[Nephrology] Distal RTA와 nonRTA-induced hyperchloremic metabolic acidosis 구분 : UAG, UOG
https://blog.naver.com/sjloveu2/222052476035
이전 블로그 글 (↑)과 이번 블로그 글 (↓)을 천천히 읽어 보시면 renal tubular acidosis를 이해하는데 도움이 많이 될 것 같습니다.
이번 블로그 글은 renal tubular acidosis 진단과 그 아형인 RTA type 1과 type 2 구분, 그리고 설사와 같은 다른 기전에 의한 저칼륨혈증, 정상 음이온차 대사성 산증과의 차이를 아는 것입니다. Type 4 RTA는 hyperkalemia를 나타내므로 hypokalemia, metabolic acidosis를 나타내는 type 1, type 2 RTA와는 구분이 됩니다.
Type 1, type 2 RTA는 normal anion gap hypercholemic metabolic acidosis, hypokalemia를 나타냅니다.
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Distal RTA 또는 proximal RTA의 존재는 설명되지 않는 normal anion gap (hyperchloremic) metabolic acidosis를 보이는 모든 환자에서 고려되어야 합니다. 호흡성 알칼리증에 대한 보상기전으로 대사성 보상이 생기는 경우에는 normal anion gap metabolic acidosis에서 보이는 것과 동일한 전해질 양상을 나타냅니다. 따라서 혈청 bicarbonate가 감소되어 있고 chloride 농도가 상승된 환자에서 첫 번째 단계는 blood pH를 측정함으로서 대사성 산증이 있는지 확인하는 것입니다. pH가 올라간 호흡성 알칼리증에 대한 보상 기전으로 발생한 대사성 보상인지 아니면 pH가 내려간 대사성 산증인지 확인하는 것이 중요합니다. Normal anion gap acidosis가 확인되면 RTA보다는 다른 여러 질환들을 고려합니다. 이것들로는 bicarbonate 또는 잠재적 bicarbonate (예, lactate, acetate, butyrate [이것들은 bicarbonate로 대사될 수 있습니다])의 소실 [설사로 인하여 대변 내 소실, malfunctioning urinary bladder reconstruction 또는 diversion으로 대변 내 소실, ketoacidosis로부터 회복, toluene inhalation]을 들 수 있습니다.
따라서 normal anion gap metabolic acidosis가 있고 RTA 진단 가능성이 있는 환자에서 다음으로 필요한 것은 urine pH와 urinary ammonium excreation을 측정하는 것입니다. |
Major causes of metabolic acidosis according to mechanism and anion gap
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Mechanism of acidosis |
Increased AG |
Normal AG |
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Increased acid production |
Lactic acidosis |
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Ketoacidosis |
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Diabetes mellitus |
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Starvation |
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Alcohol associated |
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Ingestions |
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Methanol |
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Ethylene glycol |
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Aspirin |
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Toluene (if early or if kidney function is impaired) |
Toluene ingestion (if late and if renal function is preserved; due to excretion of sodium and potassium hippurate in the urine) |
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Diethylene glycol |
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Propylene glycol |
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D-lactic acidosis |
A component of non-AG metabolic acidosis may coexist due to urinary excretion of D-lactate as Na and K salts (which represents potential HCO3) |
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Pyroglutamic acid (5-oxoproline) |
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Loss of bicarbonate or bicarbonate precursors |
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Diarrhea or other intestinal losses (eg, tube drainage) |
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Type 2 (proximal) RTA |
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Posttreatment of ketoacidosis |
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Carbonic anhydrase inhibitors |
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Ureteral diversion (eg, ileal loop) |
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Decreased renal acid excretion |
Chronic kidney disease |
Chronic kidney disease and tubular dysfunction (but relatively preserved glomerular filtration rate) |
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Type 1 (distal) RTA |
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Type 4 RTA (hypoaldosteronism) |
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정상 콩팥 기능과 정상 renal acidification 기전을 갖는 환자라면 대사성 산증이 생긴 경우 보통 urine pH < 5.3 미만으로 유지시킵니다. 이 일반 원칙의 예외가 이전 블로그에서 언급하였던 설사 환자에서 보일 수 있는 저칼륨혈증이 있는 만성 대사성 산증의 경우입니다. https://blog.naver.com/sjloveu2/222052476035 이 환자들에서 (저칼륨혈증이 있으므로) 칼륨은 세포 밖으로 이동하고 hydrogen과 sodium은 세포 안으로 이동합니다. 신장에서 이 결과로 intracellular acidosis는 hydrogen secretion과 ammonia production 모두를 자극합니다. Tubular lumen에 있는 NH3 (암모니아)는 hydrogen과 결합하여 ammonium (NH4+)를 형성합니다. Lumen의 free hydrogen ion concentration 감소는 urine pH를 올립니다. 산증의 chronicity와 저칼륨혈증의 정도에 따라 urine pH는 5.5보다 높을 수 있고, 이로 인하여 RTA로 진단을 잘못 내릴 수 있습니다. Urine pH는 또한 urinary ammonium excretion이 증가된 톨루엔 흡입 환자에서 5.5보다 높을 수 있습니다 (normal anion gap). 대부분의 distal RTA의 경우에, urine pH는 지속적으로 5.5보다 높고 이것은 일차적인 distal acidification의 결함을 반영합니다. 따라서 urine pH가 5.5보다 낮으면 distal RTA를 배제합니다 (그러나 proximal RTA를 배제하지는 않습니다). 그러나 urine pH는 distal RTA가 있는 일부 환자 (한 연구에서 17명 중에 2명)에서 5.5보다 낮을 수 있습니다. 지속적으로 urine pH가 상승된 distal RTA와 달리, proximal bicarbonate reabsorption이 감소된 proximal RTA의 urine pH 값은 다양합니다. 만일 prox. RTA 환자가 alkali로 치료받으면 urine pH는 부적합하게 상승합니다. Alkali는 혈청 bacarbonate 농도를 상승시키고 감소된 proximal reabsorptive capacity를 넘어서는 여과된 bicarbonate load를 만들어 냅니다. 이것은 가장 일반적으로 alkali가 이 질환의 진단 또는 치료를 위해 투약될 때 발생합니다. 반대로 일반 혈청 bicarbonate 농도가 충분히 떨어져서 모든 여과된 bicarbonate가 재흡수 될 수 있고 distal nephron이 정상적으로 기능을 하면 urine PH를 5.3 미만으로 감소시킬 수 있습니다. 이러한 치료받지 않은 환자들은 대사성 산증이 있으나 하루 산 부하 (acid load)를 배설할 수 있고 acid-base balance 상태에 있습니다. Normal anion gap metabolic acidosis로 내원한 환자에서 몇 가지 시나리오가 RTA 존재를 잘못 시사하는 urine pH 상승을 만들 수 있습니다.
㉠ 보통 저칼륨혈증을 동반한 만성 대사성 산증은 현저하게 신장의 ammonium 배설을 증가시키고 urine pH를 5.5 이상으로 올립니다. ㉡ Urea-splitting organism에 의한 UTI는 urine pH를 올립니다. 왜냐하면 urea는 ammonia와 bicarbonate로 변환되기 때문입니다. 따라서 urine pH 평가를 할 때는 urinalysis (필요한 경우는 culture)도 시행해야 합니다. ㉢ 심한 체액 결핍 (간접적이고 가역적으로 distal sodium delivery를 줄임으로서 hydrogen ion secretion을 제한합니다)은 urine acidification은 손상시킬 수 있습니다. 따라서 부적절하게 높은 urine pH의 믿을만한 해석을 위해서는 urine Na 농도 > 25 mEq/L를 필요로 합니다. |
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정상 음이온차 산증 환자에서 urine pH > 5.5는 diatal RTA의 특징입니다. 그러나 위에서 언급하였듯이 그것은 설사 또는 톨루엔 흡입과 같은 질환의 결과로서 normal anion gap metabolic acidosis, hypokalemia, 증가된 urinary ammonium excretion이 있는 환자에서 발생할 수 있습니다. 반대로 distal RTA에서는 urine ammonium excretion이 감소되어 있습니다 따라서 urine ammonium concentration을 직접 측정하던지 간접 평가하던지 이것을 알면 올바른 진단을 하는데 도움이 됩니다. Urinary ammonium 농도는 대부분 병원에서 직접 측정할 수 없습니다. 그러나 urine anion gap 또는 urine osmolal gap을 계산함으로서 urine ammmonium을 간접 평가할 수 있습니다. Ammonium excretion을 평가하는 것은 proximal RTA 환자에서 유용하지 않습니다. 위에서 언급하였듯이 치료받지 않은 환자들은 bicarbonate wasting이 중단되었기 때문에 lower-than-normal serum bicarbonate 농도에서 acid-base balance를 유지하고 있습니다. 이 환자들은 정상 양의 ammonium을 배설할 것입니다. Alkali로 치료받은 환자들은 bicarbonate wasting으로 인하여 urine pH > 5.5를 갖습니다. |
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일단 RTA 진단이 이루어지면, distal RTA와 proximal RTA를 서로 구분해야 합니다. Distal RTA에서는 daily acid load를 배설할 수 없습니다. Alkali therapy가 없다면, 이것은 점진적인 hydrogen ion retention을 초래합니다. 혈청 bicarbonate 농도는 보통 10 mEq/L보다 큰 수치에서 안정화됩니다. Distal RTA 진단을 위해서는 urine pH는 지속적으로 > 5.5이어야 하고 urine sodium 농도는 25 mEq/L보다 커야하며 urine ammonium excretion이 감소되어야 합니다. 왜냐하면 낮은 수치의 urine sodium은 RTA가 없음에도 distal acidification을 방해할 수 있기 때문입니다. Urine ammonium 농도는 urine anion gap 또는 urine osmolal gap를 계산함으로 평가될 수 있습니다. Urine anion gap은 어떠한 상황 (저혈량, hippurate 또는 ketoacid anions과 같은 unmeasured anions의 높은 소변 배설)에서 잘못된 결과를 낼 수 있으므로 urine osmolal gap이 일반적으로 urinary ammonium excretion의 더 나은 평가를 제공합니다. Proximal RTA는 proximal tubule에 여과된 bicarbonate를 재흡하는 능력이 감소된 것이 원인입니다. 결과적으로 혈청 bicarbonate 농도가 감소된 bicarbonate 재흡수 역치보다 상승할 때 bicarbonate wasting이 발생합니다. 좀 더 distal renal tubule segment는 상당한 bicarbonate 재흡수 능력이 있으나 proximal tubule의 기능을 대체할 수 없습니다. 치료받지 않은 proximal RTA 환자의 혈청 bicarbonate 농도는 보통 12-20 mEq/L입니다. 혈청 bicarbonate가 낮을 때, 여과된 대부분의 bicarbonate는 재흡수 될 수 있고, distal acidification은 이 때 정상적으로 작동합니다. 이 때 urine pH는 환자의 식사에 적절할 것입니다. Acid load 이후에 urine pH는 정상적으로 5.3 미만으로 줄어들 수 있습니다. Proximal RTA는 bicarbonate reabsorption의 단독 결핍 또는 phosphate, glucose, uric acid, amino acids의 손상된 재흡수과 관련하여 (Fanconi syndrome라고 불림) 발생할 수 있습니다. 이와 같은 환자들은 hypophosphatemia, renal glucosuria (glucosuria with a normal serum glucose concentration), hypouricemia, aminoaciduria을 나타낼 수 있습니다. 이 특징들은 distal RTA에서 발견되지 않습니다. Proximal RTA 진단은 혈청 bicarbonate 농도를 정상으로 (18 - 20 mEq/L) 높임으로서 (IV sodium biccarbonate) 이루어질 수 있습니다. 일단 bicarbonate에 대한 재흡수 역치를 넘어서면 초기에 산일지라도 urine pH는 빠르게 상승할 것입니다. 그 결과 urine pH는 > 7.5이고 fractional excretion of bicarbonate (FEHCO3)는 15-20 %를 넘을 것입니다. UHCO3 x SCr FEHCO3 = ————————— x 100 SHCO3 x UCr 반대로, distal RTA 환자에서 혈청 bicarbonate concentration를 18-20 mEq/L로 높이면 bicarbonate 배설에 영향이 거의 없습니다. 왜냐하면 proximal reabsorptive capacity에 결함이 없기 때문입니다. 그 결과 urine pH는 안정적으로 유지될 것이며 (비록 상승할지라도) fractional excretion of bicarbonate는 3 % 미만으로 유지될 것입니다. |
REF. UpToDate 2020.08.06
