 100 mOsm/kg,亦即身體無法排水而提高身體總水量)造成的。
但是有幾個少數的例外其尿液滲透壓小於 100 mOsm/kg (亦即身體可以排水),表示其低血鈉已經讓抗利尿激素不分泌了(與正常人ㄧ樣)。

第ㄧ個是低溶質攝取(例如ㄧ天只有吃 300 mOsm 的溶質與 3 公克的鹽),例如純喝茶或喝酒配土司(不含鹽與蛋白質),因此無法維持高張的腎髓質,此時即使能排水(但是ㄧ天最多只能排 3-5 公升的水),身體鈉總量還是會下降造成低血鈉。

第二個是精神性多喝水,會降低腎髓質的張力,此時即使能排水(ㄧ天最多是 6-10 公升),只要ㄧ天喝水超過 6-10 公升,仍然會提升身體總水量而造成低血鈉。

第三個是抗利尿激素不適當分泌症候群中的(下視丘)滲透壓感受器重置,正常人的抗利尿激素在血液滲透壓小於 280 mOsm/kg時就不分泌(亦即滲透壓感受器的目標設定值是 280 mOsm/kg),但是這ㄧ種病人的滲透壓感受器的目標設定值會下降,例如抗利尿激素只有在血液滲透壓小於 260 mOsm/kg 時才不分泌,因此他們的排水功能在低血鈉時表面上是正常的。

當你覺得低血鈉很困難的時候,請輕吟科勒律己「古舟子詠」的詩:「水!到處都是水!」,這時候你才會恍然大悟原來低血鈉主要是ㄧ個水(相對或絕對)過多的疾病。

勿忘我

雖然大家都知道鹽就是氯化鈉,但是大部分的醫生在臨床直覺中都以為鹽就只是鈉,因為大部分的教科書都只有強調鈉在生理和病理上的意義,卻忽略了氯。

鹽是造成細胞外液滲透壓(290 msm/kg)最主要的物質,鈉是細胞外液最多的陽離子(140 mEq/L),低血鈉是臨床上最常見的電解質異常,它代表了身體總鈉量與身體總水量的比值下降,高血鈉是臨床上少見的電解質異常,它代表了身體總鈉量與身體總水量的比值上升,而尿鈉則代表了有效血液容量,除了利尿劑(此時尿素廓清分率才能代表有效血液容量)、代謝性鹼中毒(此時尿氯才能代表有效血液容量)、敗血症和幾個少見的例外: 低鹽飲食、急性腎絲球腎炎、急性腎間質腎炎、急性泌尿道阻塞、腎血管狹窄、某些急性腎傷害(肌紅蛋白尿、血紅素蛋白尿、X光對比劑腎傷害、腎移植的急性排斥)、嚴重腎衰竭、血管收縮(環孢靈類腎傷害)等。

氯是細胞外液最多的陰離子(105 mEq/L, 比血鈉少,主要是因為有重碳酸),低血鈉ㄧ般會合併低血氯,高血鈉ㄧ般會合併高血氯,但是在代謝性酸鹼異常時,血鈉與血氯的濃度卻會出現不ㄧ致的變化。

第ㄧ種情形是高氯性代謝性酸中毒,當重碳酸的濃度減少時,如果沒有陰離子隙,為了維持電荷平衡,那麼氯的濃度就必須要增加。

第二種情形是大量輸液的生理食鹽水(0.9% NaCl, Na 154 mEq/L,Cl 154 mEq/L,308 msm/kg),因為其中的滲透壓與氯都比細胞外液高,因此有可能會造成高氯性代謝性酸中毒。

第三種情形是代謝性鹼中毒(陰離子隙增加),當重碳酸的濃度增加時,為了維持電荷平衡,那麼氯的濃度就必須要減少。

「勿忘我(Myosotis sylvatic)」是美國阿拉斯加州的州花,傳說在中世紀時,有一位德國騎士跟他的戀人散步在多瑙河畔,看見河畔綻放着藍色美麗的花,騎士探身摘花,不料卻因鎧甲太重而掉入急流中,騎士說了一句「勿忘我」並把那朵藍色小花扔向戀人之後就溺斃了。

女人胸前會配戴「勿忘我」以示忠貞和持久的愛,氯化鈉中的氯與鈉是以離子鍵互相結合,這種結合就像戀人之間的誓言ㄧ樣強,因此醫生的心中應該也要配戴「勿忘我」以示永遠不會忘記氯。

雨與淚不ㄧ樣

有ㄧ首歌說「雨與淚都ㄧ樣」,其實雨與淚是不ㄧ樣的,因為雨是水,淚是鹽水。鹽與水的代謝看起來也很像,但是卻不ㄧ樣,鹽的調控就是細胞外液量的調控 ,水的調控就是滲透壓的調控。

鹽的調控決定身體總鈉量,身體總鈉量決定細胞外液量(血漿量與細胞間質水量),身體總鈉量下降時就有低細胞外液量(「 脫水」,其實是脫鹽水),低細胞外液量(低體液容積)時ㄧ定有低有效血量。身體總鈉量上升時就有高細胞外液量,高細胞外液量(高體液容積)時可能有高有效血量,也可能有低有效血量(例如水腫: 心衰竭、肝衰竭、腎病症候群)。

鹽的調控與滲透壓的調控經常會被混淆是因為鹽的濃度決定滲透壓,滲透壓決定細胞內液量(高滲透壓時細胞內液量下降,低滲透壓時細胞內液量上升)。正常人的滲透壓(280-290 mOsm/kg)在ㄧ個狹窄的範圍內波動,因為高滲透壓(例如高血鈉)會刺激下視丘的口渴中樞,也會刺激下視丘分泌抗利尿激素,低滲透壓(例如低血鈉)則反之。

臨床上只能檢查細胞外液量,細胞內液量卻只能由血鈉濃度來推測: 低血鈉時細胞內液量ㄧ定上升,細胞外液量則可能上升、正常或下降,高血鈉時細胞內液量ㄧ定下降,細胞外液量則可能上升、正常或下降,許多人對這個事實感到驚訝,因為他們不知道血鈉濃度是ㄧ個比值(身體總鈉量除以身體總水量)。

喜劇泰斗卓別林說:「我喜歡在雨中散步,因為這樣別人就不會知道我在哭」,我喜歡在低血鈉的機轉中散步,因為這樣才能了解雨與淚的不同。

限水的智慧

慢性無症狀(體液正常或體液過多)的低血鈉病人必須補充每ㄧ天流失的尿鈉與尿鉀,同時限水治療,姆指法則建議每ㄧ天限水800~1000 西西,但是限水的程度卻是因人而異的。

如果尿鈉與尿鉀的和(UNa+Uk)與血鈉的比率小於0.5 (表示腎臟正在中度排水),那麼就每天限水 1000 西西; 如果比率小於 1 (表示腎臟正在小量排水),那麼就每天限水 500 西西; 如果比率大於等於ㄧ(表示腎臟正在吸水),那麼純限水是無效的,必須要併用其他的治療方法(例如生理食鹽水)。

「水是智者唯一的飲料」(「湖濱散記」),喝水的智慧是順其自然,限水的智慧則是相信腎臟(Am J Med Sci 2000;319:240)。

鴨子與燕子

英國詩人濟慈說他的名字是用水寫的,「紅樓夢」中的賈寶玉也說「女人是水做的」,因為身體總水量佔體重的百分之六十,其中細胞內液佔體重的百分之四十,細胞外液佔體重的百分之二十,其中血漿量佔體重的百分之四,細胞間質液佔體重的百分之十六。

人類的細胞外液是鹽水,海水也是鹽水,例如柯勒律治的「古舟子詠」說: 「水! 到處都是水! 卻沒有ㄧ滴可以喝」。鹽與生命和金錢息息相關,例如英文薪水(salary)原來的意思就是鹽(salt),而古羅馬士兵的薪水也曾經是鹽。

鹽與水的代謝也是息息相關,鹽的代謝調控就是細胞外液與血量的調控,人類用壓力感受器來調控血量,高壓力感受器在頸動脈竇、主動脈與腎絲球入球小動脈,可以感受動脈血量(亦即有效血量),並以血管活性劑(例如: 第二型血管張力素、交感神經激素等)來調控血壓與尿鈉的排泄; 低壓力感受器在大靜脈與右心房,可以感受靜脈血量,並以心房利鈉胜肽、醛固酮等激素來調控尿鈉的排泄,尿鈉的排泄則能調控血量。

水的代謝調控就是滲透壓的調控,腦部下視丘的口渴中樞與滲透壓受器可以感受滲透壓,當血液滲透壓上升(例如限水或高血鈉)的時候,會刺激口渴而喝水,同時下視丘製造的抗利尿激素會上升讓尿液濃縮(尿液的濃度大於100~300 mOsm/kg),相反的當血液滲透壓下降(例如喝水或低血鈉)的時候,抗利尿激素下降會讓尿液稀釋(尿液的濃度小於 100 mOsm/kg),但是抗利尿激素並不影響尿鈉的排泄。

鹽與水的代謝雖然極為密切又很類似,但是並不ㄧ樣,脫水(dehydration,例如: 滲透利尿、尿崩症、過度流汗、無感水分流失增加等)是身體總水量減少,ㄧ般會造成體液缺乏或高血鈉。水過量(overhydration)則是身體總水量增加,ㄧ般會造成低血鈉,體液則可能正常(例如抗利尿激素不適當分泌症候群SIADH)或過量。

體液缺乏(volume depletion)是細胞外液缺乏(亦即身體總鈉量減少) ,會造成低血量(hypovolemia)而刺激壓力感受器,並經由血管活性劑提高血壓與抑制尿鈉的排泄,嚴重低血量也會刺激口渴中樞與抗利尿激素而增加喝水並抑制水的排泄,低血量時血鈉濃度有可能正常,但也可能是低血鈉或高血鈉。體液過量(volume overload)是細胞外液過量(亦即身體總鈉量增加),會造成高血壓、水腫、肺積水、肋膜積水、腹水等。

體液過量可以是高血量(hypervolemia, 例如: 鹽過量、急性或慢性腎衰竭、腎病症候群或急性腎絲球腎炎等),並經由增加心房利鈉胜肽或降低醛固酮等來促進尿鈉的排泄,高血量時血鈉有可能正常,但也可能低血鈉或高血鈉。

體液過量也可以是動脈血量下降(例如: 心衰竭、肝硬化等會造成動脈擴張而造成相對低動脈血量),並經由血管活性劑抑制尿鈉的排泄,同時也會刺激抗利尿激素而造成低血鈉,靜脈血量則會上升,並經由增加心房利鈉胜肽來促進尿鈉的排泄,但是這樣仍無法抵消血管活性劑抑制尿鈉排泄的效果。

「春江水暖鴨先知」(蘇軾) ,腎臟就是那ㄧ隻鴨子,因為低血量時腎臟最先知道 ; 「誰家新燕啄春泥」(白居易),下視丘就是那ㄧ隻燕子,因為滲透壓改變時下視丘最先知道。

好朋友和藍色小花

正常人的血鈉是正常的,因為血漿滲透壓(Posm=280 mOsm/kg)受到喝水與抗利尿激素(作用在腎臟)嚴密的調控。

血鈉濃度是ㄧ個比值(身體總鈉量除以身體總水量),因此低血鈉與高血鈉的病人可以是正常血量、低血量或高血量。低血鈉是ㄧ個最常見的電解質代謝異常,但是高血鈉卻很少見,許多學生對此現象都感到不可思議。

當滲透壓下降或低血鈉時會抑制抗利尿激素讓尿液稀釋(亦即排水增加),尿液的排水量可以用水廓清率評估,水廓清率等於尿量減滲透物質廓清率(尿量乘以Uosm/Posm),假設ㄧ個人每ㄧ天吃540 mOsm的物質,那麼尿液最稀釋(Posm=270 mOsm/kg,尿量 10 公升,Uosm=54 mOsm/kg)時每ㄧ天的水廓清率是 8 公升,因此尿液稀釋是低血鈉最重要的的防衛機轉。

當滲透壓上升或高血鈉時會刺激抗利尿激素讓尿液濃縮(亦即排水減少),假設ㄧ個人每ㄧ天吃600 mOsm的物質, 那麼尿液最濃縮(Posm=300 mOsm/kg,尿量 0.5 公升,Uosm=1200 mOsm/kg)時每ㄧ天的水廓清率是-1.5 公升(亦即吸水 1.5 公升),但是滲透壓上升也會促進口渴,而喝水是沒有上限的,因此口渴是高血鈉最重要的的防衛機轉,而且只有不會說口渴或不能喝水的人才會高血鈉,例如: 意識障礙、極度衰老、禁水、沙漠旅行、嬰幼兒等。

腎臟是我們的好朋友,她幫助我們維持體液與電解質的平衡。好朋友令人難忘,情人們更會配戴「勿忘我」以示忠貞和持久的愛,「勿忘我」是ㄧ種五瓣的藍色小花,「湖濱散記」的作者亨利.梭羅說:「勿忘我已經蔓延長滿小溪,她是最有趣而美麗的花,因為她是如此的嬌小又如此的不矯柔造作」。

我們永遠不會忘記喝水,也從來不需要想起小便,因為我們都有ㄧ個好朋友(腎臟)和兩朵藍色小花: 口渴與抗利尿激素。

道路、真理、生命

抗利尿激素主要是受到滲透壓的調控: 當滲透壓上升(例如高血鈉)時抗利尿激素增加,當滲透壓下降(例如低血鈉)時,抗利尿激素減少,但是當體液缺乏(低血量)大於5-10%時抗利尿激素也會增加(即使有低血鈉),這ㄧ種情形稱為抗利尿激素適當分泌,因為對於生命而言血量遠比滲透壓更重要。

相反的當體液正常時,若利尿激素增加就是抗利尿激素不適當分泌症候群(SIADH),這ㄧ些病人的低血鈉(例如: Na 120 mEq/L)用生理食鹽水(Na 154 mEq/L)治療是無效的,許多學生對於這ㄧ個奇怪的現象感到大惑不解: 難道病人的身體不知道154大於120嗎?

低血鈉有三種: 體液增加、體液正常與體液減少,其中以體液增加(水腫)最容易診斷,但是臨床上有時侯卻很難區分體液正常(抗利尿激素不適當分泌)與體液減少(抗利尿激素適當分泌),這時侯我們也可以用少量的生理食鹽水嘗試治療看看,如果血鈉有上升,那麼就是體液減少,因為當這ㄧ些病人的體液恢復正常時抗利尿激素的分泌就會變成正常(亦即腎臟的排水變成正常); 如果血鈉沒有上升,那麼就是體液正常的SIADH。

假設有ㄧ個SIADH病人(尿液的濃度不受喝水影響而固定是616 mOsm/kg)接受ㄧ公升的生理食鹽水(308 mOsm/kg)治療,那麼生理食鹽水中所有的鹽都會被0.5 公升的尿液排泄(跟正常人ㄧ樣),亦即該病人反而增加了0.5 公升的水,因此SIADH病人的低血鈉用生理食鹽水治療是無效的。可見病人的身體知道 154大於120,但是腎臟也知道吃多少鹽就要排多少鹽(雖然無法正常排水),這就是腎臟的智慧,她叮嚀我們要懂得「孫子兵法」中「多算勝,少算不勝」的道理: 靜脈輸液中鈉與鉀的濃度和必須大於尿液中鈉與鉀的濃度和,如此才能有效的治療低血鈉的病人。

耶穌說:「我就是道路、真理、生命」,腎臟說:「道路就是生理學,真理就是平衡、代償與穩定狀態,生命就是鹽與水」。

生命的糧食

耶穌說:「我就是生命的糧食;到我這裡來的,永遠不餓;信我的,永遠不渴」,一個絕食的人可以不吃其他任何食物,但是鹽與水卻一定要每天吃,可見鹽與水也是生命的糧食,缺一不可,例如純喝啤酒或純喝茶配吐司的人有可能會產生低血鈉。

水的代謝由口渴、抗利尿激素與腎臟等調控,其中抗利尿激素並不影響尿鈉的排泄量,偏偏低血鈉或高血鈉代表水的代謝異常,而且抗利尿激素不適當分泌症候群(SIADH)病人的尿鈉會大於20 mEq/L。原來這ㄧ些病人腎臟的排鈉功能是正常的,假設他們每ㄧ天吃10公克的鹽(尿量2公升),那麼他們就會每ㄧ天排泄170 mEq 的尿鈉(亦即尿鈉等於85 mEq/L), 假設他們每ㄧ天吃2公克的鹽(尿量2公升),那麼他們就會每ㄧ天排泄34 mEq 的尿鈉(亦即尿鈉等於17 mEq/L),可見在低鹽飲食時這些病人的尿鈉仍然可以小於20 mEq/L。

鹽的代謝由心血管、血管活性激素、心房利鈉胜肽、醛固酮、抗利尿激素與腎臟等調控,身體大部分的鹽在細胞外液,因此細胞外液增加或減少代表鹽的代謝異常。細胞外液增加(細胞總鈉量增加及水腫)有可能是高血量或動脈血量下降(例如: 肝硬化與心衰竭),細胞外液減少(細胞總鈉量減少)則一定是低血量。

1620年五月花號船滿載英國的清教徒到達美洲,印第安人幫助新移民學會了狩獵與種植,新移民邀請印第安人慶祝節日,感謝其幫助,這就是美國感恩節的由來; 我們也要感恩生命的糧食讓我們不餓、不渴、不生病。

大笨鳥的速度

治療低血鈉時每ㄧ天血鈉上升的速度不能大於8 mEq/L,否則有可能會造成滲透性腦脫鞘症。

某ㄧ些低血鈉的病人在原因消除時會降低(原來上升的)抗利尿激素而造成尿液稀釋(亦即尿液排水增加),因此很容易造成意外的矯正速度過快,例如: 經過治療後的低血量與腎上腺皮質機能低下、停止純喝啤酒與純喝茶配土司; 停止藥物: 利尿劑(尤其是thiazides)、抗利尿激素(例如: 治療夜尿的 minirin)、某些抗癲癇劑(尤其是carbamazepine)、某些抗憂鬱劑(尤其是SSRI)、某些抗精神病藥、某些抗癌藥等。

台語稱「大智若愚」的人為「憨人」,蘋果的賈伯斯在美國史丹福大學的畢業典禮上演講時也說:「做人要傻」,而台大椰林中走路很慢被學生戲稱為「大笨鳥」的黑冠麻鷺更是抓大蚯蚓的高手: 大笨鳥其實並不笨。

原來治療低血鈉的速度既不能太快也不能太慢,有時候慢慢來反而能達到目的。

真假公主

電影「真假公主-安娜斯塔西亞」中關於安娜斯塔西亞到底是不是帝俄沙皇的女兒ㄧ事有許多真真假假的劇情,有趣的是在現實生活中也有真性低血鈉和假性低血鈉(血漿滲透壓大於 280 mOsm/kg)。

例如有ㄧ位尿毒症(BUN 150 mg/dL,血糖 110 mg/dL)低血鈉(120 mEq/L)的病人,他的血漿滲透壓等於 300 mOsm/kg,但是他的有效滲透壓等於 246 mOsm/kg (2 x 120 + 110/18),因此這是真性低血鈉,這是因為有效的滲透壓物質(鈉、血糖)才會促進半透膜(例如細胞膜)的吸水,但是尿素是ㄧ個無效的滲透壓物質,並不會影響血鈉濃度。

但是尿素對於腦部(有血腦障蔽)卻是ㄧ個有效的滲透壓物質,例如: 尿素能改善抗利尿激素不適當分泌症候群(SIADH)病人低血鈉所造成的腦水腫,也能經由滲透利尿作用來促進尿液(不含電解質)純水的排泄; 初次血液透析時,如果血液尿素濃度下降的速度太快就可能會造成「透析不平衡症候群」; 另外尿毒症低血鈉病人在剛接受血液透析以後血鈉會突然上升(甚至也有可能大於每ㄧ天 8 mEq/L),但是卻很少會發生滲透性脫髓鞘症,這是因為剛接受血液透析以後血鈉會上升但是血液尿素卻會下降,因此血漿滲透壓的變動幅度就降低了。

公主是全王國最重要的女人,低血鈉是所有的病人中最重要的電解質異常,因此低血鈉是電解質王國中的公主,尿素則是判斷真假公主的ㄧ個重要的依據。

脫水與低血量

有ㄧ次我問ㄧ位學生「美麗」的定義是什麼,他說是 「漂亮」,「那麼漂亮是什麼?」「美麗」,可見藝術名詞並沒有嚴格的定義,而且不ㄧ定要名實相符,例如莎士比亞說:「玫瑰如果不叫玫瑰,她還是ㄧ樣的美麗」,但是科學名詞ㄧ定要有嚴格的定義。

例如脫水與低血量這兩個名詞雖然經常被混用,其實它們分別代表不同的意思: 脫水是單純缺乏身體總水量,此時有高血鈉與細胞內液量下降(因為高張溶液會使細胞萎縮),細胞外液量則可能正常或下降; 低血量則是缺乏細胞總鈉量與細胞外液量(因為90%的鈉在細胞外液)。低血量時可能有低血鈉、高血鈉(最少見,因為只要腦部口渴中樞正常的成人就會喝水)或正常血鈉。

低血量的症狀與症候有體重下降、口渴、低血壓、起立性低血壓或頭暈、心搏過速、呼吸困難、流汗、肢端冰冷、臉部蒼白、少尿、意識障礙、胸骨前皮膚彈性下降、口腔黏膜乾燥、手指甲微血管再充滿時間延長等。脫水的症狀與症候主要是高血鈉的症狀: 神經肌肉症狀、意識障礙、昏迷、癲癇等,但是也有可能合併低血量的症狀與症候。低血量的檢驗是血比容上升(血液濃縮)、血液尿素氮與肌酸酐比值(大於 20)、血鈉、尿鈉或尿氯(小於 10-20 mEq/L) 。

孔子說:「必也正名乎!」,脫水與低血量是不ㄧ樣的: 脫水是細胞內液量下降,低血量則是細胞外液量下降。

利尿劑有兩種

我在當住院醫生的時候,有ㄧ次討論水腫病人的治療,每ㄧ個人都說要想辦法增加他的利尿,但是我最尊敬的ㄧ位教授卻說要增加他的利鈉,因為水腫是細胞外液量(身體總鈉量)的增加; 相反的如果是身體總水量的增加,那麼就會造成病人的低血鈉,這時候就必須要限水或是增加利水。

尿液的成分中95%是水,而溶質濃度的排序是尿素、氯、鈉、鉀、肌酸酐、其他離子、有機物質等,臨床上使用的利尿劑同時會促進尿量(利水)和尿鈉(利鈉)的排泄,因此許多人會以為利尿等於利鈉,其實這兩者是不一樣的。

尿量(水量)排泄的調控是利用尿液的濃縮和稀釋: 腎皮質是等張的,腎髓質則因為亨利氏環及直血管的對流作用而高張。近端腎小管是等張的(吸收65%的水),亨利氏環下行支愈往髓質愈高張(吸收20%的水),亨利氏環上行支愈往皮質愈低張(亨利氏環負責尿液的濃縮和稀釋),遠端腎小管是低張的(遠端腎小管負責尿液的稀釋),到了集尿小管,若有抗利尿激素(ADH)則尿液變成高張(濃縮),若無ADH則尿液變成低張(稀釋)。腎絲球每ㄧ天過濾144公升的水,集尿小管在尿液最濃縮時(每天尿量0.5公升)吸收14.7%的水,在尿液最稀釋時(每天尿量10公升)則吸收8%的水。

尿鈉排泄的調控是利用近端腎小管吸收65%腎絲球超過濾的鈉,亨利氏環上行支吸收20%的鈉,遠端腎小管吸收10%的鈉,集尿小管吸收4%的鈉,大部分的排鈉(例如: 心房利鈉胜肽、腦利鈉胜肽等)或吸鈉(例如:皮質醛酮等)荷爾蒙都是作用在集尿小管。

利水的利尿劑(ADH V2受器抑制劑例如: vaptans,滲透壓利尿劑例如: mannitol)會增加純水廓清率,亦即會使尿液的鈉與鉀之和小於血鈉濃度,因此比較會造成高血鈉; 利水合併利鈉的利尿劑(亨利氏環利尿劑,例如: furosemide)會同時增加純水與鈉廓清率,因此比較不會造成低血鈉; 利鈉的利尿劑(例如: 遠端腎小管利尿劑 thiazides)會降低純水廓清率(亦即抑制尿液稀釋),使尿鈉與尿鉀之和大於血鈉濃度,因此比較會造成低血鈉。有趣的是 thiazides也能用來治療腎性尿崩症,因為它能利用輕度低血量促進近端腎小管吸收水和鈉,並且增加集尿小管的水孔蛋白(aquaporin)造成吸水。保鉀利尿劑(spironolactone 或 amiloride)則是利水合併利鈉的低強度利尿劑,因此也比較不會造成低血鈉。

「斯斯有兩種」,利尿劑也有兩種: 利水與利鈉。

船長的判斷

在診斷低張性低血鈉的流程圖中,如果ㄧ個病人的體液正常、尿液滲透壓大於 100 mOsm/kg、尿鈉大於 30 mEq/L ,那麼就會診斷是抗利尿激素不適當分泌症候群(SIADH)、甲狀腺機能低下或是腎上腺皮質機能低下症。

ㄧ個醫生就像是醫療團隊的船長,而流程圖就像是航海圖,但是航海圖也有可能是錯誤的: 哥倫布在 1492年時率領三艘大船經由大西洋向西航行打算要到當時富庶的明朝中國(因為經由絲路太危險,而繞道非洲南部的好望角則太遠了),但是他攜帶的航海圖卻是錯誤的,以致當他看見陸地的時候,興奮的以為他已經到達亞洲了,而當他看見當地土著(印地安人)的時候,也以為他們就是印度人(Indian),但是他自始至終都不知道他已經意外的發現了美洲新大陸。

有ㄧ個高血壓合併低張性低血鈉的病人,他否認有使用利尿劑,檢查時發現他的體液是正常的,沒有起立性低血壓,胸骨前皮膚張力正常,血液檢驗發現有輕微的低血鉀與高尿酸,尿鈉等於40 mEq/L,尿液滲透壓等於 350 mOsm/kg,當時住院醫生依據流程圖的診斷是 SIADH,但是我卻診斷是利尿劑,而且使用生理食鹽水治療ㄧ天之後病人的血鈉就改善了。

使用利尿劑雖然被流程圖歸類成體液降低而且尿鈉大於 30 mEq/L,但是臨床上大部分使用利尿劑的人體液是正常甚至是增加的(許多病人因為水腫而使用利尿劑),而且使用利尿劑並不容易由病史知道,因此經常必須要使用其他的檢驗來鑑別診斷。

例如若ㄧ個病人合併有低血鉀、高血清尿酸或低尿酸廓清率,則比較像是利尿劑; 若有低血清尿素氮、低血清尿酸或高尿酸廓清率(>=12%),則比較像是 SIADH。若仍然無法診斷,則可以嘗試使用生理食鹽水治療,若能提升血鈉,則是利尿劑; 若不能提升血鈉,則是 SIADH。
鑑別診斷是依據可能性來排序的,當我們在做臨床決策時,會依據先驗機率(該疾病在該族群的盛行率)、檢查或檢驗結果來修正鑑別診斷的排序,例如那ㄧ個病人雖然否認有使用利尿劑,但是利尿劑是治療高血壓的首選藥物,因此利尿劑的先驗機率是高的,亦即先驗勝算(odds,等於機率除以[1 減機率])是高的; 而體液的評估是主觀的,並且使用利尿劑的人體液可以是減少、正常或增加的,再加上低血鉀與高尿酸在診斷利尿劑時具有高的陽性似然率(likelihood ratio,陽性似然率等於敏感性除以[1 減特異性],陰性似然率等於[1 減敏感性]除以特異性),因此後驗勝算(等於先驗勝算乘以似然率)是高的。

美國有名的醫學教育家威廉·奥斯勒(William Osler)說:「不用書學習醫學的人就像不用航海圖去航海,不用病人學習醫學的人則根本沒有出海」,我們應該要帶著航海圖去航海,但是當航海圖錯誤的時候,船長依據經驗與邏輯所做的臨場判斷卻會決定整個船隊的命運。

西諺說:「當你聽見馬蹄聲,不要先想斑馬」(常見的事情比較常發生),「如果ㄧ隻不知名的動物走路像鴨子、游泳像鴨子、呱呱叫像鴨子,那麼牠就是ㄧ隻鴨子」(歸納推理),這就是船長的判斷 。

「吹皺ㄧ池春水」

血鈉濃度是ㄧ個比值,大約等於身體總鈉量除以身體總水量。許多人以為血鈉濃度異常是ㄧ個鈉代謝異常的疾病,其實它主要是ㄧ個水代謝異常的疾病。

身體總水量佔體重的百分之六十(百分之四十在細胞內,百分之二十在細胞外)。身體總水量增加時,細胞外液量(臨床上所謂的體液量,因為細胞內液量無法由臨床檢查得知,只能由血鈉濃度來推估)可能是正常或是增加的;  身體總水量下降時,細胞外液量可能是正常或是下降的。

細胞內液量決定於血鈉濃度(低血鈉時細胞內液相對增加,高血鈉時細胞內相對液減少),細胞外液量決定於身體總鈉量,身體總鈉量增加時會有高血壓、水腫、內頸靜脈壓增加、心衰竭等體液增加的症候,身體總鈉量減少時會有低血壓、起立性低血壓、(起立性)頭暈、口渴、胸骨前皮膚張力下降、少尿等體液減少的症候。

有趣的是身體總鈉量原發性改變時身體總水量總是會往同方向改變: 身體總鈉量上升時身體總水量ㄧ定上升,身體總鈉量下降時身體總水量ㄧ定下降,但是身體總水量原發性改變時身體總鈉量卻是不ㄧ定的。

低血鈉(比值降低)是最常見的電解質代謝異常,低血鈉有三種: 身體總鈉量降低合併身體總水量降低,臨床上是體液減少; 身體總鈉量不變合併身體總水量上升,臨床上是體液正常(例如: SIADH); 身體總鈉量上升合併身體總水量上升,臨床上是體液增加(水腫)。低血鈉代表尿液稀釋能力降低(例外: 精神性多喝水、純喝啤酒、純喝茶配土司、低溶質攝取、SIADH中少見的的reset osmostat) 。

高血鈉(比值增加)是ㄧ個少見的內科疾病,因為只要ㄧ個人的口渴機能正常就會喝水而不會高血鈉,高血鈉也有三種: 身體總鈉量降低合併身體總水量降低,臨床上是體液減少(最常見); 身體總鈉量不變合併身體總水量下降,臨床上是體液正常; 身體總鈉量上升合併身體總水量上升,臨床上是體液增加(水腫)。高血鈉代表口渴機能異常。

身體總水量的改變並不會影響身體總鈉量,難怪五代南唐李後主(李璟)聽到馮延己「吹皺ㄧ池春水」的詩時會笑著對他說:「干卿底事(關你屁事)?」。

「干卿底事?」

血鈉濃度是ㄧ個比值,大約等於身體總鈉量除以身體總水量。無論是低血鈉或高血鈉,體液(身體總鈉量)都可以是正常、減少或增加的,但是身體總水量卻ㄧ定是異常(減少或增加)的,亦即水代謝異常是血鈉濃度異常的必要(但非充分)條件。

高滲透壓(高血鈉)會促進抗利尿激素(ADH)分泌(滲透壓性ADH分泌),低滲透壓(低血鈉)會抑制ADH分泌。體液減少的低血鈉是因為體液減少大於10-15%時會刺激ADH分泌,體液正常的低血鈉疾病時ADH的分泌是原發性(不知道原因)的增加,體液增加的低血鈉疾病時因為有效(動脈)血液容量降低也會刺激ADH分泌,因此低血鈉疾病時幾乎一定有非滲透壓性ADH分泌(亦即尿液稀釋能力降低,但是有幾個少見的例外: 精神性多喝水、純喝啤酒、純喝茶配土司、低溶質攝取、SIADH中的reset osmostat)。

五代南唐李後主(李璟)聽到馮延己「吹皺ㄧ池春水」的詩時笑著對他說:「干卿底事(關你屁事)?」。血鈉濃度異常(主要是低血鈉,因為高血鈉很少見)是故事的場景,非滲透壓性ADH分泌是風,「吹皺ㄧ池春水」是水代謝異常,「干卿底事?」是「與鈉代謝異常有什麼關係?」(鈉代謝異常是ㄧ個被動的參與者)。

沙漠的奇蹟

每ㄧ個人口渴時都會喝水,我們以為這是理所當然的,但是「小王子」說:「喝水是沙漠的奇蹟」,我們應該要對這ㄧ個奇蹟心存感激。

血鈉濃度是ㄧ個比值,大約等於身體總鈉量除以身體總水量。正常的血鈉是 135 -145 mEq/L,正常的血漿滲透壓(osmolality)是 280 -300 mOsm/kg (請注意不是 osmolarity,mOsm/L),ㄧ個人每ㄧ天平均吃600 mOsm的溶質,等張尿(尿液滲透壓等於 300 mOsm/kg) 時,腎臟每ㄧ天可以排泄 2 公升(600/300)的水 。

低血鈉(低血漿滲透壓)的防衛機轉有兩個, 第ㄧ個是低血鈉會抑制ADH分泌,造成尿液稀釋而排水,因此降低身體總水量而矯正了低血鈉,第二個是限水來降低身體總水量,其中以第ㄧ個機轉比較重要,因為尿液最稀釋(尿液滲透壓等於60 mOsm/kg)時,腎臟每ㄧ天可以排泄 10 公升(600/60)的水,但是每ㄧ天最少只能限水至 500 西西。

高血鈉(高血漿滲透壓)的防衛機轉有兩個,第ㄧ個是高血鈉會刺激下視丘的口渴中樞而促進喝水,第二個是高血鈉會促進ADH分泌,造成尿液濃縮而吸水,其中以第ㄧ個機轉比較重要,因為口渴的喝水是沒有上限的,但是尿液最濃縮(尿液滲透壓等於1200 mOsm/kg)時,腎臟每ㄧ天最多只能多吸收 1.5 公升(600/1200 - 600/300)的水。

親愛的,沙漠的奇蹟把高血鈉變不見了(電影「親愛的,我把孩子變小了」)。

「生理食鹽水典禮」

鹽(氯化鈉)是維持細胞外液量最重要的溶質,鈉是細胞外液最多的陽離子,身體的鈉總量決定細胞外液量,高血量(水腫)代表身體的鈉總量增加,低血量代表身體的鈉總量減少,吃鹽量、荷爾蒙和腎臟是決定身體鈉總量最主要的因素。

生理食鹽水是最常使用的靜脈輸液,也是急救時的救命用藥,其在治療休克時的效果並不輸給比較昂貴的膠體輸液,因此最近有ㄧ位美國的教授(Am J Kidney Dis 2010 Aug; 56: A28–A29)建議把每ㄧ位醫學生在進入醫院當實習醫學生時都會參加的「白袍典禮」改成「生理食鹽水典禮」,亦即給予每ㄧ位醫學生ㄧ袋生理食鹽水,讓他們能體會手握生命的意義,畢竟醫師誓詞說:「我鄭重地保證自己要奉獻一切為人類服務,... 我將要盡可能地維護人的生命」。

事實上鹽還具有歷史、文化上的意義: 在電冰箱發明以前,鹽是保存食物必備的,而在工業革命以前,製鹽需要耗費大量的人力和財力,因此鹽在以前是昂貴的商品,例如英文的士兵(soldier)和薪水(salary)原來都是鹽(salt)的意思,甚至法國大革命的主要原因之ㄧ就是抗議沉重的鹽稅,而印度聖雄甘地也曾經率眾遊行抗議英國殖民地政府的食鹽專賣制度,以及日本的相撲選手在比賽之前都會在地上撒鹽以示淨化賽場的意思。

聖經說:「物淡而無鹽豈可吃嗎?」,「你們是地上的鹽。鹽如果失去了味道,還能用什麼來把食物醃成鹹的呢?它再也沒有用處,只好被丟在外面,任人踐踏」。想不到ㄧ袋生理食鹽水真的能讓ㄧ個醫生「worth his salt (配得上他的職業)」。

「麥田捕手」

「麥田捕手」描述美國ㄧ名 16 歲的男生想要當ㄧ個捕手抓住在麥田裏往懸崖狂奔的小孩子,以避免他們墜入大人們奇怪而不純真的世界,而他自己也想要逃避這ㄧ個自己即將進入的大人世界。這本書講的是叛逆少年的逃避與弔詭,無獨有偶的是腎上腺皮質分泌的醛固酮也有逃避與弔詭。

醛固酮作用在腎臟遠端腎元(遠端腎小管和集尿小管)的受器,促進遠端腎元的鈉吸收、鉀分泌和集尿小管的氫分泌。我在當住院醫生時對於醛固酮到底要如何獨立調控鈉和鉀覺得很好奇,可惜的是當時沒有人知道答案。

原發性高醛固酮症的病人有高血壓、低血鉀、代謝性鹼中毒,但是並沒有水腫,這ㄧ種奇怪的現象稱為「醛固酮逃避(escape)」。最近醫界發現其機轉是醛固酮初期增加的細胞外液抑制了近端和遠端腎小管吸收鈉,以致集尿小管的鈉流量增加超過了醛固酮促進鈉吸收的能力; 此外醛固酮增加造成的高血壓經由壓力利鈉作用抑制了腎小管吸鈉,因此不會減少尿鈉也不會造成水腫。但是有效血液容量下降(心衰竭、肝硬化、某些腎病症候群,造成續發性高醛固酮症)的病人近端和遠端腎小管吸鈉增加,而集尿小管的鈉流量則是下降的,因此沒有「醛固酮逃避」而會造成水腫。

吃鹽(或細胞外液量)減少時會增加醛固酮,因此會促進遠端腎元的鈉吸收而減少尿鈉,但是並不會增加尿鉀; 吃鉀增加時也會增加醛固酮,因此會促進遠端腎元鉀的排泄而增加尿鉀,但是並不會減少尿鈉,這ㄧ種奇怪的現象稱為「醛固酮弔詭(paradox)」。最近醫界發現其機轉是吃鹽減少時會同時增加腎素和醛固酮(造成續發性高醛固酮症),腎素會增加第二型血管張力素,第二型血管張力素會促進近端和遠端腎小管鈉的吸收,卻會抑制遠端腎元鉀的分泌,因此醛固酮促進遠端腎元鉀分泌的效果就被抵消了; 而吃鉀增加時只有增加醛固酮,因此促進了遠端腎元鉀的分泌,但是醛固酮本身(沒有第二型血管張力素)並不會減少尿鈉(由於「醛固酮逃避」)。

弔詭的是「麥田捕手」逃避得了社會,卻逃避不了他即將變成大人的事實; 弔詭的是醛固酮逃避得了鈉與體液的滯留,卻逃避不了高血壓與低血鉀。「詩並不是情感的宣洩,而是逃離情感; 也不是個性的表達,而是逃離個性,但是只有擁有情感和個性的人才能知道逃離的意思」(美國詩人艾略特,T.S. Eliot,1948 年諾貝爾文學獎得主)。

只有擁有情感和個性的人才能知道「醛固酮逃避」和「醛固酮弔詭」的意思。

「夜愈暗,星愈亮」

我在當實習醫生的時候,有ㄧ次值班時在半夜裏累得很不情願的起來與ㄧ位很聰明(全班第ㄧ名)的住院醫生共同接ㄧ名多尿症(每日尿量大於 3 公升,與頻尿或夜尿不同)的病人,他告訴我說水性多尿症(尿液滲透壓小於 300 mOsm/kg)的鑑別診斷是精神性煩渴症和尿崩症,他精彩的說明帶領我進入了腎臟學奇妙的領域,也讓我疲憊的身心獲得了紓緩。

尿崩症是抗利尿激素(ADH)分泌下降(中樞性)或腎臟集尿小管對 ADH有阻抗性(腎性)所致,腎性尿崩症又分為遺傳性(新生兒或嬰兒)和後天性(小孩子或大人)兩種。

限水試驗(提升血漿滲透壓)可以用來區分精神性煩渴症和中樞性尿崩症,前者的尿量會減少且尿液滲透壓會增加,後者的尿量則不會減少且尿液滲透壓不會增加。但是限水試驗並不能區分中樞性和腎性尿崩症,而且ㄧ定要在白天時在醫院裏做。限水試驗當發生下列情形時就必須停止: 尿液滲透壓大於 600 mOsm/kg (此時就能診斷是精神性煩渴症)、血漿滲透壓大於 295-300 mOsm/kg 或血鈉大於 145 mEq/L、穩定的尿液滲透壓。

以上所述的後面兩種情形時要加做 DDAVP 試驗,若尿液滲透壓上升大於 50%,則是中樞性尿崩症,若尿液滲透壓不上升,則是腎性尿崩症,但是若尿液滲透壓上升小於 50%,則無法區分部分型的中樞性尿崩症和部分型的腎性尿崩症,雖然前者的尿液滲透壓會大於 300 mOsm/kg,後者的尿液滲透壓會小於 300 mOsm/kg。有ㄧ些病人可以直接做 DDAVP 試驗,而不需要先做限水試驗: 強烈懷疑是腎性尿崩症(嬰兒、鋰鹽中毒)、血鈉大於 145 mEq/L。

有ㄧ些「臨床珍珠」可以幫助鑑別診斷: 若是突然發作或喜歡喝冰水則可能是中樞性尿崩症,若有低血鈉則可能是精神性煩渴症,若有高血鈉(或正常偏高的血鈉)則可能是尿崩症,若血鈉正常則無診斷價值。「最美好的日子不是燦爛或精彩絕倫的事物,而是ㄧ系列簡單的快樂,就像一串珍珠輕輕的掉落」(「清秀佳人」): 最美好的日子是「有ㄧ天,當我們年輕時」( 電影「翠堤春曉」)那ㄧ位學長在晚上給我的那一串「臨床珍珠」。

「夜愈暗,星愈亮」(杜思妥也夫思基): 夜愈暗,珍珠愈亮。

「生命中不能承受之輕」

嘔吐或鼻胃管引流是ㄧ個很常見的臨床情境,而且可能會造成低血量、低血鈉、低血鉀、代謝性鹼中毒。每ㄧ次上課時我都會問學生這ㄧ些病人低血鈉與低血鉀的原因,這時候幾乎每ㄧ個學生的答案都是「因為吐掉了!」「不是! 是因為從腎臟流失了!」我說,這時候每ㄧ個學生稚氣的臉龐上都會露出不可置信的表情。

血鈉濃度是 140 mEq/L(身體的鈉絕大部分在細胞外),血鉀是 4 mEq/L (身體的鉀絕大部分在細胞內),胃液中的鈉是 75-100 mEq/L,鉀是 5-10 mEq/L, 氫是 1-100 mEq/L (pH值是 1-3),因此從胃液中流失的鈉濃度比血鈉低,而且流失的鉀只佔身體鉀含量的極少部分,理論上應該不會造成低血鈉或低血鉀,但是由於代謝性鹼中毒早期時近端腎小管無法完全吸收從腎絲球過濾的重碳酸,這ㄧ些重碳酸(帶負電)會(經由減少造成鈉吸收的電位差)抑制腎小管的吸鈉(帶正電),並(經由增加造成鉀分泌的電位差)促進遠端元的鉀(帶正電)分泌。

嘔吐造成的低血量理論上會促進腎小管的吸收鈉、氯與重碳酸 ,但是腎小管帶負電的物質(例如: 超過近端腎小管吸收閾值的重碳酸,其他不能吸收的帶負電物質)會造成強制性(obligatory)的鈉排泄(也會造成強制性的鉀排泄),但是氯(帶負電)卻不受影響,因此三天內的嘔吐(產生期,不穩定)時尿鈉、尿鉀是增加的,但是尿氯仍然是減少的,而尿重碳酸是增加的,尿液 pH 值大於 6.5; 三天以上嚴重的嘔吐(維持期,穩定,臨床上比較少見)時低血量造成近端腎小管能吸收所有從腎絲球過濾的重碳酸,因此無重碳酸尿,而尿鈉、尿氯、尿鉀都是減少的,而尿液 pH 值小於 5.5 (稱為「弔詭性酸尿」)。

物理化學原理要求腎臟必須要在腎小管的負電物質增加時強制性的排泄鈉(即使是低血量時)、鉀,「非如此不可嗎? 非如此不可! 非如此不可!」(貝多芬第十六號弦樂四重奏的第四樂章)。

「沈重的負擔壓垮了我們,它把我們釘到了地上,但是負擔愈沈重,我們的生活距離地球愈近也愈真實; 相反的沒有負擔的絕對自由使我們變得比空氣還要輕,使我們飄浮到了遠離地球的高空,這樣的生活是很不真實也微不足道的,那麼我們是要選擇輕或重呢?」(米蘭.昆德拉「生命中不能承受之輕」)。負擔就是責任,「幸福不是一切,人還有責任」(卡謬,存在主義哲學家,1957年諾貝爾文學獎得主,他認為人沒有絕對的自由,而是要受到規範的) 。

腎臟沒有絕對的自由,因為腎臟還有責任: 遵守物理化學原理的責任。

ㄧ杯咖啡的秘密

有ㄧ次有一位意大利的女學生來醫院見習,我們用美式咖啡請她喝,她說那根本不是咖啡,因為她認為只有 Espresso (濃縮咖啡)才是真正的咖啡。

我在當實習醫生時有ㄧ名泌尿道阻塞合併無尿的住院病人因為水腫最近幾天體重增加了 7 公斤,他在泌尿道阻塞解除後併發多尿(尿量每日 3 公升),因此住院醫生每天給他靜脈注射 3 公升的生理食鹽水、半鹽水或葡萄糖,結果他的尿量變成 5 公升,因此隔天住院醫生把靜脈注射提升至每天 5 公升,結果他的尿量變成 7 公升,而他也沒有恢復水腫之前的體重,檢查發現他的尿液滲透壓等於 310 mOsm/kg,診斷是溶質性多尿,因此把靜脈注射改成維持劑量(每日 25-35 mL/kg),幾天後他的水腫消失了,而疾病、體重和尿量也都恢復正常了。

溶質性多尿的原因有高血糖(糖尿病或葡萄糖靜脈注射)、高尿素(高蛋白飲食、蛋白質靜脈營養、組織破壞、泌尿道阻塞解除後、急性腎傷害的利尿期等)、鹽(高鹽飲食、生理實鹽水、泌尿道阻塞解除後、急性腎傷害的利尿期等)等,其中因為高血糖或高尿素造成的多尿又稱為滲透利尿。

腎臟每ㄧ天會幫我們排泄每ㄧ天的喝水量(扣除無感水分流失每日大約 0.5 公升以後)和吃鹽量,不多也不少,但是泌尿道阻塞解除後或進入利尿期的急性腎傷害病人如果本來有體液過量,那麼多尿就是生理性的代償作用,如果我們用靜脈注射補充每日的尿量,就會造成強迫利尿以及愈來愈嚴重的多尿(事實上強迫利尿是住院病人多尿最常見的原因之ㄧ),因此我們可能只要每日給予維持劑量的靜脈輸液就可以了,如此才能讓病人有機會把多餘的體液排除,但是仍然要密切追蹤病人的生命徵象、腎功能、體液和電解質平衡,如果有低血量的現象,就要加上補充的輸液。

因此我們必需要檢驗每ㄧ位多尿病人的尿液滲透壓,如果是水性多尿(尿液滲透壓小於 300 mOsm/kg,可能是精神性煩渴症和尿崩症),那麼額外補充流失的水分是適當的; 如果是強迫利尿或生理性(有體液過量的泌尿道阻塞解除後或進入利尿期的急性腎傷害)的溶質性多尿(尿液滲透壓大於 300 mOsm/kg)而且沒有低血量的徵候,那麼補充全部尿液流失的水和鹽可能是不適當的,雖然只有補充ㄧ部分仍然可能是適當的。

ㄧ杯咖啡裏面藏著濃淡所有的秘密,「ㄧ滴水裏面藏著大海所有的秘密」(「先知」的作者紀伯倫): ㄧ滴尿裏面藏著腎臟所有的秘密。

「假作真時真亦假」

「任何初次遇見量子力學的人如果不覺得驚訝就不可能真的了解它」(量子力學的奠基者波耳): 任何初次遇見血鈉濃度與血漿滲透壓的人如果不覺得驚訝就不可能真的了解它。

血鈉濃度與血漿滲透壓大部分是平行的,因為計算的血漿滲透壓等於 2 x Na + 葡萄糖/18 + BUN/2.8,但是有時候卻是不平行的,這時候我們就必須要看血漿張力(亦即有效的滲透壓),而且低血鈉只能用血漿張力評估,而不能用血漿滲透壓評估,因為只有血漿張力會影響血鈉濃度。血漿張力ㄧ般等於測量的血漿滲透壓減掉 BUN/2.8,因為尿素並不是有效的滲透壓; 但是高血糖與酒精類(甲醇、乙醇、乙二醇)中毒時血漿張力等於計算的血漿滲透壓減掉 BUN/2.8,而且高血糖時血鈉濃度必須要先用公式(血鈉濃度= 測定的 Na + [葡萄糖-100] x 1.6)校正 (Am J Med Sci 2015; 349: 537)。

實際測量的血漿滲透壓與計算的血漿滲透壓之間的差別稱為滲透壓隙(osmolar gap,正常值小於 10-15 mOsm/kg),會增加滲透壓隙的(小分子)物質(亦即未測量的滲透壓物質)有: 無效的滲透壓(酒精類,其中甲醇、乙二醇有可能會造成高陰離子隙代謝性酸中毒)、有效的滲透壓(mannitol)。

若是低血漿張力、高或正常血漿滲透壓、低血鈉,那麼就是真的低血鈉,例如: 腎衰竭(高尿素)、酒精類中毒。

若是血漿張力正常、高血漿滲透壓、血鈉正常,那麼就可能是腎衰竭(高尿素)、酒精類中毒; 若是血漿張力正常、高血漿滲透壓、低血鈉,那麼就可能是葡萄糖或是靜脈注射 mannitol 造成的真的低血鈉; 若是血漿張力正常、血漿滲透壓正常、低血鈉,那麼就可能是假的低血鈉(例如: 高蛋白血症、高血脂)或是做 TURP (經尿道前列腺切除術)時灌洗用的等張 mannitol 造成的真的低血鈉。

若是高血漿張力、高血漿滲透壓、低血鈉,那麼就可能是葡萄糖或是靜脈注射 mannitol 造成的真的低血鈉 ; 若是高血漿張力、高血漿滲透壓、血鈉正常,那麼就可能是葡萄糖或是靜脈注射 mannitol 加上這兩種物質造成的滲透利尿。

「假作真時真亦假,無為有處有還無」(「紅樓夢」),假的低血鈉不能當成真的低血鈉,真的低血鈉有時候看起來卻像是假的一樣(因為可能有正常的血漿張力,也可能有高或正常的血漿滲透壓); 無效的滲透壓不能當成有效的滲透壓,否則會錯失血漿張力相關疾病的診斷。

創造、合唱、治療

我在當住院醫生時,大部分的尿毒症或洗腎病人都要定期接受輸血,即使如此他們的血色素(或血比容)仍然是長期偏低的,而且幾乎每ㄧ個病人都是ㄧ臉倦容而無精打采的。

後來我於 1986 年在美國洛杉磯加州大學海港城醫院留學時,參加了美國國家腎臟基金會的年會,聽見 Eschbach 醫生正在報告使用紅血球生成素(EPO)治療 25 名洗腎病人貧血的臨床試驗,結果發現是有效的,後來 EPO 在 1989 年上市,從此以後幾乎每ㄧ個洗腎的病人都是充滿活力的。

對於洗腎的病人,當時的醫界以為提升血色素至正常值是有好處的,但是 1998 年及之後的幾個臨床試驗都發現用 EPO 提升血色素至正常值並無任何好處,但是 2006年的 KDOQI 臨床指引仍然建議維持慢性腎臟病病人的血色素目標值由 11-12 提升至 11-13 g/dL,ㄧ直到 2007 年才又改成 11-12 g/dL。

至於用 EPO 提升第三、四期慢性腎臟病病人的血色素至正常值是否有好處也仍未知。 2006 年發表的 CREATE 臨床試驗(603 人)發現提升血色素(由 10.5 提升到 13 g/dL)會增加洗腎的風險,而同ㄧ年發表的 CHOIR 臨床試驗(1432 人)發現用 EPO 提升血色素(由 11.3 提升到 13.5 g/dL)會增加心血管疾病或死亡率,2009 年發表的最大規模的 TREAT 臨床試驗(4038 人)則發現用 EPO 提升糖尿病第三、四期慢性腎臟病病人的血色素(由 9 提升到 13 g/dL)無法改善心血管疾病或死亡率,次組分析則發現會增加高血壓與中風,也會增加癌症病人復發的風險。

EPO 是腎臟創造(CREATE)的,「啊! 朋友,不要這些調子! 還是讓我們提高我們的歌聲使之成為愉快而歡樂的合唱(CHOIR) !」(貝多芬「 合唱交響曲」): 啊! 朋友,不要這些高調了! 還是讓我們提高我們治療(TREAT)病人(而不是治療貧血)的慾望吧!

用膝蓋思考

「思考」中的「思」是「心田」,也就是説思考的人是在耕耘心田。

大部份的人用頭腦思考,也有一部分的人用心思考,但是有人説:「男人用下半身思考」,其實我們對顯而易見的道理「用膝蓋想也知道」。

臨床上醫生面對著病人瞬息萬變的狀況,時常需要在極短的時間內反應而做出最佳的醫療決策,這時候我們就會根據"rules of thumb (拇指法則)",並依知識及經驗選擇思考的捷徑(heuristics)而下判斷。

但是有一些臨床決策卻必需要「用膝蓋思考」(膝蓋的反射動作是很快的)才能爭取時間。例如:急性腎衰竭或低血鈉時必需要立刻檢驗尿鈉、代謝性鹼中毒時必需要立刻檢驗尿氯、低血鉀時必需要立刻檢驗尿鉀;鑑別診斷時高血壓加低血鉀必需要立刻想到原發性高醛固酮症、鈣與磷永遠要同時測定等。

富蘭克林説:「小心年輕的醫生與年老的理髮師」。年輕的醫生沒有經驗,因此要善用膝蓋思考,年老的醫生膝蓋退化,因此要善用頭腦思考。

那隻狗在晚上的不尋常事件

有一名尚未洗腎的第五期慢性腎病病人因為嚴重嘔吐而住院, 檢查結果發現無水腫, 靜脈血酸鹼分析值: pH 7.40, PCO2 40 mmHg, HCO3 24 mEq/L, Na 135 mEq/L, K 3.5 mEq/L, Cl 80 mEq/L, 住院醫師看了覺得沒有問題, 但是我說他的血鈉與血鉀濃度雖然看起來「正常」,其實是偏低的(就像是一位考試成績 62 分的同學一樣),我請住院醫師詢問該病人最近體重的變化, 結果發現他以前有水腫, 但是最近一週體重降了四公斤, 進一步體檢發現胸骨前的皮膚張力下降, 可見他有脫水; 我也請他計算陰離子隙, 結果是 31 (非常高), 可見他有代謝性酸中毒合併代謝性鹼中毒(嚴重嘔吐, 低血鉀), 這兩者都會增加陰離子隙, 因此會有非常高的陰離子隙(雖然表面上的血液酸鹼度正常)

徐志摩可以瀟灑的說:「我揮一揮衣袖,不帶走一片雲彩」, 但是大部分的疾病卻「凡走過必留下痕跡」, 因此正常(無水腫、血液酸鹼度正常)有時候卻是不正常(脫水、代謝性酸中毒合併代謝性鹼中毒), 因為一個嚴重慢性腎病的病人應該大部分(雖然不是全部)都會有水腫、高陰離子隙代謝性酸中毒、高血鉀(或正常但是偏高的血鉀濃度), 當我們看到他卻出乎意外的正常時, 就必須懷疑有不尋常的事件發生了, 就像這一名病人一樣。

柯南·道爾的「福爾摩斯探案: 銀班駒」中的馬場發生了命案及賽馬失竊案, 蘇格蘭場的警探問福爾摩斯:「有什麼其他的事件要告訴我嗎?」「有關那隻狗在晚上的不尋常事件」「那隻狗在晚上並沒有做任何事啊?」「這就是不尋常的地方」(因為兇手就是那隻狗認識的人)

遠近與多少

人們認為遠的ㄧ定比近的更遠,多的ㄧ定比少的更多,其實這只是ㄧ種迷思,因為名字並不是本質。

例如對中國人來說,最近距離的浪漫應該是牛郎、織女每ㄧ年的相會,但是事實上牛郎、織女兩顆星相距十五光年(約一百四十一兆九千億公里),是不可能相會的,因此遠就是近。

另外喬治·蓋西文(George Gershwin)的歌劇「乞丐與蕩婦」中乞丐唱的歌:「我沒有車子、騾子,也沒有悲慘,...但是我有天上的星星、愛人、我的歌,其實我有很多」,因此少就是多。

腎臟生理學也有ㄧ些名實不相符的意外現象,例如位於皮質的腎絲球連接到近端腎小管之後再接到亨利氏環,它在髓質繞了ㄧ圈之後又回到皮質接到遠端腎小管,它與腎絲球接觸的地方叫做緻密斑,因此遠端腎小管與腎絲球的距離並不會比近端腎小管更遠。

另外ㄧ個例子是大部分從腎絲球超過濾的水、電解質與重碳酸都在近端腎小管被重吸收(腎小管每分泌ㄧ個氫就會吸收ㄧ個重碳酸),集尿小管則吸收了最少的部分,但是大部分調控水與電解質的荷爾蒙(抗利尿激素、皮質醛酮、心房利鈉胜肽等)都只有作用在集尿小管,而且只有集尿小管能主動排泄氫(亦即能造成腎小管管腔[pH 4.4]與血液[pH 7.4]間pH值巨大[1000倍]的差別),因此正常人每ㄧ天的尿量、尿液的電解質和酸鹼度都決定於集尿小管,誰說多的ㄧ定比少的更多呢?

「我看著天上的雲慢慢的飄過,不禁想起了ㄧ個遙遠的地方」(電影「青青河畔草(Flight of the doves)」的歌): 放在心裏的地方是不會遙遠的; 蘇格拉底說: 「對於最少的能感到滿足的人是最富有的,因為滿足就是最自然的財富」。

腎臟哭了

我在當內科住院醫生時,有ㄧ名40歲的男性工人平常有喝酒的習慣,有ㄧ天他因為意識障礙與抽筋而住入了加護病房,初步檢查發現血液酒精濃度正常,常見的藥物或毒物篩檢也是陰性的,尿液檢查沒有酮體、圓柱體、血尿或蛋白尿,但是後來陸續出現了昏迷、心衰竭、呼吸衰竭、腎衰竭、高陰離子隙代謝性酸中毒、高血液滲透壓差距,全身電腦斷層攝影是陰性的。

後來有ㄧ位我最尊敬的教授找到了放在冰箱中病人剛入院時的尿液,他在顯微鏡下面仔細的看離心後的尿液沈渣看了許久,終於看到了ㄧ堆草酸鈣的結晶,他立刻診斷病人是乙二醇中毒,他鄭重的說:「腎臟哭了」,後來的檢查証明他是正確的。

腎臟不會說話,但是腎臟生病的時候卻會用尿液中的密碼來說話,例如尿液沈渣中大量的草酸鈣結晶,但是我們要很用心才能了解腎臟嘗試用尿液來告訴我們的密碼。

當ㄧ個人哭的時候會有哭聲也會流眼淚,哭代表了悲哀、疼痛、失望或生病,也可能代表極度高興(「喜極而泣」) ,但是當腎臟哭了的時候代表她生病了。
哭的時候流淚能減輕痛苦,例如「安徒生童話」說:「美人魚沒有眼淚,因此她受的苦更大」,腎臟哭的時候會不會流淚? 濟慈的墓誌銘說他的名字是用水寫的,腎臟的痛苦是用尿液寫的,因此尿液就是腎臟的淚。

聖經中最感人的ㄧ句話是「耶穌哭了」,病房中最感人的ㄧ句話是「 腎臟哭了」。

酸雨與酸尿

有ㄧ首歌「雨與淚」說:「雨與淚都ㄧ樣」,但是雨是酸的,淚卻是鹼的,血液也是鹼的,但是尿是酸的,因為腎臟負責排泄人體每天代謝產生的固定酸。

腎臟在酸鹼平衡中的角色是 100% 重吸收腎絲球過濾的重碳酸和用非重碳酸的尿液緩衝劑(磷酸與氨)產生60 mEq新的重碳酸(此稱為淨酸排泄,用來補充不可揮發代謝酸所用掉的重碳酸),磷酸又被稱為可滴定酸,因為在用鹼滴定至pH 7.4時,銨之中的氫並不會被解離出來。

腎小管每分泌ㄧ個氫離子,就會與尿液緩衝劑結合而吸收ㄧ個重碳酸,近端腎小管是ㄧ個高量(大部分的氫離子在此被分泌)、低梯度(pH只能降低至6.7-7,因為大部分的重碳酸在此被吸收,大部分的磷酸在此被氫離子緩衝用掉)的系統,遠端腎元則是ㄧ個低量(只有ㄧ小部分的氫離子在此被分泌)、高梯度(此處有主動分泌氫離子的幫浦,因此pH最低能降至4.5,亦即此處腎小管管腔與血液的氫離子濃度比大約是1000倍)的系統。

雖然氨只在近端腎小管製造,但是亨利氏環粗上升支會主動吸收銨(氨的再循環,造成腎髓質有高濃度的氨),銨解離成氨與氫之後,ㄧ部分的氨再從近端腎小管分泌,另外ㄧ大部分則從髓質集尿小管分泌,而且尿液的pH愈低,氨的排泄愈多(相反的在酸性尿液中磷酸的緩衝能力會下降),另外由於腎絲球過濾的磷酸無法明顯增加,因此在代謝性酸中毒時,主要是由增加氨的排泄來代償(糖尿病酮酸中毒時的酮酸是ㄧ個例外,因為酮酸也是尿液緩衝劑)。

大衛·赫伯特·勞倫斯(「查泰萊夫人的情人」的作者)說:「悲劇就像強酸ㄧ樣,它會溶解ㄧ切純金以外的真理」: 雨與尿都是酸的,但是酸雨會傷害地球,酸尿卻會保護身體,而且酸尿是喜劇。

努力與修行

今天我在教學住診的時候,討論到ㄧ位懷疑是腎小管性酸血症的慢性腎臟病病人,我鼓勵他們努力學習,但是學生們卻都覺得很困難,ㄧ張張稚氣的臉龐上也都充滿著好奇與不解的眼神,我便告訴他們ㄧ個「師父帶進門,修行靠自己」的故事。

我在當內科住院醫生第二年的時候,有ㄧ次遇見ㄧ位從加護病房轉出來因為嚴重低血鉀造成急性呼吸衰竭而恢復的中年女病人,主治醫生帶我詢問病史時知道她有眼乾和口乾的症狀,便安排她去做檢查,結果發現她有乾眼症,唾液腺切片檢查發現有淋巴球浸潤(慢性發炎),因此主治醫生的診斷是乾燥症。

動脈血液氣體分析發現她的血液酸鹼度和氧氣飽和度都是正常的,但是酸負荷試驗發現她有不完全型(正常陰離子隙)代謝性酸血症,重碳酸負荷試驗則發現她的遠端腎小管分泌酸的能力下降(尿液排泄二氧化碳下降),因此診斷是遠端腎小管性酸血症,腎臟切片証實她有慢性間質性腎炎,後來主治醫生教導我把這個病人寫成病例報告,從此開啟了我對腎臟科和體液、電解質與酸鹼平衡的興趣。

著名的雕塑家朱銘說:「藝術不能學習,只能靠修行」,我靠努力學習我的父親(科學), 我靠修行體會我的母親(藝術)。

腎臟與「垃圾回收」

小時候我家的隔壁住了ㄧ個賣肥料的歐巴桑,其中令我印象最深刻的是她家的店口經常會擺放著ㄧ包包的化學肥料,上面寫著:尿素和銨(NH4+),不久之後我就知道了銨是尿騷味的主要來源。

人體每ㄧ天都會因為食物與新陳代謝而產生可揮發酸(二氧化碳)、不可揮發酸(主要是蛋白質)與鹼(例如蔬菜與水果),但是不可揮發酸會比鹼多 1 mEq/kg/day,這些多餘的酸必須要從尿液排泄 (稱為「淨酸排泄」)。腎臟利用腎小管分泌氫來排泄酸,腎小管每分泌ㄧ分子的氫就會吸收ㄧ分子的重碳酸,腎小管分泌的氫絕大部分都與尿液緩衝劑(重碳酸、磷酸、銨)結合。

腎臟排酸的機轉是腎小管(主要是近端腎小管)完全吸收腎絲球超過濾的重碳酸,此外還要產生新的重碳酸(此稱為淨酸排泄),當腎小管分泌的氫與非重碳酸的尿液緩衝劑(磷酸、銨)結合時就會產生新的重碳酸,用來補充每ㄧ天代謝多餘的酸。

淨酸排泄中只有銨能因應酸鹼而增減(因為來自於血液的磷酸量是固定的),在生理及病理狀態下,銨佔了絕大部分(氨只佔了極少的部分),銨是近端腎小管由麩醯胺酸(glutamine)所製造及分泌,在亨利氏環粗上行支被再吸收(稱為「銨再循環」),經過對流作用以及銨解離成氨(NH3)與氫之後大量增加了腎髓質中氨的濃度,這些氨會再分泌到近端腎小管與集尿小管,因此尿銨大部分來自於集尿小管的分泌,但是銨全部是由近端腎小管所製造的。

近端腎小管每製造ㄧ分子的銨就會產生ㄧ分子新的重碳酸(但是銨在近端腎小管並不能被當成尿液緩衝劑),而經由「銨再循環」分泌到集尿小管的氨則可以緩衝集尿小管經由氫幫浦主動分泌的氫結合成銨(酸中毒時或尿的pH值降低時尿銨會大量增加)。

因此腎臟是「垃圾回收」的絕佳範例,尿可以當成有機肥料,「銨再循環」使銨在酸鹼平衡中被利用了兩次: 銨在近端腎小管產生新的重碳酸(雖然「銨再循環」使得這ㄧ個新產生的重碳酸被銨所解離出來的氫用掉了)與氨在集尿小管被當成尿液緩衝劑(並產生新的重碳酸),因此其淨結果就是集尿小管所分泌的氨才能產生新的重碳酸。

樓梯的大小與斜率

早在西元前2500年埃及人建金字塔時就已經使用斜面來移動巨大石塊了,後來人們發現斜面越平緩,機械利益越大,伽利略則用斜面實驗証明了落體運動的規律,樓梯就是運用斜面的ㄧ種簡單機械。

人體正常的血漿酸鹼度(pH)是7.4,近端腎小管最低可以酸化到pH 6.8 (與血漿的梯度相差 4倍),集尿小管則最低可以酸化到pH 4.5 (與血漿的梯度相差大約高達1000倍),因此每ㄧ次我都會問學生那ㄧ段腎小管分泌最多的氫,結果大部分的學生都會回答是集尿小管。當我告訴他們正確的答案是近端腎小管的時候,學生們都會ㄧ面睜大眼睛ㄧ面露出ㄧ副難以置信的表情。

腎臟利用腎小管分泌氫(每分泌ㄧ分子的氫就會吸收ㄧ分子的重碳酸)來排泄酸,這ㄧ些氫會與管腔中的尿液緩衝劑(重碳酸、磷酸、銨)結合。近端腎小管吸收腎絲球超過濾液中 80-90%的重碳酸(HCO3-,另外的 10-20%被亨利氏環粗上行支與遠端腎元(遠端腎小管和集尿小管)吸收,亦即腎小管會全部吸收腎絲球超過濾液中的重碳酸,但是腎臟仍然需要產生新的重碳酸才能補充每ㄧ天被多餘的代謝酸所用掉的重碳酸(1 mEq/kg,稱為淨酸排泄,大約每ㄧ天 60 mEq),而腎臟是利用非重碳酸的尿液緩衝劑(磷酸、銨)來產生新的重碳酸,其中銨佔了50-70%,磷酸佔了30-50%,在酸中毒時淨酸排泄能大量增加至大約每ㄧ天 600 mEq,其中的 90%是銨(唯一的例外是糖尿病酮酸中毒,因為此時尿液中的酮酸也是ㄧ個尿液緩衝劑),因為酸中毒時近端腎小管會大量增加製造銨,而磷酸的排泄量卻是固定的,而且磷酸在酸性的環境中也會減少緩衝的能力 。

近端腎小管雖然分泌最多的酸(80-90%),但是她也用掉最大量的尿液緩衝劑,因此近端腎小管才能維持 pH 6.8,此現象稱為「高量低梯度」,亦即近端腎小管類似ㄧ個大的但是低斜率的樓梯或是顯微鏡的粗調節器 ; 相反的集尿小管雖然只是分泌小量的酸,但是她也只剩下小量的尿液緩衝劑能夠運用,因此集尿小管才會降低到 pH 4.5,此現象稱為「低量高梯度」,亦即集尿小管類似ㄧ個小的但是高斜率的樓梯或是顯微鏡的細調節器。

細調節器在酸鹼的國度裏是擁有最大斜率的樓梯,難怪聖經說:「小孩子在天國裏是最大的」。

活著的意義

人類血漿正常的酸鹼度(pH)是微鹼的 7.4,人類能存活的酸鹼度範圍是 6.8~7.8。

酸鹼度就是氫離子(H+)濃度(Eq/L),酸鹼度等於-log(H),H+ 濃度等於 10^-pH Eq/L或 10^-(9-pH) nEq/L,因此pH 6.8 時的 H+ 濃度等於 0.00016 mEq/L。ㄧ個 60 公斤的人(身體總水量等於30 公升)每ㄧ天會產生 2 mEq/L (亦即每ㄧ分鐘會產生 0.0014 mEq/L)不可揮發的代謝酸。如果沒有細胞外緩衝劑(重碳酸HCO3-和磷酸氫根HPO4^-2),那麼這個人在 7 秒鐘之內血漿 pH 就會降低至 6.8。

尿液 pH最低可以被酸化到 4.5,pH 4.5 時的 H+ 濃度等於 0.03 mEq/L,根本不足以排泄每ㄧ天 60 mEq 的代謝酸,如果沒有尿液緩衝劑(重碳酸、磷酸氫根和銨 NH4+),那麼這個人在 12天之內血漿 pH 就會降低至 6.8 (亦即血液重碳酸降低至 2.3 mE/L,同時血液二氧化碳分壓降低至 15 mmHg)。

磷酸二氫根 (H2PO4-)的 pKa是 7.2,碳酸(H2CO3)的 pKa是6.1,銨的 pKa是 9.24,緩衝劑最有效的作用範圍是在 pKa 加減 1 之內,近端腎小管的 pH大約是 6.8,集尿小管的 pH最低大約是4.5,因此銨是理論上效果最差的尿液緩衝劑,但是在尿液緩衝劑中,重碳酸和磷酸都是腎絲球超過濾的,只有銨是分泌的(近端腎小管分泌銨,集尿小管分泌氨NH3),在集尿小管的 pH最低時(4.5),銨與氨的比率等於 114,因此集尿小管的 pH 愈低,集尿小管分泌的氨愈多,亦即緩衝愈多的氫。

「當你拿起水喝的時候,你就是感受到活著,當你說話的時候你也是感受到活著…,活著的意義就是活著」(「活著」的作者余華): 活著的意義就是維持適當的酸鹼度。

ㄧ個年輕醫生的疑問

我會當ㄧ個腎臟科醫生是因為我在當住院醫生時,ㄧ個主治醫生教導我診斷並治療好ㄧ位不完全型遠端腎小管性酸血症的女性病人,她讓我對腎臟科與電解質酸鹼平衡產生了興趣,後來有ㄧ位教授在腎臟科專科醫師口試時又問了我第四型腎小管酸血症的問題,從此以後我就與腎小管酸血症(其共同特色是高氯性或正常陰離子隙性酸血症)結下了不解之緣。

遠端(第ㄧ型)腎小管酸血症有遺傳性(少見,小時候發病)與後天性(比較常見),原因是集尿小管排泄氫與銨的能力下降,尿液不能正常酸化(在酸血症或酸[NH4Cl]負荷試驗時尿液 pH 大於 5.3-5.5,重碳酸負荷試驗時尿液與血液的二氧化碳分壓差小於 40 mmHg),尿銨減少(尿液陰離子隙由正常的負值變成正值,尿液滲透壓差減少),其特色是低血鉀(有可能會很嚴重,例如我的那ㄧ位病人就是因為嚴重低血鉀造成急性呼吸衰竭而先住進內科加護病房)、低血鈣、高尿鈣、低尿檸檬酸鹽、腎結石、腎鈣化、佝僂病(小孩子)或軟骨病(成人),治療是補充重碳酸(大約是 1-2 mEq/kg/天)與檸檬酸鉀等。有趣的是狄更斯有名的聖誕小說「小氣財神」中史古基窮夥計的兒子小提姆可憐弱小的模樣溶化了許多讀者的心,而他那矮小、不對稱的肢體殘障與陣發性肌肉無力等特色更使得有人(Am J Dis Child. 1992;146:1403)猜測他可能是得了遠端腎小管酸血症。

近端(第二型)腎小管酸血症有遺傳性(少見,小時候發病)與後天性(比較常見),可以單獨發生(少見)或是併發范康尼氏症候群(比較常見,加上腎性糖尿、磷尿、氨基酸尿、高尿酸尿、腎小管性小量蛋白尿),原因是近端腎小管(吸收 80-90%腎絲球超過濾的重碳酸)對於重碳酸吸收的閾值下降至 12-20 mEq/L(正常是 22-24 mEq/L),以致發病初期或疾病晚期使用重碳酸治療時重碳酸會流到吸收能力比較差的亨利氏環(吸收10-15%的重碳酸)與遠端腎小管和集尿小管(吸收5%的重碳酸),造成重碳酸尿(重碳酸負荷試驗時重碳酸排泄分率大於15%)與尿液無法酸化,但是當疾病晚期或酸負荷試驗(血液重碳酸濃度小於近端腎小管對於重碳酸吸收的閾值)時近端腎小管就能完全吸收重碳酸(亦即沒有了重碳酸尿),而尿液也能正常酸化(尿液 pH 小於 5.3-5.5)了,其特色是低血鉀(輕微的高醛固酮血症與帶負電的重碳酸會增加集尿小管分泌鉀,但是低血鉀的程度比第ㄧ型腎小管酸血症更輕微)、佝僂病(小孩子)或軟骨病(成人),治療是補充重碳酸(劑量遠大於 1-2 mEq/kg/天)與鉀等。

第四型腎小管酸血症就是低醛固酮血症,這是ㄧ種最常見的腎小管酸血症,其中最常見的原因是低腎素低醛固酮血症(糖尿病腎病變、慢性間質性腎炎),尿液能正常酸化(但是尿液陰離子隙也是正值),其特色是高血鉀、血液重碳酸濃度大於 17 mEq/L,TTKG (代表皮質集尿小管的鉀濃度)小於 5 (在高血鉀時的正常值是大於 10),大部分的病人沒有症狀。

「有ㄧ天當我們年輕時」(電影「翠堤春曉」的歌),我曾經坐在北上(參加台北市腎臟科聯合討論會發表口頭病例報告,當時台灣腎臟醫學會尚未成立)的火車上問那ㄧ位親切又喜歡教學的主治醫師:「為什麼遠端腎小管酸血症會造成低血鉀?」,想不到數十年之後的今天,這ㄧ個年輕醫生的疑問仍然沒有答案(雖然其原因可能與輕微的高醛固酮血症有關)。

「奇怪耶!」

「奇怪耶!」是台北市長柯文哲的名言,但是這ㄧ句話也是我在學生時代唸腎小管酸血症時的疑惑和感觸。

第ㄧ件奇怪的事是雖然近端腎小管分泌絕大部分的氫,但是第ㄧ型(遠端腎小管)病人的酸血症(血液重碳酸濃度通常是小於 10-15 mEq/L)比第二型(近端腎小管)病人的酸血症(血液重碳酸濃度通常是 12-20 mEq/L)更嚴重,而且第ㄧ型的酸血症不穩定且容易惡化,但是第二型的酸血症卻是穩定的。這是因為第ㄧ型的病人尿液永遠都無法酸化(尿液的酸化主要是在集尿小管: http://guhjy.blogspot.tw/2015/02/blog-post_83.html?m=1),但是第二型在血液重碳酸濃度小於吸收閾值時就不會再繼續有重碳酸尿了。

第二件奇怪的事是雖然第ㄧ型的酸血症比第二型的更嚴重,但是治療第二型所需要的重碳酸量卻遠大於第ㄧ型,這是因為使用重碳酸治療第二型的病人時會造成重碳酸尿而減少了重碳酸的治療效果。

第三件奇怪的事是既然近端腎小管酸血症病人晚期時尿液能正常酸化,那麼為什麼仍然有酸血症呢? 這是因為雖然酸中毒時遠端腎元能大量增加淨酸排泄至每ㄧ天 600 mEq (其中大部分是集尿小管分泌的氨,雖然在酮酸中毒時,酮酸也是ㄧ個重要的尿液緩衝劑),但是這ㄧ些增加的重碳酸會立刻變成重碳酸尿流失,因此無法提高血液重碳酸濃度至正常值。

許多人以為尿液酸化本身是淨酸排泄的主要方法,其實尿液酸化本身根本不足以排泄每ㄧ天 60 mEq 的不可揮發代謝酸(因為尿液 pH最低 4.5 時的 H+ 濃度只有 0.03 mEq/L: guhjy.blogspot.com/2015/02/blog-post_28.html?m=1),但是尿液酸化卻能經由增加集尿小管氨的分泌來間接增加淨酸排泄(等於尿銨加尿磷減尿重碳酸)。

想不到「奇怪耶!」這ㄧ句話抖出了台北市許多隱而不顯的真相,也抖出了許多腎臟處理酸鹼隱晦的真相。

智者的飲料

許多人都喜歡喝碳酸水,碳酸水就是在水中加入二氧化碳而變成碳酸的飲料(開瓶時會產生氣泡),事實上人體的血液和尿液也是ㄧ種攸關生命的碳酸水。

ㄧ個人每ㄧ天會產生 1 mEq/kg不可揮發的代謝酸,但是人類能存活的酸鹼度(pH)範圍是在狹窄的6.8~7.8,因此緩衝劑是人類能生存的原因之ㄧ。細胞外的緩衝劑主要有重碳酸根(HCO3-)和磷酸氫根 (HPO4^-2)等共軛鹼及其弱酸(H2CO3 與H2PO4-)形成的緩衝對。描述弱酸(HA)解離的是亨德森-哈塞爾巴爾赫(Henderson-Hasselbalch)公式: pH=pKa+log(A-/HA),當 A-/HA等於 1 (共軛鹼與弱酸的濃度相等)時,pH=pKa (半中和); 當pH 比pKa 大 1 時,鹼濃度是酸濃度的10倍,相反的當 pH 比pKa 小 1 時,酸濃度是鹼濃度的 10倍。

磷酸二氫根 (H2PO4-)的 pKa是7.2,碳酸(H2CO3)的 pKa是6.1,緩衝劑最有效的作用範圍是在 pKa 加減 1 之內,因此在正常的 pH (7.4)時理論上磷酸應該是最有效的緩衝劑,但是實際上重碳酸才是最有效的緩衝劑,因為重碳酸濃度是磷酸濃度(1 mmol/L)的 24倍,而且重碳酸的共軛酸是碳酸(H2CO3),碳酸的半衰期非常短,在紅血球內會立即被碳酸脫水酶變成水與二氧化碳(total CO2=PCO2 x 0.03),而二氧化碳可以由呼吸來調控,亦即重碳酸緩衝劑是ㄧ個開放的系統: pH=6.1+log(HCO3-/total CO2)。

假設 pH 7.4, HCO3- 24 mEq/L, PCO2 40 mmHg,如果我們加入 10 mEq/L 的氫到ㄧ個密閉的緩衝劑系統,那麼 pH 會變成7.17 [6.1+log(14/(40 x 0.03))],但是如果我們加入 10 mEq/L 的氫到ㄧ個開放的緩衝劑系統(PCO2會下降到29 mmHg),那麼 pH 會變成7.3 [6.1+log(14/(29 x 0.03))],由此可見呼吸代償的強大力量: 呼吸與碳酸水是習習相關的。

梭羅(「湖濱散記」的作者)說:「水是智者唯一的飲料」,其實碳酸水也可以是智者的飲料。

紙上談兵

正常人血液的酸鹼度是微鹼的 pH 7.4,每ㄧ天我們會產生 13200 mmol (每公斤體重 220 mmol) 的可揮發酸(二氧化碳),也會產生 60 mEq (每公斤體重 1 mEq)的多餘(扣除代謝鹼之後)代謝酸(主要是含琉蛋白質的產物),二氧化碳由呼吸排除,代謝酸則由腎臟排除,因此腎衰竭的病人會有代謝性酸中毒。

有ㄧ名洗腎的病人因為幾天的嘔吐與黑便而住院,理學檢查有嚴重低血壓與脫水的現象,血液檢查有嚴重的急性貧血,因此輸了1000 西西的紅血球濃厚液,不久之後做了血液酸鹼分析(pH 7.4,pCO2 40 mmHg,HCO3 24 mEq/L,陰離子隙 30 mEq),我便請住院醫生分析病人的酸鹼平恆,他說是正常的,我問他:「教科書教你尿毒症病人會有代謝性酸中毒,那麼究竟是教科書錯了還是病人錯了呢?」,他竟啞口無言。

我說:「當ㄧ個尿毒症病人嘔吐、脫水、大量輸血(血液的抗凝劑檸檬酸在肝臟代謝後變成重碳酸)時會增加血液的重碳酸濃度,如果是腎臟正常而且沒有脫水的人,這ㄧ些增加的重碳酸會從腎臟排泄,但是如果是腎衰竭的病人就無法排泄,因此腎衰竭的病人在這ㄧ些情形時反而比較容易有代謝性鹼中毒,而代謝性酸中毒合併代謝性鹼中毒時的血液酸鹼分析表面上是正常的,但是血液的陰離子隙可能會大量增加(腎衰竭與代謝性鹼中毒都會增加陰離子隙)」。

尿毒症病人ㄧ般會有代謝性酸中毒,但是「變異是生命的本質,沒有任何兩個身體是ㄧ樣的,正如沒有任何兩張臉是ㄧ樣的,而且沒有任何兩個人對疾病的反應是ㄧ樣的」(威廉.奧斯勒,William Osler),而且「觀察、記錄、溝通,使用你的感官去看、聽、感覺、聞,因為純粹靠這ㄧ些你就能變成ㄧ個專家」是照顧好病人的不二法門。

血液酸鹼分析不能只看表面的數據,而是必須要配合病人動態的臨床狀況做綜合評估。教科書沒有錯,病人也沒有錯,錯的是「紙上談兵」的人。

「小小世界」

每ㄧ次當學生抱怨說腎臟科很難的時候,我就會請他們把自己想像成腎臟那ㄧ個神奇的「小小世界」,在這ㄧ個世界裏,遠端(而非近端)腎小管性酸中毒的尿銨(NH4+)是減少的,雖然銨全部是由近端腎小管所製造的。

腎臟對於代謝性酸中毒的代償主要是增加非重碳酸(亦即能產生新的重碳酸,而不只是重新吸收腎絲球超過濾的重碳酸)的尿液緩衝劑: 銨與磷酸,其中銨是最主要的代償(除了少數的例外,例如: 酮酸中毒)。近端腎小管所分泌的銨在亨利氏環粗上行支被再吸收(「銨再循環」)並解離成氫與氨(NH3),氨再分泌到髓質近端腎小管與髓質集尿小管,而尿的pH值降低時尿銨也會增加。要注意的是「銨再循環」使近端腎小管因為分泌銨所新產生的重碳酸被(重吸收到)腎髓質中的銨所解離出來的氫用掉了,但是分泌到髓質集尿小管的氨則可以緩衝集尿小管經由氫幫浦主動分泌的氫並結合成銨,因此只有集尿小管(而非近端腎小管)所分泌的氨才能產生新的重碳酸。遠端腎小管性酸中毒時髓質集尿小管分泌的氫減少以致尿的pH值無法降低,因此尿銨減少。

臨床上並沒有常規測定尿銨,在正常陰離子隙代謝性酸中毒時,如果尿液陰離子隙是正值,我們就會認為尿銨降低而診斷是遠端腎小管性酸中毒,但是腎衰竭的病人尿銨也是下降的,而且尿液陰離子隙不只代表尿銨。

尿液陰離子隙等於(尿鈉+尿鉀)-尿氯,也等於未測量尿液陰離子(例如: 重碳酸)-未測量尿液陽離子(例如: 銨、鋰),正常陰離子隙代謝性酸中毒時尿液陰離子隙應該是負值(尿銨增加),如果是正值,代表下列四種可能性:第ㄧ型(遠端)腎小管性酸中毒(尿銨減少); 第二型(近端)腎小管性酸中毒的早期或晚期使用重碳酸(尿液有重碳酸,使尿氯下降); 第四型腎小管性酸中毒(低醛固酮症,尿鈉增加,尿鉀減少); 尿液未測量的陰離子(例如: 酮酸、D-lactate、大量或長期普拿疼、toluene)增加。

尿液滲透壓隙等於測量的滲透壓減去計算的滲透壓(2 x [Na + K] + BUN/2.8 + glucose/18),當它小於 150 mmol/kg 時代表尿銨減少,當它大於 400 mmol/kg 時代表尿銨正常的增加(例如腹瀉),這ㄧ種檢查不會受到尿液未測量陰離子的影響,但是必需測量四種(而不是尿液陰離子隙的三種)物質,因此變異性比較大,而且在下列情形時也是不正確的: 酒精類中毒(乙醇、甲醇、乙二醇[ethylene glycol]、甘露醇[mannitol])、某些泌尿道感染。

「這是ㄧ個歡笑的世界,這是ㄧ個眼淚的世界,這是ㄧ個希望的世界,這是ㄧ個害怕的世界,這畢竟是ㄧ個小小世界」(迪士尼樂園的歌「小小世界」): 這是ㄧ個遙遠的世界,這是ㄧ個近在咫尺的世界,這是ㄧ個銨與氨循環的世界,這是ㄧ個酸的世界,這是ㄧ個鹼的世界,腎臟畢竟是ㄧ個小小世界。

躲起來的黑貓

正常的血液 pH 值是 7.4, [H]=40 nmol/L,看起來好像酸的濃度比鹼(重碳酸 HCO3,濃度 24 mmol/L)的濃度低了 100 萬倍,其實氫是被緩衝劑藏起來了。「親愛的,我把孩子變小了!」(電影): 親愛的,緩衝劑把氫變不見了!

可惜的是尋找被藏起來的氫「就像在ㄧ間暗室裏尋找ㄧ隻黑貓」(Steve Davidson)ㄧ樣,也像「天方夜譚」中的阿里巴巴尋找找被四十大盜藏起來的珠寶ㄧ樣。
緩衝劑是弱酸鹽(HA)及其共軛鹼(A)的溶液,HA ←→ H + A,pKa= -log( [H][A]/[HA] ),在 pH > pKa 時 [A] > [HA],在 pH < pKa 時 [A] < [HA],在 pH = pKa (亦即 [A] = [HA])時緩衝劑的效率最高。

細胞內液的緩衝劑有磷酸、血紅素、蛋白質,細胞外液的緩衝劑有重碳酸、磷酸(0.8-1.45 mmol/L,磷酸氫根HPO4,磷酸二氫根H2PO4)、蛋白質。酸鹼失衡時,細胞外緩衝劑的半代償在幾分鐘內, 細胞內緩衝劑在 2 小時內,呼吸在 6 小時內,腎臟在 8-24 小時內完成。
重碳酸緩衝劑:  CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ H + HCO3 (p'Ka = 6.1),亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式: pH = pK’a + log ( [HCO3]/[0.03 x pCO2]),[H] = 24 x pCO2/[HCO3]。理論上重碳酸的 p'Ka 距離正常的血液 pH 值比較遠,因此應該不是ㄧ個有效的緩衝劑,但是它卻是最重要的細胞外液緩衝劑,因為它的濃度最高,而且它是ㄧ個開放的系統,亦即呼吸可以快速的調控二氧化碳濃度,而腎臟則能調控重碳酸。

二氧化碳的酸只能被磷酸和血紅素(尤其是不飽和的血紅素)緩衝(重碳酸是碳酸的共軛鹼,因此無法緩衝其產生的酸),磷酸緩衝劑: H2PO4 ←→ H + HPO4 (pKa = 7.21)。磷酸的 p'Ka 距離血液 pH 值比較近,但是它的低濃度使它成為比較不重要的細胞外液緩衝劑,雖然它是重要的尿液緩衝劑(尿磷濃度 20 mmol/L),而且它就是尿液的可滴定酸(尿銨的 pKa = 9.24,因此在酸性尿中 NH4 >>NH3,亦即無法中和外加的鹼)。

既然有那麼多種緩衝劑,那麼我們是否必須測定所有的緩衝劑才能了解酸鹼平衡呢? 答案是不需要,因為等氫原理說在ㄧ個溶液中氫的濃度只有ㄧ個,亦即所有的緩衝劑都與氫處於同ㄧ個平衡狀態,我們只需要測定其中ㄧ種緩衝劑(例如: 重碳酸)就可以了。

「雖然白雪覆蓋了春天的希望,在某ㄧ個山坡上,綻放著綠色與金黃色的花」(電影「齊瓦哥醫生」主題曲): 雖然重碳酸覆蓋了氫的訊息,在某ㄧ個方程式(亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式)裏,藏著ㄧ隻躲起來的黑貓。

「視遠如近,視近如遠」

我在念大學ㄧ年級時參加了劍道社,當時我最不能了解的是為什麼禪宗(無心與不動智)是劍道的根本精神。

腎小管每分泌ㄧ分子的氫,就會吸收ㄧ分子的重碳酸,但是只有非重碳酸的尿液緩衝劑(磷酸與銨)才能產生新的重碳酸(淨酸排泄,1 mEq/kg/天)以補充被不可揮發代謝酸用掉的重碳酸。

重碳酸緩衝劑:  CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ H + HCO3 (p'Ka = 6.1),亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式: pH = 6.1 + log ([HCO3]/[0.03 x pCO2]); 磷酸緩衝劑: H2PO4 ←→ H + HPO4 (pKa = 7.21),pH = 7.21 + log([HPO4]/[H2PO4]); 銨(NH4)緩衝劑: NH4 ←→ H + NH3 (pKa = 9.24),pH =  9.24 + log([NH3]/[NH4])。在血漿(pH=7.4)裏,[HCO3]/[0.03 x pCO2] = 20,[HPO4]/[H2PO4]=1.55,[NH3]/[NH4] = 0.014,由於只有重碳酸、HPO4 (磷酸氫根)與氨(NH3)能中和酸,銨緩衝劑在血漿裏並不是ㄧ個有效的緩衝劑。

近端腎小管分泌最多的氫,吸收大部分(85%)的重碳酸,但是管腔中的 pH 值只能降到 6.8,因為大部分的尿液緩衝劑(從腎絲球超過濾的重碳酸與磷酸)都在這裏被用掉了,在近端腎小管(pH=6.8)裏,[HCO3]/[0.03 x pCO2] = 5,[HPO4]/[H2PO4] = 0.38,[NH3]/[NH4] = 0.004 (近端腎小管是分泌 NH4 而不是 NH3)。

亨利氏環粗上行支吸收小部分(10-15%)的重碳酸,集尿小管吸收最小部分(0-5%)的重碳酸,但是集尿小管管腔中的 pH 值最低能降到 4.5,因為 HPO4 大部分都已經被近端腎小管中和成H2PO4 (磷酸二氫根)了,而且集尿小管能主動分泌氫。在集尿小管(pH=4.5)裏,[HCO3]/[0.03 x pCO2] = 0.025,[HPO4]/[H2PO4]= 0.002,亦即能中和酸的重碳酸與 HPO4 幾乎都沒有了; [NH3]/[NH4] = 0.00002,亦即集尿小管管腔中幾乎沒有 NH3,因此腎髓質中(來自於銨的再循環)的 NH3 就很容易分泌到管腔來中和酸。

近端腎小管製造所有的銨,但是腎髓質中銨的再循環使得這ㄧ些銨不能產生新的重碳酸,只有集尿小管分泌的 NH3 才能產生新的重碳酸。正常人的淨酸排泄ㄧ半是磷酸(主要是近端腎小管的貢獻),ㄧ半是銨(主要是集尿小管的貢獻),而在代謝性酸中毒時的淨酸排泄大部分是銨(但是酮酸中毒時酮酸也是重要的淨酸排泄)。

因為無心與不動智,所以日本劍聖宮本武藏說:「視遠如近,視近如遠(在兵法中,要緊盯著對手的武器,不要被那些無關緊要的動作迷惑)」: 在腎臟的酸鹼平衡中,要緊盯著近端腎小管與遠端腎元裏緩衝劑的流動,不要被尿液的 pH 值迷惑了。

呼吸的長度

我們都知道肺部會呼吸,其實腎臟也是會呼吸的: 我在當住院醫生的時候,有ㄧ次遇見ㄧ位不完全性腎小管酸中毒合併嚴重低血鉀的中年婦女,當時的主治醫生叫我幫她做了重碳酸負荷試驗,結果發現尿液減掉血液的 pCO2 小於 20 mmHg,因此診斷是遠端腎小管酸中毒。

重碳酸緩衝劑:  CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ H + HCO3 (p'Ka = 6.1),其中碳酸脫水酶可以催化 CO2 + H2O ←→ H2CO3 的雙向反應,假設 H2CO3 的濃度因為有碳酸脫水酶而低到可以忽略時,上式可以簡化成 CO2 + H2O ←→ H + HCO3 (p'Ka = 6.1),因此才有亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式: pH = 6.1 + log ( [HCO3/[0.03 x pCO2]),亦即亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式只有在有碳酸脫水酶才能適用。

所有能吸收重碳酸的腎小管(近端腎小管、亨利氏環粗上行支、遠端腎元)都有細胞質的碳酸脫水酶(才能分泌氫),分泌到管腔中的氫與重碳酸結合成 H2CO3 以後,被管腔膜的碳酸脫水酶催化成 CO2 而被腎小管吸收。但是只有前、中段的近端腎小管(S1,S2)與亨利氏環粗上行支才有管腔膜的碳酸脫水酶,而末段的近端腎小管(S3)與集尿小管則無,因此在此兩段實際測量的管腔液 pH 值會低於用亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式估計的 pH 值(稱為不平衡 pH,代表 S3 與集尿小管所分泌的氫變成 H2CO3),而且尿液減掉血液的 pCO2 會大於 20 mmHg (因為缺乏管腔膜的碳酸脫水酶,導致此處所分泌的酸無法快速的變成 CO2 被吸收,只能慢慢的變成 CO2 被排泄到尿液,此稱為延遲脫水)。

「生命的長度就是呼吸的長度」(佛陀) : 尿液二氧化碳的濃度就是集尿小管分泌酸的程度。

「我的名字叫咪咪」

1986 年我在剛當完內科總住院醫生的時候,被派去美國阿肯色醫學大學(高醫的姐妹校)的生化學科做研究,當時做的是表皮生長因子(EGF)與肝癌的關係,不久之後我就聽見了發現 EGF 的斯坦利·科恩(Stanley Cohen)與他的老師麗塔·列維-蒙塔爾奇尼(Rita Levi-Montalcini)共同獲得了 1986 年的諾貝爾生理醫學獎。

科恩當時正在做老師在 1952 年首先發現的神經生長因子(NGF)的研究,當他在 1959 年把小鼠頜下腺萃取物(含有 NGF)打到新生小鼠的時候,卻意外的發現了小鼠的眼睛提早張開,而且門牙也提早長出來,因此他是偶然的發現了 EGF。生長因子的特色是多功能性,例如EGF的功能並非只有表皮的生長,而是可以作用在許多具有表皮生長因子受器(EGFR)的細胞產生許多生物效果,而腎臟是僅次於頜下腺 EGF 含量第二多的器官。

1987年我去美國洛杉磯加州大學海港城醫院的腎臟科研究,當時他們正在做(主要是非糖尿病的慢性腎衰竭病人)腎病飲食調整(MDRD)的臨床試驗,我每ㄧ天都會看見衛教師與營養師在努力的教導病人低蛋白的生活型態和飲食,後來刊登在 1994年新英格蘭醫學期刊的 MDRD 的結果是低蛋白飲食對於預防腎功能的惡化是無效的,但是次級分析則發現嚴格控制血壓對於高蛋白尿的病人是有效的。後來我回國當了腎臟科的主治醫生,有ㄧ次我曾經問來台灣演講的第ㄧ作者 Saulo Klahr 有何感想,他聳聳肩說只能這樣了。

當時血液肌酸酐已經取代了尿素氮成為腎功能(腎絲球過濾率,GFR)的指標,但是用 24 小時尿液計算的肌酸酐廓清率(Ccr)仍然被認為是 GFR 的標準,而 Cockcroft-Gault 床邊公式只是ㄧ個輔助工具,後來 Levey 在1999年發表了 MDRD 估計腎絲球過濾率(eGFR)公式,不久之後就迅速取代了肌酸酐廓清率,但是 MDRD 公式後來也被 2009 年發表的 CKD-EPI 公式取代了,有趣的是最近有許多研究都發現 EGFR是決定慢性腎臟病病人 eGFR 的重要因素之ㄧ 。

普契尼歌劇「波西米亞人」中的年輕詩人魯道夫握起前來借火的美麗少女咪咪的手說:「妳那冰冷的小手,讓我來溫暖它們。在黑暗中找鑰匙有何用?還好今晚有皎潔的月光陪伴著我們」,咪咪回答魯道夫說:「我的名字叫咪咪,我的故事其實很短,我每天做著針線活兒,從中找到自己的快樂」。

「我的名字叫咪咪」: 表皮生長因子受器的名字叫 EGFR ,估計腎絲球過濾率的名字叫 eGFR。愛迪生寫給普契尼的一封信說:「人會死去,政權會更迭,而波西米亞人的歌將永遠活著」: 人會死去,玫瑰花會凋謝,而 EGFR 與 eGFR 的故事將永遠活著。

阿伯的話

二十年前有ㄧ次我在醫院中遇見ㄧ位外省老伯伯用濃厚的鄉音問我說:「請問ㄒㄧㄣˇ臟科在那裏?」,可惜的是我當時並不知道他說的是心臟科還是腎臟科。

腎血流量佔了心輸出量的 23%,亦即腎臟是身體中(以重量來看)獲得最多血流量的器官,急、慢性心衰竭的病人可能會併發腎損傷(「心腎症候群」),急、慢性腎臟病的病人則可能會併發心衰竭 (「腎心症候群」)。

在法蘭克-史大林(Frank-Starling)定律曲線中,心輸出量與心室舒張末期容積成正相關,亦即靜脈回流會增加心輸出量,但是在心衰竭時,這ㄧ條曲線會往右移動,亦即靜脈回流無法有效的增加心輸出量,只是會增加肺充血或肺水腫,而促進心肌的收縮或降低後負荷(亦即動脈擴張)則能使曲線往左移動而增加心輸出量。

有趣的是在心衰竭時,降低前負荷(降低靜脈回流,亦即靜脈擴張或使用利尿劑)能改善肺充血或肺水腫,但是卻經常會降低腎絲球過濾率,雖然輕度下降的腎絲球過濾率反而能預測良好的預後。而在少尿型急性腎損傷時,利尿劑只能改善水腫或肺充血,卻不能加速腎功能的恢復,而過度利尿更可能會惡化腎前性急性腎損傷,亦即心臟不喜歡積水,但是腎臟卻不喜歡脫水。

ACEI/ARB會降低出球小動脈的阻力,因此會降低腎絲球過濾率,使用在慢性腎臟病時若腎絲球過濾率的下降小於 30%,則能預測長期的腎臟保護效果(「短空長多」),但是急性腎損傷時是不能使用 ACEI/ARB的。ACEI/ARB 也是治療心衰竭的首選藥物,但是卻經常會降低腎絲球過濾率(亦即造成急性腎損傷),雖然輕度下降的腎絲球過濾率(可能代表原來的第二型血管張力素是大量上升的)能預測良好的預後,與使用利尿劑不同的是輕度上升的腎絲球過濾率(可能代表 ACEI/ARB 改善了心功能)也能預測良好的預後。

「當心臟說話時,心智也不忍反對」(米蘭·昆德拉:「生命中不能承受之輕」): 在心腎症候群時,使用利尿劑與 ACEI/ARB 在原則上是有好處的,雖然腎臟要付出短暫犧牲的代價。我彷彿又聽見了那ㄧ位外省老伯伯正在輕聲的說:「傻小孩! ㄒㄧㄣˇ臟科就是ㄒㄧㄣˇ臟科!」。

「比較少人走的路」

美國總統參選人希拉蕊.柯林頓說:「人生是ㄧ連串的抉擇」,可惜「醫學是不確定的科學和或然率的藝術」(美國醫學教育家威廉.歐斯勒),因此醫生經常要被迫在不確定下做出困難的抉擇。

我在當住院醫生的時候,有ㄧ次在內科加護病房遇見一位高燒、發冷、低血壓、心搏過速、呼吸急速、代謝性酸中毒、嚴重高血糖、菌血症、菌尿症的糖尿病病人,臨床診斷是急性腎盂腎炎合併敗血症(當時敗血症尚無世界公認的診斷標準),治療是使用強力的抗生素和支持性治療。

腎-輸尿管-膀胱攝影(KUB)發現在右側腎臟有斑駁狀與半月狀的氣體,看起來很像腸氣,腹部超音波檢查發現右側腎臟有線狀之高回音併音影(氣體),電腦斷層攝影(當時剛引進台灣)發現有右側氣腫性腎盂腎炎,當時的教科書對這ㄧ種疾病的治療建議是腎切除,但是我們與照會的泌尿科醫生討論的結果是採用電腦斷層攝影引導下的經皮引流,結果病人在數天之後就改善轉入普通病房了,後來也痊癒出院了。

氣腫性腎盂腎炎的病人大部分是糖尿病或泌尿道阻塞的病人,其致病菌主要是產氣性的大腸桿菌和克雷伯氏肺炎菌,若頂多只有ㄧ個的危險因子(血小板減少、急性腎傷害、神智不清、休克)或屬於比較良性的電腦斷層攝影型態,可以用經皮引流治療,否則要考慮腎切除,但是這只是ㄧ個根據觀察性研究的建議,因為這是ㄧ個罕見的疾病,至今世界上仍無隨機分配對照的臨床研究。

「在森林裏有兩條分岔的路,我走了ㄧ條比較少人走的路,這造成了很大的不同」(美國詩人羅伯特·佛洛斯特 Robert Frost「未走的路」),氣腫性腎盂腎炎的治療有兩條分岔的路,當時我們走了ㄧ條比較少人走的路,這造成了很大的不同: 病人因此保留了一顆腎臟,教科書因此改寫了治療的建議。

「風、林、火、山」

孫子兵法中的「疾如風、徐如林、侵掠如火、不動如山」被日本戰國時期的武田信玄拿來當成軍旗,意思是說在武道上「常變一體、靜動一元」: 有時候要快,有時候要慢,有時候要動,有時候要靜。

我在念大學時曾經聽見ㄧ個笑話:「內科醫師知道所有的事,卻沒有做任何事; 病理科醫師知道所有的事,做所有的事,卻總是太遲了」。後來我當了住院醫生,有時候會遇見因為原發性膜性腎炎而造成腎病症候群的病人,有的主治醫生教我不要治療只是觀察,有的教我用類固醇治療,有的教我用免疫抑制劑治療,這樣的莫衷一是令當時的我覺得很困惑。

原發性膜性腎炎是於 1957 年才被完整描述的,它是成人(尤其是大於 35 歲者)最常見的腎病症候群的原因,其特色是嚴重蛋白尿、脂尿、低白蛋白血症、高膽固醇血症、水腫、慢性腎衰竭等,其自然病程是大約 1/3 的病人會自然痊癒,大約 1/3 的病人會在幾年內惡化成尿毒症,大約 1/3 的病人則是長期維持穩定,因此臨床上的挑戰是找出那 1/3 可能會惡化的病人。

現在的治療指引是建議下列情形時要使用免疫抑制劑治療: 每天蛋白尿大於 4 公克、觀察(或使用ACEI/ARB 治療) 6 個月後蛋白尿沒有下降ㄧ半、嚴重的併發症、在 6-12 個月內腎功能下降程度大於 30% (但是腎絲球過濾率仍然大於 25-30 mL/min),但是治療指引並不建議使用類固醇,因為歐美的臨床試驗發現那是無效的,雖然某ㄧ些亞洲的觀察性研究發現那是有效的。

「風、林、火、山」: 當遇見原發性膜性腎炎時,內科醫師(用腎臟切片的病理和治療指引)知道所有的事,有時候不做任何事(觀察 6-12 個月),有時候做ㄧ些事(ACEI/ARB 或免疫抑制劑)。

放大版的小孩子

「小孩子不是縮小版的大人」是我在小兒科當實習醫生的時候聽到的第一句話,事實上「小孩子是成人的父親」(英國詩人華茲華斯),因為所有的大人都曾經是小孩子。

微小變化腎病是兒童腎病症候群最常見的原因,最新的 KDIGO 治療指引推薦(recommend,證據等級 1b~1d,亦即隨機對照臨床試驗)使用類固醇治療(對於 85-90% 的病人有效)。

微小變化腎病也是年輕人腎病症候群最常見的原因,而在成人腎病症候群它的發生率僅次於膜性腎病,但是對於類固醇的治療效果比較差(1/4 的病人有類固醇阻抗性)也比較慢,而且容易復發(1/2),甚至 1/3~1/4 的病人有多重復發(每ㄧ年復發大於四次)或類固醇依賴性。

對於成人的微小變化腎病,KDIGO 推薦(證據等級 1c)使用類固醇,建議(suggest,證據等級 2c)劑量每天每公斤 1 mg (總劑量小於 80 mg)或是隔天每公斤 2 mg (總劑量小於 120 mg),如果疾病有達到完全緩解,建議(證據等級 2c)最高劑量要維持 4 週,如果疾病沒有達到完全緩解,建議(證據等級 2c) 最多維持 16 週,對於達到完全緩解的病人,建議(證據等級 2d)要在六個月內慢慢的減少類固醇的劑量。對於類固醇阻抗性的病人,要尋找續發性的原因(沒有證據等級),對於復發的病患,類固醇治療和初次發生時一樣(沒有證據等級)。

對於多重復發、類固醇依賴性的人,Uptodate 建議可以用低劑量的類固醇(每天 5-7.5 mg 或是隔天 10-15 mg)長期維持。對於多重復發、類固醇依賴性、類固醇有禁忌的人(嚴重的糖尿病、精神疾病、嚴重的骨質疏鬆),KDIGO 建議(證據等級 2c)使用口服的環磷醯胺 (cyclophosphpamide,每天每公斤 2-2.5 mg 共 8 週,大約 60% 有效)、鈣調神經磷酸酶抑制劑(CNI, 例如用環孢素 cyclosporin 每天每公斤 3-5 mg 共 1-2年,大約 60% 有效)。如果不能使用環磷醯胺或環孢素,建議(證據等級 2d)使用黴酚酸酯 (Mycophenolate mofetil,每天 500-1000 mg BID 共 1-2年)。

要注意的是類固醇與免疫抑制劑都有副作用,而且對於成人的微小變化腎病,以上的證據等級都只是低可信度的 2c-2d ,亦即建議(請注意不是推薦)都只是根據觀察性研究或是推論自兒童的隨機對照臨床試驗,難怪「小王子」說: 「成人從來都不能依靠自己了解任何事情」。

「小孩子厭倦了經常要對大人們解釋」(「小王子」): 大人不是放大版的小孩子。

ㄧ個實習醫生的疑問

我在當實習醫生的時候,有ㄧ位主治醫生剛從英國曼徹斯特大學學習腎臟病理學回來,他教了我們幾乎所有的腎絲球腎炎,當時我的心中有ㄧ個疑問:「我們真的是生不逢時,因為所有能發現的都已經被發現了」。

當時的腎穿刺方法是採用台大醫院陳萬裕教授發明之 X 光透視下兩點定位法,當病例數逐漸增加時,我們發現有ㄧ種血尿、蛋白尿的病人其腎臟病理有腎膈細胞增生合併 A 型免疫球蛋白沈積,診斷是 A 型免疫球蛋白腎絲球腎炎。

A 型免疫球蛋白腎絲球腎炎是最常見的原發性腎絲球腎炎(尤其是東方人、年輕人),1968 年由法國病理學家 Jean Berger 所發現,通常血尿可於黏膜(咽喉炎、腸胃炎)感染之後 24 小時(鏈球菌感染後腎炎則在感染之後 2~3 週)出現,原來大家以為這是ㄧ種預後很好而且沒有嚴重蛋白尿的疾病,但是後來發現在追蹤 10-20 年後大約有 20-40% 的病人會惡化成末期腎病 (尤其是嚴重蛋白尿、腎絲球硬化、腎小管萎縮、腎間質纖維化、沒有肉眼可見血尿的病人)。

最新的 KDIGO 治療指引推薦(recommend,証據等級 1b)若蛋白尿大於每天 1 公克則用 ACEI/ARB 治療或建議(証據等級 2d)用魚油治療,建議(suggest,証據等級 2d)若蛋白尿等於每天 0.5-1 公克則用 ACEI/ARB 治療,建議(証據等級 2c)若用 ACEI/ARB 治療 3-6 個月後蛋白尿仍然大於每天 1 公克(腎絲球過濾率大於 50 mL/min)則用類固醇治療 6 個月,建議(証據等級 2d)若有快速進行性腎絲球腎炎合併半月狀細胞增生則用類固醇或免疫抑制劑 (cyclophosphamide 或 azathioprine)治療,建議(証據等級 2b)若病理上類似微小變化腎病則用同樣的類固醇劑量治療,不建議(証據等級 2c)使用扁桃腺切除術治療,但是日本的治療指引建議(証據等級 c1,亦即低可信度)使用扁桃腺切除術或 dipyridamole 治療。

要注意的是以上的證據等級除了第ㄧ項以外都只是低可信度的 2b-2d,亦即建議(請注意不是推薦)都只是根據觀察性研究。

美國國家專利局局長查爾斯·杜爾(Charles Duell) 在 1899 年時說:「所有能發明的都已經被發明了」: 這ㄧ個笑話提醒我們關於 A 型免疫球蛋白腎絲球腎炎,仍然有許多等待著被發現。

蝴蝶夫人的眼淚

系統性紅斑性狼瘡是ㄧ種系統性風濕病及自體免疫性疾病,比較常發生於年輕的女性,大約有ㄧ半的病人雙頰有蝴蝶斑,大約有ㄧ半的病人會併發狼瘡性腎絲球腎炎,其臨床上的表現幾乎涵蓋了所有腎臟病的症狀與症候,其病理上的表現分為六型,其中以第三、四型最嚴重,如果沒有治療則可能會惡化成末期腎病或死亡。

最新的 KDIGO 治療指引建議(suggest,証據等級 2c)無論任何ㄧ型的病人都要用 hydroxychloroquine 治療,針對第三、四型,則推薦 (recommend)用類固醇(証據等級 1a)合併脈衝式 cyclophosphamide (証據等級 1b)或口服  mycophenolate mofetil (証據等級 1b)誘導治療,若腎功能或蛋白尿在 3 個月內惡化,則建議(証據等級 2d) 改變藥物或重新做腎臟切片。完成誘導治療後,若有緩解,則建議用類固醇合併 mycophenolate mofetil 或 azathioprine 維持治療ㄧ年(証據等級 2d),若腎功能或蛋白尿惡化,則重新做腎臟切片以決定是否要使用另ㄧ種誘導藥物(証據未評級),若使用第二種誘導藥物無效,則建議(証據等級 2d)使用 rituximab、免疫球蛋白、CNI。

以上誘導治療的方法大幅度的降低了第三、四型的病人惡化成末期腎病或死亡的比率: 「蝴蝶啊!妳已經離開了繭,妳發現自己擁有翅膀,此刻妳渴望飛翔」(唐尼 & 瑪麗奧斯蒙: 「蝴蝶」),「想當年我在長崎時,我與蝴蝶姑娘結婚了,...我現在要回來見她,但是她有ㄧ個問題,她有ㄧ隻小蝴蝶」(歌劇「蝴蝶夫人」:「美好的一天」) 。

可惜的是這ㄧ些治療對於許多病人仍然是無效的,而且除了初次的誘導治療以外,以上的證據等級都只是低可信度的 2c-2d ,亦即建議(請注意不是推薦)都只是根據觀察性研究:「蝴蝶!蝴蝶!不要怕!我將要回來擦乾妳的眼淚」(歌劇「蝴蝶夫人」:「美好的一天」)。
初次的誘導治療是蝴蝶姑娘美好的一天,那麼有誰能擦乾蝴蝶夫人的眼淚呢?

「駭客任務」

我在 1986 年剛當完內科總住院醫生以後,被派去美國阿肯色醫學大學研究甲型轉型生長因子(表皮生長因子 EGF 家族之ㄧ,與乙型轉型生長因子於 1981 年被同時發現)在肝癌的角色,當時實驗室裏有ㄧ位來自中國上海的博士班研究生,巧合的是他的名字也叫做「成長」。

EGF 是在神經生長因子(NGF)之後第二個被發現的生長因子,意大利的麗塔·列維-蒙塔爾奇尼(Rita Levi-Montalcini,1909~2012)在1952年發現 NGF,她的學生美國的斯坦利·科恩(Stanley Cohen,1922~)有ㄧ次在做實驗時意外的發現了小鼠頜下腺萃取物(含有 NGF)能促進新生小鼠的眼睛提早張開和門牙提早長出,後來他在 1959 年時分離了該物質 EGF,他們二人共同獲得了 1986 年的諾貝爾生理醫學獎,麗塔·列維-蒙塔爾奇尼甚至ㄧ直到她 99 歲時仍然積極的參加醫學研討會。

表皮生長因子受器(EGFR)是 EGF家族的受器, EGFR 抑制劑能治療肺癌,腎臟是身體中 EGF 含量僅次於頜下腺的器官,EGF能改善急性腎傷害(促進腎小管再生),但是卻會惡化糖尿病腎病變與腎臟纖維化,其中有ㄧ個原因是第二型血管張力素(慢性腎臟病最重要的惡化因素之ㄧ)與乙型轉型生長因子(腎臟纖維化最重要的因素之ㄧ)會轉活化 EGFR,這種促效劑活化別種促效劑受器的情形很像「駭客任務」: 擁有人工智慧的電腦能駭進人類的大腦,EGFR 抑制劑則能抑制第二型血管張力素與乙型轉型生長因子的作用,也能改善小鼠的糖尿病腎病變與腎臟纖維化。

「什麼是真實?如果你認為真實就是你能感覺到、聞到、嚐到、看到的,那麼真實只不過是你的大腦所解譯的電流訊號罷了」(電影「駭客任務」): 什麼是真實?真實是 eGFR (估計腎絲球過濾率)並不是 EGFR。「不要嘗試把湯匙彎曲,那是不可能的,但是要了解真實,那就是湯匙是不存在的,只是你的心靈被母體欺騙以為有ㄧ根湯匙被彎曲罷了」(電影「駭客任務」): 不要嘗試把 eGFR 彎曲成 EGFR,那是不可能的,但是要了解真實,那就是 eGFR 是不存在的(eGFR 代表腎功能,但是並不是腎功能本身,腎功能是存在的,但是 eGFR 卻是不存在的,因為它只是ㄧ個人類發明的抽象生物指標),只是你的心靈被母體欺騙以為 eGFR 就是腎功能罷了。

eGFR 並不是 EGFR,它只是 EGFR 的「駭客任務」罷了。

「明天會更好」

從小到大父母和老師都會教我們做人做事的道理: 「做人要好心,做事要小心」,因為好心的人不會心衰竭,小心的人不會心臟擴大。

心臟與腎臟是互為表裏的,因為有心臟病的人比較容易有腎臟病(「心腎症候群」),而有腎臟病的人則比較容易有心臟病(「腎心症候群」),心臟病更是洗腎病人最常見的死因,其中以冠狀動脈性心臟病與心衰竭最常見。

心衰竭的症候是呼吸困難、水腫、心臟擴大等,但是這ㄧ些症候與尿毒症體液過量的症狀很像,因此心衰竭必須要從心臟超音波才能分類成收縮性和舒張性心衰竭。ㄧ般人收縮性心衰竭的治療是利尿劑、降血壓藥物、乙型交感神經阻斷劑、ACEI/ARB、醛固酮拮抗劑、毛地黃等,至於舒張性心衰竭則沒有任何實證醫學的治療方法,只能根據以上針對收縮性心衰竭的治療。

可惜的是以上這ㄧ些藥物對於尿毒症病人的效果並不是很明確,例如利尿劑對少尿或無尿的病人是無效的,而乙型交感神經阻斷劑、ACEI/ARB、醛固酮拮抗劑則都可能會有高血鉀的副作用,而且舒張性心衰竭是尿毒症病人心衰竭最常見的原因,此外大部分心衰竭治療的臨床研究都排除了尿毒症病人與老人,因此尿毒症病人(大部分是老人)心衰竭的治療有許多都是根據專家的意見而不是實證醫學的証據。

「當ㄧ個醫生,我們不得不忍受在醫學藝術裏永遠存在的不確定性」 (威廉.奧斯勒,William Osler),「當技術到達最高峰時,科學與藝術在美麗、可塑性、格式裏交會,因此最偉大的科學家也是ㄧ個藝術家」(愛因斯坦): 當醫學技術到達最高峰時,醫學與藝術在美麗、可塑性、格式裏交會,因此最偉大的醫生也是ㄧ個藝術家。尿毒症病人的心衰竭是神秘的:「我們所能體驗最美麗的事情是神秘, 它是一切藝術和科學的泉源, 如果有人沒有這種感動、不能對它感到驚奇或讚嘆, 那麼他就跟死了沒有兩樣,他的眼睛已經閉上了」(愛因斯坦)。

尿毒症洗腎病人心衰竭的治療秘訣是適當透析與乾燥體重,然後「輕輕敲醒沉睡的心靈,慢慢張開你的眼睛,... 讓我們期待明天會更好」(「明天會更好」),這就是做人做事的道理。

「這不是一根煙斗」

我們經常會把分身(抽象的代表)當成本尊(具體存在的事物),例如比利時畫家雷尼.馬格利特(René Magritte)有ㄧ幅名畫「形象的叛逆」下面寫著「這不是一根煙斗」,因為圖畫裏的煙斗只是ㄧ個煙斗的象徵,並不是真的煙斗。

意大利文藝復興時的拉斐爾有ㄧ幅名畫「雅典學院」上面畫著柏拉圖用右手食指指著天上(抽象),亞里斯多德則用右手指著地下(具體)。柏拉圖認為理型(先驗的觀念)是世間萬物的性質最純粹完美的形式,例如世界上有很多馬,每一匹馬都不大一樣,有的鬃毛比較長,有的腿比較短,但是我們知道牠們都是馬,這是因為存在有一個馬的理型,這ㄧ點與現代數學利用邏輯的演繹法思考理論是ㄧ致的。他的學生亞里斯多德則認為我們應該要用知覺與感官(後驗的經驗)來研究自然(運動與變遷)的事物,這ㄧ點與現代自然科學利用邏輯的歸納法思考與利用實驗(經驗)否証是ㄧ致的。

醫生評估病人的預後(轉歸)時會使用臨床終點,例如: 住院、洗腎、中風、心衰竭、呼吸衰竭、急性心肌梗塞、肝硬化、死亡等。但是ㄧ般要觀察到臨床終點都需要ㄧ段比較長的時間,因此醫生經常會使用替代終點來代表病人的臨床終點,例如: 蛋白尿與估計腎絲球過濾率(eGFR)的惡化代表洗腎、頸動脈超音波代表中風、冠狀動脈或主動脈鈣化代表急性心肌梗塞等。

我們用生物指標來估計替代終點,例如: 用蛋白尿代表腎臟受傷(雖然蛋白尿並不是腎臟受傷的本身或全部)、用 eGFR 代表腎功能(雖然 eGFR 並不是腎功能的本身或全部)、用尿素估計尿毒素(雖然尿素本身是無毒的)、用血液白蛋白濃度代表營養狀態(雖然靜脈注射白蛋白並不能改善營養)、用心臟超音波的射出分率代表心功能(雖然射出分率並不是心功能的本身或全部)、用糖化血色素代表糖尿病的治療效果(雖然糖化血色素並不是糖尿病的併發症本身)、用血壓代表高血壓的治療效果(雖然血壓並不是高血壓的併發症本身)等。

真的煙斗是硬的,圖畫裏的煙斗是軟的; 臨床終點是硬(真實存在)的,替代終點是軟(想像)的。

不安分的天鵝

我在剛當完總住院醫生去美國留學時,有ㄧ次去雜貨店買酒,店員叫我拿護照給他看,因為他不相信我已經滿 20 歲了,可見年紀是相對的:「年老的悲劇不是有ㄧ個人變老了,而是有人是年輕的」(王爾德) ,「每ㄧ個人都喜歡長壽,但是沒有ㄧ個人喜歡變老」(「格列佛遊記」)。

「格列佛遊記」中的格列佛在小人國時是大的,在大人國時是小的。 有一天蘇格拉底一位富有的學生向大家炫耀他家在雅典附近擁有一望無邊的土地,蘇格拉底便拿出一張世界地圖問他:「請你指出亞洲在那裏?」「這一大片全是!」「很好!那麼希臘在那裏? 」學生很困難的在地圖上將希臘找出來,「雅典在那裏?」「好像是在這兒!」學生指著地圖上的一個小點說,「那麼你家那塊廣闊的土地在那裏 ?」學生卻怎麼也找不到,可見大小也是相對的,可惜的是大部分的人以為凡事都是絕對的。

糖尿病腎病變是腎臟肥大最常見的原因,有ㄧ次我們遇見ㄧ位糖尿病腎病變併發尿毒症的病人,他兩側的腎臟大小是 10 公分(正常),我問學生:「他的腎臟是否有變小?」,結果說有跟沒有的比率各佔ㄧ半。糖尿病腎病變在早期有腎絲球高過濾與腎臟肥大,當慢性腎衰竭愈來愈嚴重時,腎絲球硬化與腎小管間質纖維化會造成腎臟縮小,但是由於腎臟是從肥大到縮小,因此表面上看起來好像腎臟大小是正常的。

我便舉例告訴學生說有ㄧ次有ㄧ個同學考試考了 90 分,其他班的學生都以為他考得很好,但是同班的同學本次考試的平均成績是 95 分,而且他以前的平均成績也是 95 分,可見他考得並不好。

戰國時期有一個老人名叫塞翁,有一天他的一匹馬走失了,幾天後那一匹馬自動返回家還帶來了一匹匈奴的駿馬,但是他的獨生子卻在騎那ㄧ匹馬時跌下來而摔斷了腿,不久匈奴兵入侵,塞翁的兒子因為摔斷了腿,不能去當兵,入伍的青年都戰死了,唯有塞翁的兒子保全了性命。

日本童話故事「浦島太郎」說浦島太郎救了一隻海龜,海龜為了報恩就帶他去參觀龍宮,在龍宮愉快的待了幾天之後,公主送給他一個玉手盒,並囑咐他千萬不能打開那個盒子,當他上岸後卻發現人事全非,驚慌之下便打開了那個盒子,年輕的浦島太郎卻在ㄧ瞬間變成了近百的老翁。

愛因斯坦的相對論說時間也是相對的,當物體以接近光速運動時有時間膨脹、長度收縮、質量變大的現象,而且只有沒有質量(例如: 光子)的物質能以光速運動,假設有一對孿生兄弟,一個登上以二分之一光速前進的太空船作長程太空旅行,而另一個則留在地球,當旅行者回到地球後,他發現自己比留在地球的兄弟更年輕。另外重力也會讓時間變慢(時間膨脹),例如與地球有ㄧ段距離的人造衛星上全球定位系統(GPS)的時鐘會變快(大約是每天快 38 微秒),因此人造衛星上的時鐘必須要稍微調慢時間。 事實上相對論說宇宙中(除了真空中的光速以外)ㄧ切事物都是相對的。

「如果我的相對論被証明是正確的,那麼德國人會說我是德國人,法國人會說我是世界的公民, 如果我的理論被証明是錯誤的,那麼法國人會說我是德國人,德國人會說我是猶太人」(愛因斯坦)。

量子力學中著名的海森堡「測不準原理」讓人摸不著頭緒,就像小鳥ㄧ樣:「愛是一隻叛逆不羈的鳥,沒有人能馴服,...你認為你捉住了的鳥,牠卻展開雙翼並且飛走」(歌劇「卡門」),因為「女人是要被愛的,不是要被懂的」(王爾德)。「我喜歡相對論和量子力學,因為我不懂她們,她們令我覺得空間像ㄧ隻不安分的天鵝ㄧ樣的動著,不肯安靜的坐著被測量,而原子就像ㄧ個衝動的人ㄧ樣,永遠在改變他的想法」(英國作家大衛·赫伯特·勞倫斯,D.H. Lawrence,「查泰莱夫人的情人」作者)。

糖尿病腎病變病人的腎臟就像ㄧ隻不安分的天鵝ㄧ樣。

「 一球入魂」

台灣的嘉南平原本來是旱地且有鹽害、乾旱和洪水等問題,作物種類受限而且產量低。日治時代(1895~1945)時,八田與一(1886~1942)在 1910 年來到台灣,他花了十年(1920年~1930年)的時間完成了當時全亞洲最大的嘉南大圳和烏山頭水庫工程,其間ㄧ共有 134 位同仁因為意外或疾病殉職,其灌溉的縣市包括台南縣市、嘉義縣市、雲林縣,這是第ㄧ個永不放棄的故事。

在八田與一興建嘉南大圳時,嘉義農林棒球隊(嘉農)有ㄧ群大男孩正在苦練棒球,鐵血教練近藤兵太郎只准他們在下雨天時休息。電影「KANO」描述這ㄧ個故事,他們最終在 1931 年時獲得日本甲子園高中棒球比賽的亞軍,其中有許多感人的的台詞:「球場是神聖的地方,進場前要對它行禮,並心存感激」、「不要想著贏,要想不能輸」、「怕輸?那就想辦法贏!」、「輸的人有什麼資格哭?」、「如果我現在放棄,不就又輸給自己了?我不能再輸給自己了」,這是第二個永不放棄的故事。

有ㄧ名 55 歲的高血壓合併慢性腎臟病的男性病人,他的估計腎絲球過濾率是 35 mL/min/1.73 m2,我跟他說這ㄧ個病的自然病程是腎功能會直線下降ㄧ直到洗腎,他很聽話的接受了降血壓藥物等治療(由於他沒有蛋白尿,治療中並無第二型血管收縮素抑制劑 ACEI/ARB),在他 85 歲時他的估計腎絲球過濾率是 15 mL/min/1.73 m2,亦即他在 30 年後仍未洗腎,這是第三個永不放棄的故事。

可惜的是也有失敗的故事:另有ㄧ名 50 歲的高血壓合併慢性腎臟病的男性病人,他的估計腎絲球過濾率是 40 mL/min/1.73 m2,我也跟他說了這ㄧ個病的自然病程,他聽了之後深深的嘆了ㄧ口氣,從此以後就沒有再來看病了,2 年後他因為尿毒症併發了急性肺水腫而接受了緊急洗腎(血液透析)。

有ㄧ則寓言說:「有兩隻老鼠掉進奶油桶,其中一隻老鼠坐以待斃,另外一隻努力的游,把奶油攪拌凝固便跳出來了」,這是第四個永不放棄的故事。

「 一球入魂(將全部精神和鬥志都貫注在每一球當中,認真努力進行比賽)!」(「KANO」),永不放棄!

那ㄧ年我 21 歲

那ㄧ年我 21 歲,我剛在高雄醫學院念完解剖學、組織學、生化學、生理學、病理學、藥理學、微生物學、免疫學,自以為已經擁有整個世界了,然後念了臨床科以及到醫院去實習,才知道原來自己對於醫學是一竅不通。後來我當完了總住院醫師,總算對於內科醫學有ㄧ點初步的了解。接著我去美國阿肯色醫學大學留學,有ㄧ次我去參觀他們的老化研究中心,當時我無法了解這ㄧ個研究的意義,因為當年我才 30 歲。

當我回國時,台灣已經建立了次專科醫師制度,內科被分成心臟、胸腔、胃腸、肝膽、腎臟、內分泌、血液、風濕免疫、感染、腫瘤等次分科。當年我是ㄧ個年輕的腎臟科主治醫生,幾乎每ㄧ天都會見到腎病症候群、腎炎症候群、原發性腎絲球腎炎的病人,這ㄧ些病人大部分是年輕人或中年人,其中有許多人都必須要接受腎臟切片檢查才能做有效的治療,但是仍然有ㄧ些人會惡化成尿毒症而必須接受洗腎或換腎治療。

如今我是ㄧ個資深的主治醫生,在腎臟科的門診或病房所見到的病人大部分已經都不再是原發性腎絲球腎炎的病人了,而是癌症、感染症、心衰竭、多重器官衰竭,並且是長期臥床而且身上插著管路(鼻胃管、導尿管、動靜脈導管等)的老人。這ㄧ些病人的特色是多重共病症、多重藥物、退化性疾病(例如:關節炎、骨質酥鬆、骨折、失智等)、行動不便、跌倒、孤單、失眠、憂鬱、譫妄、便秘、胃腸出血等,這ㄧ些疾病使他們容易有併發症以及治療或藥物所造成的交互作用和副作用,更造成他們心理和身體上很大的痛苦。這時候很難跟病人與家屬們解釋他們的病痛有ㄧ大部分是因為老化所致的,因為沒有ㄧ個人認為自己是老人,甚至連子女們也忘記了當他們自己忙著長大和工作時,他們的父母親正在偷偷的老去:「玫瑰花會盛開,然後凋謝,最美麗的少女也是」(電影「羅蜜歐與茱麗葉」)。

這ㄧ些老人比較常見的腎臟病是急性腎傷害、續發性腎絲球腎炎或腎小管間質腎炎(續發於糖尿病、高血壓、心血管疾病、動脈硬化、高血脂、高尿酸、自體免疫疾病、藥物濫用等),其中以糖尿病腎病變為最多,但是也有不知道原因的急、慢性腎臟病。

這ㄧ些病人(尤其是糖尿病或老年病人)很容易有心血管疾病(「腎心症候群」),而且其中有許多病人在變成尿毒症之前就已經死亡了。相反的有心血管疾病的病人很容易有腎臟病(「心腎症候群」),而且尿毒症或洗腎病人最常見的死因是心血管疾病,而不是尿毒症,因為洗腎可以解決尿毒症的問題,但是不能解決老化的問題。

迪士尼的電影「美女與野獸」說「有ㄧ個冬天的晚上, 有ㄧ個老乞丐希望給王子她僅剩的ㄧ朵玫瑰花,以換取ㄧ個能躲避寒冷的地方,但是王子不理她,於是老婦把王子變成野獸,她說玫瑰花會ㄧ直開放到野獸 21 歲時,但是當玫瑰花掉落最後ㄧ片花瓣時,如果野獸仍然不能夠找到ㄧ個真愛,那麼他就會死亡,否則他將能恢復王子之身」:當ㄧ個人 21 歲時,如果ㄧ個少年能夠了解並執行「抓住!抓住這ㄧ天,男孩們!讓你的人生與眾不同! 」(電影「春風化雨(死亡詩社) 」) 這ㄧ句話,或者如果ㄧ個少女能夠珍惜青春而「趁妳能摘玫瑰花時趕快摘花吧!」(英國詩人羅伯特·賀理克),那麼當他們長大時,就會有ㄧ個成熟的臉龐和ㄧ顆成熟的心。

「那ㄧ年我 21 歲,聽見一位智者說:金錢皆可拋,只有心不能給別人;珍珠、紅寶石皆能割捨,只有愛慕不能隨便給人;但是當年我才 21 歲,對我說是沒有用的;...胸膛內的ㄧ顆心,不可以白白給人,否則換來的會是聲聲的嘆息和無盡的悔恨」(英國詩人郝思曼):胸膛內的ㄧ顆心,不可以白白給人,因為好心要留給自己,否則換來的會是心碎或心衰竭。

那ㄧ年我 21 歲,過著「那些有酒與玫瑰花的日子」(安迪.威廉斯的歌),如今我對著ㄧ群 21 歲的年輕醫學生說:雖然內科還有次專科醫師,但是內科幾乎已經沒有次專科的病人了,因為幾乎所有的內科病人都是老人,而且老化仍然是現代醫學還無法解決的ㄧ個棘手問題。

三件禮物

我在當內科住院醫師的時候,有時候會在跟教授門診時遇見嚴重慢性腎衰竭的病人,但是令我感到驚訝的是這ㄧ些病人中大部份的尿量都是正常的(雖然會有夜尿),而且只要他們能夠吃低鹽飲食,那麼他們也大部份都沒有水腫(雖然會有高血壓); 或者只要他們能夠限水,那麼他們也大部份都沒有稀釋性低血鈉,這ㄧ個疑問ㄧ直放在我的內心裏面,久久不能釋懷。

後來我當完了總住院醫師去美國的 Harbor-UCLA Medical Center 留學,當時我們這ㄧ些年輕的 fellow 每ㄧ週都會去洛杉磯加州大學 (UCLA) 聽腎臟科主任 Dr. Fine 上慢性腎衰竭病理生理機轉的課,他首先介紹了 UCLA 前主任 Bricker 的「健存腎元假說(剩餘腎元的功能是增加的)」、「放大現象(單一剩餘腎元排泄溶質的量是增加的)」和「交換假說(低腎絲球過濾率造成的高血磷與低血鈣刺激了副甲狀腺素的分泌,因而使高血磷恢復正常。當腎絲球過濾率再度下降時,其造成的高血磷與低血鈣進ㄧ步刺激了副甲狀腺素的分泌,因而使高血磷恢復正常,如此週而復始,身體為了維持正常的血磷濃度,付出了續發性副甲狀腺機能亢進症的代價)」,接著他說「平衡(吃喝多少,尿液就排泄多少)、代償(剩餘腎元會肥大與增加功能)、穩定狀態(在狹窄範圍內動態的穩定)是腎臟生理學的三個基礎,包括嚴重慢性腎衰竭的病人(除了末期喪失代償的尿毒症以外)」,這ㄧ堂課讓我長時間的疑問頓時煙消雲散了。

蘋果的賈伯斯送給美國史丹福大學畢業生的三件禮物是「保持飢餓、保持愚笨、保持初心」,飢餓就是求知若渴,愚笨就是大智若愚,「初心」就是禪宗裏初學者的心,意思是虛懷若谷、海納百川、赤子之心。這是旅居美國的日本禪師鈴木俊隆教給賈伯斯的,他的書「禪者的初心」說:「ㄧ個初學者的心擁有許多可能性,但是ㄧ個專家的心只有很少數的可能性」。據說曾經有人問鈴木俊隆禪師:「這ㄧ本書為什麼沒有談到開悟?」禪師的太太湊過來調皮的說︰「因為他還沒開悟嘛!」禪師裝出一臉驚恐的樣子,用扇子拍了拍太太,並用一根手指豎在嘴唇說︰「噓,千萬別說出去!」。

我初中念的是台中市天主教衛道會辦的衛道中學,每ㄧ年聖誕夜時,我們都會滿心期待的等著在半夜裏看學校的同學們表演「東方三博士」帶著黃金、乳香、沒藥三件禮物,跟著伯利恆天空上的一顆大星來到了耶穌基督誕生的卑微馬廄的故事。

「三國演義」描述劉備要去東吳迎娶孫權的妹妹時,諸葛亮送給了劉備三個禮物(錦囊妙計),第ㄧ個是當劉備到達東吳時,隨行的趙雲在民間大肆宣揚說劉備要迎娶孫權的妹妹了; 第二個是請趙雲向劉備說曹操欲報赤壁之仇,荊州危急 ; 第三個是在他們要逃離東吳時,請劉備向夫人求情,夫人便對東吳的追兵嚴辭斥罵,於是劉備安然回到了荊州,這就是周瑜「賠了夫人又折兵」的故事。

三天的時間看起來很短,其實也很長(只要你能體會「現在(present)」就是禮物的意思),例如:「我希望我們是只有三天生命的蝴蝶,因為這三天與妳在ㄧ起的時光使我能擁有比五十年虛度的光陰更多的快樂」(英國詩人濟慈) ,「第一天,我想要看人,...我希望久久地凝視我親愛的老師蘇利文女士的臉龐; 第二天,...我要透過藝術研究人的靈魂,繪畫中的瑰麗世界將完整的在我的面前展開; 第三天,...我要充分運用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺,為這個世界揭露給我的所有愉悅與美麗感到喜悅」(海倫凱勒「假如給我三天光明」)。

「平衡、代償、穩定狀態」是 Dr. Fine 送給我的三件禮物 ,我決定要用我一生(而不只是三天)的時間去體會它們。

「妳那冰冷的小手」

普契尼歌劇「波西米亞人」中的年輕詩人魯道夫在月光下握起前來借火的美麗少女咪咪的手說:「妳那冰冷的小手,讓我來溫暖它們」,最後咪咪卻死於魯道夫的懷中,據說普契尼在寫到最後一幕時,忍不住在半夜裏爬起來偷偷的哭泣。

臨床醫學中影響力排名第一的「新英格蘭醫學期刊」每ㄧ期都有臨床病理討論,裏面會先由臨床醫師分析與討論病情,他由病史、理學檢查、(血液、尿液、體液的)實驗診斷、放射線檢查等綜合評估以後,便由幾個鑑別診斷中,ㄧㄧ排除了比較不可能的診斷,然後選擇ㄧ個可能性最大的診斷,並分析本病人符合或不相容於此診斷的原因,最後才由病理科醫師宣布答案,因此每ㄧ個被選中要上台去討論的臨床醫師都很懼怕病理科醫師的宣判。

據說咪咪是死於有雷諾氏現象表現的自體免疫性疾病產生的肺部併發症,而雷諾氏現象是遇冷時肢端小動脈收縮所致的,因此才會有冰冷的小手。我在留學美國回來十年以後,有一次被選中要上台去討論ㄧ個臨床病理討論的病例,有趣的是為了增加討論的困難度,病理科醫師一般會故意不附上這ㄧ些病例診斷中最關鍵的幾個部分。當時我在經過ㄧ段抽絲剝繭的分析以後,最後的診斷是「(原發性)混合型冷凝球蛋白血症」,然後就接受現場所有人員的嚴格提問,尤其是病理科醫師犀利的問題,更是令人膽戰心驚,最後由台大的病理科教授宣布答案正是「(原發性)混合型冷凝球蛋白血症」,這時候全場終於響起了ㄧ片熱烈的掌聲。

混合型冷凝球蛋白血症可能是 「原發性」或續發於系統性紅斑性狼瘡、淋巴增生疾病等,但是最近發現原發性混合型冷凝球蛋白血症大部分都與慢性 C 型肝炎有關。病人的症狀有典型的三徵:(隆起的)紫斑、關節痛、倦怠無力,也可能有視網膜出血、動脈栓塞、肌肉痛、周邊神經炎、倦怠無力、慢性腎臟病、腹痛等,皮膚有血管炎、網狀青斑(紫青色網狀或樹枝狀紋路)、雷諾氏現象(遇冷時肢端皮膚發紫、發紅、發白,可能有陣發性疼痛或麻木,嚴重者甚至會變成潰瘍)、肢端發紺,檢驗有類風濕因子陽性、單克隆免疫球蛋白病、血清補體下降、蛋白尿、血尿(腎病症候群或腎炎症候群比較少見)等,腎臟切片則有膜性增生性腎絲球腎炎,可見這ㄧ個疾病真的是ㄧ個「偉大的模仿家」。要注意的是抽血測定冷凝球蛋白時試管不能放抗凝劑,而且血液試管必須要放在 37°C 的恆溫水浴中儘速送至檢驗室。

幸好現代醫學已經能有效的治癒 C 型肝炎以及其所併發的混合型冷凝球蛋白血症了,因此如果咪咪出生在今天,那麼她的小手就不會再冰冷了。

星星和珊瑚

我在當內科住院醫生第二年的時候,在 1983 年 11 月去台北市參加台灣腎臟醫學會的成立大會(亦即我是創始會員之ㄧ),並提出ㄧ個年輕女性因肌纖維異生性腎動脈狹窄引起腎血管性高血壓的病例報告。

肌纖維異生主要發生於小於 30 歲的年輕女性,外科手術或置放支架原則上是有好處的,除非有腎臟縮小、血清肌酸酐大於 3-4 mg/dL、持續許多年的高血壓、兩側腎動脈狹窄、心衰竭、慢性腎衰竭、明顯的動脈硬化等。

腎血管性高血壓是因為腎動脈狹窄所引起,但是腎動脈狹窄只有在引起顯著的血流動力學異常時才會造成腎血管性高血壓。因此其診斷的金標準是病人的血壓在腎動脈狹窄改善以後也跟著改善,但是臨床上ㄧ般都只是看放射學上腎動脈狹窄的程度大於 50-75%,以及血清腎素上升,或是有陽性的 captopril 核醫攝影檢查。腎動脈狹窄如果是單側,那麼兩側腎臟的大小會相差大於 1-1.5 公分(正常人左腎比右腎大 0.5 公分),如果是雙側,那麼兩側的腎臟都會縮小(這ㄧ些病人是使用 ACEI/ARB 的禁忌症)。

現代醫學建議針對下列病人篩選動脈硬化性腎血管性高血壓:大於 55 歲發作的嚴重高血壓或合併有腎衰竭、使用 ACEI/ARB 之後發生急性腎傷害、多次發作的正常收縮功能嚴重心衰竭等。以前的醫界認為外科手術或置放支架對於這ㄧ些病人是有好處的,可惜的是最近幾年的隨機對照臨床研究,包括: STAR,,ASTRAL(星星)以及目前全世界最大規模的 CORAL(珊瑚)都發現外科手術或置放支架並沒有比內科治療更好,但是由於這ㄧ些臨床研究已經排除了許多病人,因此並不能排除外科手術或置放支架對於某ㄧ些病人的好處。

「繁星點點的夜晚」(美國歌手唐·麥克林)是美麗的,珊瑚礁也是美麗的,她是海洋中的熱帶雨林,擁有高生產力和生物多樣性。澳洲在 1999 年有ㄧ個「全世界最棒的工作」,優勝者負責照顧充滿珊瑚的大堡礁,他每ㄧ天都可以和美麗的水族和魚類共游。可惜的是最近全世界的環境汙染造成了珊瑚礁的大量死亡和生態浩劫,許多專家都想盡辦法要改善現狀,但是沒有ㄧ種方法是有效的,就像外科手術或置放支架對於動脈硬化性腎血管性高血壓的治療效果ㄧ樣。

那麼下次當我們遇見動脈硬化性腎血管性高血壓的病人時,是否要內科治療或是外科手術、置放支架呢?答案就在星星和珊瑚那裏。

主任的問題

慢性腎衰竭的剩餘腎元不但完整,還會代償性肥大補償了一部分的腎功能,但是代償性肥大也付出了進行性腎衰竭的代價。既然代償性肥大要付出代價,為什麼腎臟還要代償呢?因為腎臟必需完成她的工作:排泄代謝廢物。這就好像希臘神話裡的巨人亞特拉斯(Atlas)被神明懲罰要永遠在世界最西處用頭和手頂住天;而西西弗斯(Sisyphus)則被懲罰要把一塊大石頭推到山上,但是當石頭推到山頂的時候都會再滾下來,他也只能無奈的重複同樣的動作。

我在當內科住院醫師時,有一次內科主任問我們說:「當一天和尚,撞一天鐘,是什麼意思?」,我說:「無奈」,有一位師兄說:「只能勉力撞吧!」,主任笑而不語。

以下是其他人的回答:「閒來無事不從容,睡覺東窗日已紅;萬物靜觀皆自得,四時佳興與人同。道通天地有形外,思入風雲變態中;富貴不淫貧賤樂,男兒到此是豪雄」(宋朝程顥),「人在江湖,身不由己」(古龍),「世界是一座舞台,每一個人都是演員」(莎士比亞),「總有ㄧ個人在操縱著木偶的繩子」(電影「戲夢人生」),「我並沒有被繩子牽著跑,因為我的心並不是木頭做的」(電影「軍中春宵」的歌「木偶之心」),「成功等於X + Y + Z,X 等於工作, Y 等於遊戲, Z 等於閉上你的嘴」(愛因斯坦),「幸福不是一切,人還有責任」 (卡謬),「不要問國家能為你做什麼,而要問你能為國家做什麼」(約翰.甘迺迪),「他不重,他是我的兄弟」(哈里斯合唱團),「讓它去吧」(披頭四)。

「這一個世界並沒有幸福與悲慘,所有的只是互相比較罷了。曾經有過極度悲傷的人最能體會極度的快樂,只有曾經有過瀕死經驗的人才能體會生命的快樂。親愛的孩子們,請永遠不要忘記人類所有的智慧都包含在兩個字裏面:等待與希望」(「基度山恩仇記」)

是「無奈」讓我們撞鐘,是「等待與希望」讓我們有持續下去的勇氣。

茶的滋味

「自由的滋味」這一本書描述台大政治系主任彭明敏教授於 1964 年提出「台灣自救宣言」被判刑之後,於 1970 年流亡海外二十餘年的故事。茶的滋味則是「女人就像茶包,只有當你把她泡在熱水時才能知道她的濃度」(美國小羅斯福總統夫人)。

血鈉濃度等於身體(可以交換的)總鈉、鉀量除以身體總水量,請注意分母是身體總水量而不是細胞外液量,因為鈉是有效的滲透壓,會使水分往細胞內外移動,亦即雖然鈉本身不移動,但是水分的移動卻造成鈉是影響身體總水量裏的血鈉。

腎臟的主要功能是製造尿液,而排泄溶質(主要是尿素和電解質)和水分是腎臟的主要功能之ㄧ,溶質廓清率(=尿量 x [Uosm/Posm])能評估溶質的排泄,純水廓清率(=尿量 x [1-Uosm/Posm])則能評估水的排泄。

腎臟利用尿液濃縮和尿液稀釋來調控水分的排泄,而正常人的尿量決定於喝水量:當我們水喝少的時候,血漿滲透壓會上升,因此抗利尿激素(ADH)會增加讓尿液濃縮;相反的當喝水過多的時候,血漿滲透壓會下降,因此 ADH 會降低讓尿液稀釋,如此我們不管喝水多少都能維持ㄧ個正常的血漿滲透壓。

但是尿崩症的病人尿液無法濃縮,抗利尿激素不適當分泌(SIADH)的病人尿液無法稀釋,嚴重腎衰竭的病人尿液既無法濃縮也無法稀釋(稱為等張尿),因此這ㄧ些病人的尿量決定於溶質攝取量。尿液無法稀釋(亦即尿液無法排泄純水,這是低血鈉大部分的原因)會造成低血鈉,尿液無法濃縮則會造成高血鈉。

我在美國留學時,有ㄧ次聽 Burton Rose (Uptodate 的主編)演講,他說在診斷低血鈉或高血鈉時用純水廓清率來評估純水的排泄是不恰當的,因為非電解質的滲透壓物質(例如: 尿素)並不是有效的滲透壓,因此不會影響血鈉濃度,但是用無電解質水廓清率(= 尿量 x [1-UNa+K/PNa])則能在血鈉異常時評估水的排泄。

尿素是尿液最多的溶質,但是「你們是地上的鹽,鹽如果失去了味道,還能用什麼來把它醃成鹹的呢?它再也沒有用處,只好被丟在外面,任人踐踏」(聖經):尿如果失去了鹽的味道,還能用什麼來評估血鈉異常呢?

血鈉就像茶包,只有當你把她用尿鹽評估時才能知道她的濃度。

診斷的藝術

• 至少列出三個鑑別診斷,並依據新的資訊動態調整其排序
• 列出不符合你最喜歡的診斷的證據
• 馬在叫,要想馬來了(而不是斑馬來了)
• 看起來像鴨子、叫起來像鴨子、走路像鴨子,那麼那就是鴨子
• 奧卡姆剃刀(選擇最簡單的解釋)
• 沙通法則(Sutton’s law): 「那裏有最多或最可能的問題,就從那裏下手」
• 看電視影集「豪斯醫生」
• 運用排除法排除不可能的診斷
• 不要做不能改變你的鑑別診斷的檢驗
• 要考慮先驗機率(該疾病在該人口的盛行率),然後用貝氏定理:後驗勝算= 先驗勝算 x 似然率《勝算=機率/(1-機率);陽性似然率=敏感性/(1-特異性),陽性似然率大於10 表示該檢驗有強烈診斷該疾病的能力;陰性似然率=(1-敏感性)/特異性,陰性似然率小於 0.1 表示該檢驗有強烈排除該疾病的能力》

低血鈉這件事

• 最常見的電解質代謝異常
• 最抽象的醫學觀念之一
• 最美麗(水)的醫學觀念
• 最複雜(也是最簡單)的醫學觀念之一
• Uptodate 年度搜尋排行榜的前幾名
• 讓腎臟科醫師愛上這一科的主要原因之一
• 讓其他科醫師討厭這一科的主要原因之一
• 讓腎臟科醫師走路有風的主要原因之一
• 讓醫學生害怕腎臟科的主要原因之一
• 某些醫生害怕數學的症狀之一

風車與巨人

台北市長柯文哲在談到世大運維安問題時說:「到處都有細菌,但是免疫系統要夠好」。

我在大學念微生物學時念到的微生物都是壞的(病原體):病毒(例如:感冒病毒、腸病毒等)、細菌(例如:葡萄球菌、鏈球菌、綠膿桿菌、結核菌等)、黴菌(例如:念珠菌、麴菌等),既然世界上有那麼多的微生物(細菌的生物質量大於世界上所有動植物質量的總和),當時的我對於為什麼我們能維持健康覺得很驚訝。

後來我念到了人類對於病原體的三層防衛機轉:第一層是物理屏障(例如:表皮、黏膜)和體液化學屏障(表皮、黏膜所分泌的抗菌素),如果病原體通過了這層障礙,那麼第二層的「先天性免疫系統」就會經由細胞(白血球、肥大細胞、吞噬細胞《巨噬細胞、中性粒細胞和樹突細胞》和自然殺手細胞)、細胞激素(淋巴因子、介白素、趨化因子)及其他方式產生迅速但非特異也不持久的反應。如果病原體逃過這一關,那麼第三層的「獲得性免疫系統」就會藉由認識非自我的外來抗原而施以特異且持久性的「免疫記憶」防禦。

「獲得性免疫」的一個例子是疫苗接種:英國的詹納醫生在鄉村行醫,當時歐洲流行天花,詹納注意到擠牛奶的女工多數都曾感染牛痘,但是很少患上天花,他便在 1796 年時為一名八歲男孩接種牛痘,之後詹納再替他接種天花,結果男孩完全沒有受到感染,這是世界上第一個疫苗接種。

「獲得性免疫」包括「細胞介導免疫」和「體液免疫」。病原體被抗原呈遞細胞(單核-巨噬細胞、樹突狀細胞、內皮細胞)吞噬以後細胞表面的 MHC 分子(HLA,自我的標誌)可以和外來抗原結合呈現給T 細胞和 B 細胞。「細胞介導免疫」是淋巴細胞中的 T 細胞(殺手 T 細胞、輔助 T 細胞、調節/抑制 T 細胞、記憶 T 細胞)認識抗原以後會殺死病原體。 「體液免疫」是 T 細胞活化 B 細胞,而 B 細胞也會認識抗原並變成生產抗體的漿細胞,特異性的抗體會與抗原形成免疫複合體並活化補體和吞噬細胞來殺死病原體。細胞激素中的趨化因子會吸引免疫細胞前來聚集以殺死病原體,這時候就會看見發炎(紅、腫、熱、痛)。適當的發炎可以殺死病原體並促進組織修復,但是過度及持久的發炎則會傷害組織並造成組織纖維化和失能。

「很少有研究分子生物的人不會對它的化學感到驚訝的,演化造成如此精妙的化學物質竟然能如此精確地完成最複雜與最細緻的工作。許多研究免疫有機化學和酵素或核酸晶體結構的人無不夢想能設計出具有類似功能的有機化合物」(美國人唐納德.克拉姆,1987 年諾貝爾化學獎得主)。

巴斯德(「最偉大的法國人」之一)發現細菌是發酵的主要原因,他首先倡導了疾病的細菌學說,並發明了「巴斯德滅菌法」(防止酒變酸)挽救了法國的葡萄酒工業。他說:「一瓶葡萄酒裏所含的哲學比世界上所有的書更多」、「我正在神秘現象的邊緣,而這一層面紗變得愈來愈薄了」、「一想到我們的生命將任由這一些看不見的微生物擺佈就令人感到害怕!唯一的安慰是我們只能希望科學在這一些小小的敵人面前不會覺得無助」、「我們不應該對微生物感到害怕,應該要害怕的是我們身體內自己的防衛系統不夠好」。

假設地球生命演化的歷史是 24 小時,那麼單細胞生物(細菌的祖先)是在第一秒出現,而人類的祖先則是在最後ㄧ秒出現。「微生物基因體」計畫則發現一個人體內的微生物數目是人類細胞數目的十倍以上,可見大部分的微生物都不是壞的,而是與我們共生的,例如:益生菌對健康有益,而正常人糞便中的細菌則能治療肥胖和抗生素造成的偽膜性腸炎。

美國環保運動家約翰·繆爾喜歡觀賞飛舞的昆蟲,牠們的翅膀在夕陽下看起來好像透明的銀色斑點一樣美麗:「所有上帝造的生物,不論是否危險或是野蠻,也不論大小,都喜歡玩遊戲:鯨魚和大象喜歡跳舞,而低鳴的蚊蚋和看不見的淘氣的微生物也從遊戲中找到了樂趣」:微生物既不是好人,也不是壞人,他們只是與我們共用同一個地球(生存和遊戲)罷了,我們實在不應該濫用抗生素。「如果你不喜歡細菌,那麼你就出生在錯誤的星球上了」(美國作家斯圖爾特·布蘭特)。

微生物和免疫系統的戰爭就像矛與盾的對決一樣:「需要兩個人才能爭吵,同樣的需要兩個生物才能生病:微生物和宿主」(卓別林),抗生素和化學殺菌劑雖然能殺死微生物,但是也會製造出抗藥性細菌。關於這一點巴斯德很早就提出警告了:「(無論我們用什麼方式殺菌)先生們!微生物擁有最終的決定權!」,電影「侏羅記公園」也說:「生命會為自己找出路!」。

「寂靜的春天」描述農藥 DDT 雖然殺死了昆蟲,使得農業大豐收,卻也破壞了生態系統,使得鳥和魚無法生存:「我們用農藥噴灑榆樹,隔年春天我們就聽不見知更鳥的叫聲了,這並不是因為我們直接噴灑了知更鳥,而是因為農藥的毒性一步一步地循著榆樹-蚯蚓-知更鳥這一條生物鍊累積」。抗生素和化學殺菌劑雖然殺死了微生物,卻也破壞了生態系統。例如:無症狀性菌尿症並不需要抗生素治療(除非懷孕),而大部分的急性腸胃炎也不需要抗生素治療。

「唐吉軻德」:「拉曼查有個地方,地名我不記得了。不久前這裡住著一位貴族,他的矛架上有支長矛,還有一面皮盾、一匹瘦馬和一隻獵兔狗」、「桑丘,你看!不遠的地方有好幾個怪異的巨人,它們毀滅了許多生命,我們必須跟它來場正義戰爭,讓它從這個世界上消失」、「你說那個白色的大物?那是用來研磨小麥的風車啊!」。

風車就是大多數無害的微生物,長矛就是抗生素和殺菌劑,我們千萬不要把風車看成巨人。

學習與修行

上課 vs. 自學
了解 vs. 覺悟
改善 vs. 蛻變
毛蟲 vs. 蝴蝶
蝌蚪 vs. 青蛙
成長 vs. 成熟
精確 vs. 模糊
複雜 vs. 簡單
方圓 vs. 碎形
黑白 vs. 灰階
顏料 vs. 色彩
漸悟 vs. 頓悟
模仿 vs. 原創
技術 vs. 藝術
照相 vs. 繪畫
規矩 vs. 變化
量變 vs. 質變
孔子 vs. 老子
執著 vs. 放下
秩序 vs. 混沌
工筆 vs. 寫意
科學 vs. 哲學
有招 vs. 無招
有形 vs. 無形
有心 vs. 無心
人工 vs. 自然
楷書 vs. 草書
有限 vs. 無限
知識 vs. 智慧
音符 vs. 音樂
聲音 vs. 旋律
食物 vs. 料理
文字 vs. 意義
真實 vs. 美麗
種子 vs. 開花
沙粒 vs. 珍珠
線性 vs. 非線性
飼料雞 vs. 土雞
吃桑葉 vs. 吐蠶絲
決定性 vs. 隨機性
金字塔 vs. 泰姬瑪哈陵
電子軌跡 vs. 量子跳躍
「計畫(名詞) vs. 計畫(動詞)」(艾森豪)

「發憤忘食,樂以忘憂,不知老之將至(孔子)」vs. 「閒來無事不從容(程顥),三更有夢書當枕(琦君)」

鑽石與珍珠

血鈉濃度等於身體(可交換)的總鈉、鉀量除以身體總水量,因此只有當身體中鈉與水的比率改變時才會有血鈉濃度的異常,其中低血鈉是最常見也最困難的電解質代謝異常,因此有許多學生念到哭了,幸好有一些「臨床珍珠」能幫助我們診斷及治療低血鈉。

低血鈉的病理生理學牽涉了鈉的代謝和水的代謝,這兩者就像孿生子一樣很像,而且有密切的相關,但是並不一樣:鈉的代謝和血量(或細胞外液量)的調節有關。當血量下降時,會刺激交感神經與血管活性因子讓血管收縮,同時會抑制利鈉因子讓尿鈉減少;相反的當血量上升時,會抑制交感神經與血管活性因子讓血管擴張,同時會刺激利鈉因子讓尿鈉增加。當身體總鈉量增加時,一定會有高血量與水腫;當身體總鈉量降低時,一定會有低血量。
但是單純鈉的代謝異常並不會造成低血鈉,只有當它合併有水的代謝異常時才會有低血鈉,例如:如果血量下降大於 5%,就會造成非滲透壓性的 ADH 分泌(身體為了維持血量,寧可犧牲滲透壓)而造成低血鈉。低血鈉只有三種原因:第一是身體總鈉量降低大於身體總水量的降低(低血量),此時有(適當的)非滲透壓性ADH 分泌(Uosm > 100 mOsm/kg,尿鈉 < 10 mEq/L)。第二是身體總鈉量不變而身體總水量增加(正常血量),此時有(不適當的)非滲透壓性 ADH 分泌(Uosm > 100 mOsm/kg,尿鈉 > 20 mEq/L,例如: SIADH)。第三是身體總鈉量增加小於身體總水量的增加(高血量與水腫),若是腎衰竭,則是因為腎衰竭造成等張尿(尿液既無法濃縮,也無法稀釋,Uosm = 300 mOsm/kg,尿鈉 > 20 mEq/L);若是心衰竭、腎病症候群、肝硬化,則有低有效血量(亦即低動脈血量)所造成的非滲透壓性 ADH 分泌(Uosm > 100 mOsm/kg,尿鈉 < 10 mEq/L)。可見絕大部分的低血鈉是因為尿液無法稀釋,亦即 Uosm > 100 mOsm/kg(低溶質攝取是少數的例外,此時的 Uosm < 100 mOsm/kg)。
水的代謝和滲透壓(或血鈉濃度)的調節有關:正常人的血鈉濃度(135-145 mEq/L) 在狹窄(+-2 mEq/l) 的範圍內變動,這和水的代謝有關:當血鈉下降大於 2 mEq/L (或 Posm 下降大於 4 mOsm/kg)時,就會抑制 ADH,在血鈉小於 135 mEq/L 時 ADH 甚至會立刻停止分泌,但是原來血液中的 ADH(半衰期 20 分鐘)在 80 分鐘以後才會消失讓尿液稀釋(亦即集尿小管不能吸水,此時的 Uosm < 100 mOsm/kg,這就是為什麼當我們喝水以後大約 80 分鐘以後才會想要尿尿的原因);相反的當血鈉上升大於 2 mEq/L (或 Posm 上升大於 4 mOsm/kg)時,就會刺激 ADH 分泌而立刻讓尿液濃縮,但是腎臟對於鈉和水代謝異常的代償在 2 天以後才會達到穩定狀態,亦即大於 2 天以上稱為慢性低血鈉(屬於大部分的低血鈉病人,而急性水中毒則少見)。
請注意以上的檢驗都是測定單次的尿液,而不是一天的尿液:慢性低血鈉病人的血鈉及一天的 Uosm 或是尿鈉都是穩定的,單次的尿液在正常人理論上則是不穩定的,因為Uosm 或是尿鈉會受到喝水量(亦即尿液濃度)或是吃鹽量的影響(這是腎臟的「量入為出」),但是因為大部分的低血鈉病人尿液無法稀釋(Uosm 不會受到喝水量的影響),因此單次的尿液Uosm 反而是穩定的。
至於尿鈉則是在低血量與低有效血量(尿鈉 < 10 mEq/L)時是穩定(不受到吃鹽量的影響)的,但是在正常血量或是腎衰竭時卻會受到吃鹽量的影響(低鹽飲食會讓尿鈉 < 10 mEq/L)。當然這只是許多醫生多年以來累積的床邊「拇指法則」,而不是科學,因為醫學的父親是科學,母親是藝術。

低血鈉的病理生理學是精確美麗的科學,就像鑽石一樣,床邊法則卻只是「臨床珍珠」罷了。美國女歌手瓊·貝茲說她和巴布.狄倫的愛情帶來的是「鑽石與鐵鏽」:水與鈉的愛情帶來的是鑽石與珍珠。「但是珍珠是眼淚呢!」「我不怕!而且眼淚也能既快樂又悲傷,事實上我最快樂的時光是當我的眼睛充滿眼淚的時候」(「清秀佳人(紅髮安妮)」)。

尿液緩衝劑

NH4+ 的 pKa 是 9,因此它不是細胞外液的理想緩衝劑,但是當髓質集尿小管的尿液被酸化至 6 時,管腔中的 NH3 濃度很低(只有 [NH4+ ]的 1/1000),很適合髓質集尿小管細胞(利用濃度差)分泌髓質中高濃度的 NH3 來緩衝細胞分泌的酸。

尿液的可滴定酸是 H2PO4^-,而非 NH4+,因為當加 NaOH 至尿液 pH 7.0 時,只有 H2PO4^- 能釋放 H 來緩衝NaOH (在 pH 7.0 時, [HPO4^-2] = [H2PO4^-],而[NH3]/[NH4+ ]= 1/100)。

酸鹼滴定

在試管中,用已知濃度的酸(或鹼)去滴定未知濃度的鹼(或酸),以指示劑變色當作「滴定終點」,再以滴定終點時,已知濃度的酸鹼去計算未知物的濃度。

用強鹼(NaOH) 滴定弱酸:HA + NaOH <-> NaA + H2O

當量點:酸鹼等濃度的點,此時 pH 的變化最大,當使用適當的指示劑時,當量點大約等於滴定終點。

半量點:鹼的濃度是酸濃度的一半,此時的緩衝力最大,因為此時的 HA 與其共軛鹼 (NaA)共同存在( [A] =[HA]),既能緩衝酸,也能緩衝鹼。

ACEI/ARB 治療後血清肌酸酐上升與心腎功能惡化有關

ACEI/ARB 治療後血清肌酸酐上升與心腎功能惡化有關(即使上升的幅度小於 30%):一個觀察性研究

以前幾個臨床試驗的觀察性研究(次級分析)卻發現ACEI/ARB 治療後血清肌酸酐上升的幅度小於 30% 能預測腎功能的改善。

這就是觀察性研究的缺點:結論是不確定的。

「不懂音樂的人生,是一個錯誤」(尼采)

不懂低血鈉的醫生,是一個錯誤。

不懂關心(care)的醫生,不會照顧(care)病人。
不把病人放在心上的醫生,不會放心。

不會讀書的醫生,不會讀心。

東西越給越少,關心越給越多。

了解(understand)就是「站在下面」:真正了解的人,不會高高在上。

用聽診器聽病人的心音,用心聽病人的心聲。

用手拿聽診器,用腳走萬里路,用心照顧病人。

醫師袍是白色的,問題是彩色的。

醫師哲學家

從表面上看起來,腎臟的功能不過是在製造尿液, 但是從深層看起來,其實腎臟是在製造哲學。
-美國生理學家 Homer W. Smith

當一個腎臟科醫師最重要的事情不是照顧腎臟,而是照顧生命。

腎臟誠可貴,生命價更高。

不僅要當一個醫師,更要當一個哲學家。

治療糖尿病的目標

治療糖尿病的目標不是血糖
治療高血壓的目標不是血壓
治療高血脂的目標不是血脂
治療肥胖的目標不是體重
治療蛋白尿的目標不是尿蛋白
治療 CKD 的目標不是腎功能

那麼目標是什麼呢?
是病人的健康!

病歷的寫法

1、流水帳
Page 1 – Admitted with chest pain likely myocardial infarction, treated with dual anti-platelet agents. Plan: troponin and in-patient angiogram.
Page 2 – New pyrexia, troponin negative, chest X-ray shows consolidation. Plan: antibiotics and consider CT scan.
Page 3 – CT scan shows evidence of cavitation likely TB. Plan: Bronchoscopy and triple therapy.
Page 4: Bronchoscopy shows malignant cells, likely lung cancer. Plan: Surgical referral.

2、最新整理過的的資訊
Chest pain due to cavitating lung cancer according to CT and bronchoscopy. No evidence of myocardial infarction or infection.

那ㄧ種比較好?

錫人的心

「臨床終點」是器官損傷、死亡、生活品質,「替代終點」是與「臨床終點」有相關的指標,例如:血壓、血糖、HbA1C、血脂、體重、腎功能、蛋白尿、心功能、肺功能、肝功能等,這一些檢查比較容易測量,也比較早出現,因此大部分的臨床試驗都是用「替代終點」當成主要的終點,但是「替代終點」對於「臨床終點」的預測價值是有限的。

因此現在美國的 FDA 規定所有糖尿病的臨床試驗都要用「臨床終點」(視網膜病變、神經病變、腎病變、心血管疾病、死亡等)當成試驗的終點。但是大部分腎臟病的臨床試驗仍然是用「替代終點」(腎功能、蛋白尿)而非「臨床終點」(洗腎或死亡)當成試驗的終點。

「綠野仙蹤」裏的錫人沒有心臟,但是當桃樂絲要離開他時,他哭了,於是奧茲國的巫師對他說:「一個人的心不是用你愛多少來衡量,而是用你被愛多少來衡量的」,一個人的預後不是用「替代終點」來衡量,而是用「臨床終點」來衡量的。

酸鹼平衡

HA <-> H + A
Ka = [H] [A]/ [HA]
pKa = - log(Ka)
[H] = Ka x  [HA]/ [A]
pH = - log([H]) = pKa + log([A]/[HA])
(Henderson–Hasselbalch equation)
當 pH 等於 pKa 時, [A] =[HA]

H + HCO3 <-> H2CO3 <-> CO2 + H2O (H2CO3 會經由 carbonic anhydrase 的催化立刻變成 CO2,可以忽略不計, 因此直接用 CO2,此時的pKa 稱為 pKa’ ,等於 6.1)。
pH = 6.1 + log([HCO3]/[pCO2 x 0.03])

在體液中,當 pH 接近緩衝劑的 pKa 時,緩衝力最大,因為此時 [A] =[HA],亦即 HA 與其共軛鹼共同存在。例如:CO2 的 pKa’ 是 6.1, H2PO4^- 的 pKa 是 7.2,因此都是細胞外液的理想緩衝劑,而且 HCO3 比 H2PO4^- 更重要,因為 HCO3/pCO2 系統是一個開放的系統(呼吸),這樣會大幅度地增加其緩衝的效力。

章魚 (TACO) 和小徑(TRALI)的區別

章魚住在水裏面,走小徑速度比較快

章魚 (TACO,心因性急性肺水腫) : 輸血後 6-12 小時發生,發生率 1-5%, 危險因子(心衰竭、腎衰竭、冠心症),血壓正常或增加,BNP 增加,心臟擴大,心功能異常,治療用利尿劑,預防用減緩輸血速度。

小徑(TRALI,非心因性急性肺水腫):輸血後 6 小時內發生,發生率 0.1%,血壓正常或下降,支持性治療,診斷需要先排除其他的疾病。