人生沒有用不到的經歷

Ketoacidosis(酮酸中毒)在臨床上常見於某些人不知自己有糖尿病或有糖尿病卻不治療，一發病就出現昏迷狀態。糖尿病人因缺乏胰島素或無法有效利用胰島素，無法利用葡萄糖，因此會以脂肪酸氧化作為能量來源，由於Acetyl-CoA過量而產生酮酸。有一位國醫學弟問：酮酸在書本上寫Acetoacetate與b-hydroxybutyrate，兩者都是帶Carboxylate的陰離子，是弱鹼性，體液的pH=7.4，酮酸根離子為何會造成酮酸中毒(Ketoacidosis)？

Acetoacetate 與b-hydroxybutyrate帶負電荷，在分析化學及有機化學的觀念上是鹼性，但在人體中，一個帶負電荷的酮酸根離子必定有一個正電荷的離子與之共存達成電中性。體液中的正電荷的離子(Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺等)有一定的量，當Acetoacetate與b-hydroxybutyrate增加過頭(不是一天造成的！當人體無法利用葡萄糖時，利用脂肪酸氧化所產生的Acetyl-CoA量是很驚人的)，體液中的正電荷離子不再能提供足夠的正電荷給Acetoacetate與b-hydroxybutyrate，於是Acetoacetate與b-hydroxybutyrate便會慢慢自水分子中搶「H⁺」~ keep「acetoacetate^- + H⁺」and「b-hydroxybutyrate^-+ H⁺」 in the body：

 

如上圖所示，酮酸根離子搶走「H⁺」，多出來的「OH^-」以「HCO₃^-」方式存在血液中。酮酸根離子累積越多，搶走正電荷(Na⁺、K⁺ 等)也越多，最後必須從水分子(H₂O)搶走大量的H⁺，產生大量的HCO₃^-。在高「酮酸根^-」的累積下，HCO₃^-必須從腎臟排出去，並減少Cl^- 從腎臟排出做為交換(高血氯-Hyperchloremia是有機酸中毒常見的現象)。雖然「酮酸根^-」也會從腎臟排出，但血中累積量實在太多，體液終因Acetoacetic acid 與b-hydroxybutyric acid累積過多無法自腎臟排出而酸化。即使酮酸中毒發生，病人已經昏迷，血中的pH仍是弱鹼性，例如pH=7.2 (血液正常pH=7.4)。