「兩個相打弄破鼎」

量子力學是迄今預測微觀世界最成功的科學理論，但是大家對於它對現實世界的詮釋卻沒有共識。例如：它說測量會影響現實，亦即並沒有一個獨立於觀察者的客觀世界，愛因斯坦不以為然地說：「當你不看月亮時，它還在那裡嗎？」。

我在剛結束成功嶺大專集訓時，回母校附設醫院當內科住院醫師，外表看起來就是一個理著小平頭的菜鳥醫生。有ㄧ次遇見一位嚴重高陰離子隙代謝性酸中毒（MAC）的病人，懷疑是乳酸中毒，主治醫師教我用重碳酸治療。隔天晨會時，另外一位主治醫師卻說用重碳酸治療乳酸中毒是無效的，總之是「公說公有理，婆說婆有理」。

目前大部分的教科書都說用重碳酸治療 MAC 的適應症是 pH < 7.2 合併腹瀉、腎小管性酸中毒、慢性腎臟病、急性腎衰竭、高血鉀、迴腸造口術、膽汁引流、高陰離子隙藥毒物中毒（聚乙二醇, aspirin, 甲醇）等。重碳酸治療無效的是糖尿病酮酸中毒（DKA，雖然許多醫生在 pH < 6.9-7.1 時仍然會用）、心肺復甦術等。至於重碳酸治療是否有效仍有爭論的是敗血症、乳酸中毒。

針對嚴重 MAC（pH ≤ 7.2，PaCO2 < 45 mmHg, HCO3≤ 20 mEq/L）的 ICU 病人（61% 敗血症、83% 使用呼吸器、80% 使用升壓劑、88% 有血清乳酸大於 2 mmol/L、47% 有 AKIN 2-3 AKI），2018 年的開放式（沒有盲性）隨機分配對照臨床試驗 BICAR-ICU（N = 389）發現重碳酸（治療目標是 pH ≥ 7.3）不能改善主要終點：28 天存活率、7 天內有器官衰竭（SOFA ≥ 3）。雖然次群分析發現重碳酸能改善 AKI（AKIN 2-3）病人的主要終點。針對次要終點，重碳酸能減少洗腎。副作用是高血鈉、低血鈣、代謝性鹼中毒。

BICAR-ICU 的排除條件是 CKD4-5、洗腎、某些代謝性酸中毒（急性腹瀉、DKA、高陰離子隙藥毒物中毒、腎小管性酸中毒、迴腸造口術、膽汁引流）。

本試驗的統計檢定力（0.8）是假設重碳酸能降低主要終點 15% 時需要 376 人。但是針對次要終點、次群分析的統計檢定力大部分都是小於 0.5 的，而低統計檢定力（小於 0.5）的研究會有 M 型錯誤（高估效果量），而且當主要終點無效時，次要終點有效的結論就是不可靠的。因此主要終點的結論（不能證明重碳酸有效）是可靠的，次要終點的結論（重碳酸能減少洗腎）和次群分析的結論（重碳酸對 AKI 的病人有效）則是不可靠的，只能當成將來臨床試驗的主要終點。

專家對 BICAR-ICU 的反應是「一個事實，各自解釋」。有一派認為重碳酸可能可以用來治療重症病人的嚴重 MAC，尤其是有 AKI 的病人，而且可能可以減少洗腎，因為有 24% 的對照組病人有接受重碳酸治療，因此可能會降低兩組間治療效果的差異，而且其效果的差異（-5.5%，95% 信賴區間 -15.2%～4.2%）還是比較傾向有效的一邊。有一派認為實證醫學並沒有證明重碳酸治療有效，雖然統計學上「沒有證明有效，並不等於證明無效」。

那麼用重碳酸治療敗血症、乳酸中毒病人的嚴重 MAC 是否有效呢？我們的答案是「不知道」：「花園裏或許有小仙女，我們雖然沒有她們存在的証據，但是也沒有她們不存在的証據，因此我們應該要採取ㄧ種無知的態度」(理查·道金斯：「真實世界的魔術-什麼才是真的？」）。

「阿公仔要煮鹹，阿嬤要煮淡，兩個相打弄破鼎」(「天黑黑」)：兩個醫師，一個要用重碳酸，一個不要用重碳酸，兩個相打弄破鼎。

只有一個新的、大規模的臨床試驗能阻止他們繼續打架。

「一點點鄉村樂，一點點搖滾樂」

有一名病人因為嚴重嘔吐及起立性頭暈而入院，血鈉 136 mEq/L，血鉀 3.6 mEq/L，檢驗有代謝性鹼中毒，尿鈉 25 mEq/L，尿氯 11 mEq/L，住院醫師覺得很困惑。

他說：「教科書說血鈉小於 135 mEq/L 稱為低血鈉，血鉀小於 3.5 mEq/L 稱為低血鉀，尿氯小於 10 mEq/L 代表生理鹽水治療有效，那麼這位病人是否有低血鈉、低血鉀，以及生理鹽水治療是否有效呢？」我說：「如果是考試，那麼答案全部是否定的；如果是病人，那麼答案全部是肯定的。教科書沒有錯，病人更不可能錯，錯的是你的推理」。

邏輯教我們凡事只有兩種可能性：是與非、黑與白，以及「斯斯有兩種」（廣告）。教科書是黑白（明確）的，現實世界卻是彩色（模糊、或然率）的：很熱、有一點熱；很冷、有一點冷。血鈉 136 mEq/L 跟 134 mEq/L、血鉀 3.6 mEq/L 跟 3.4 mEq/L、尿氯 11 mEq/L 跟 9 mEq/L 的相差其實是在檢驗的誤差範圍內。

美國的拉特飛‧扎德於 1965 年創立了「模糊理論」（他說：「我的水晶球是模糊的」），如今應用在傻瓜相機的自動對焦裝置、洗衣機的流水量控制器、冷氣機的溫度調節、地下鐵的全自動駕駛系統、氣象預報、客戶喜好的預測、垃圾電子郵件的篩選、人工智慧、醫學診斷等領域。難怪（與牛頓同時發明微積分的）萊布尼茨說：「大自然不喜歡跳躍」。

代謝性鹼中毒時，血液重碳酸增加，超過腎小管（近端吸收 85%，亨利氏環粗上行支吸收 10%，集尿小管吸收 4%）的吸收能力，腎小管管腔中的重碳酸（帶負電）抑制了鈉（帶正電）的吸收，但是尿氯（帶負電）不受影響，因此低血量只能用尿氯評估。尿氯小於 10-25 mEq/L 代表生理鹽水治療有效，尿氯大於 25-40 mEq/L 代表無效。

在其他的情形下，尿鈉 < 10-25 mEq/L 代表有效血液容量（動脈血液容量）不足。例外：利尿劑、極度低鹽（每天小於 1-2 公克）飲食、腎臟病（急性腎絲球腎炎、急性腎間質腎炎、嚴重慢性腎臟病、兩側腎動脈狹窄）、敗血症、泌尿道阻塞、肌紅素尿、血紅素尿、藥物（X 光對比劑、 CNI）、移植腎的急性排斥。

「我帶有一些鄉村音樂的氣習，而我有一點點的搖滾味，我不知道這樣是好還是不好，但我知道我很喜歡這樣」（奧斯蒙兄妹：「一點點鄉村樂，一點點搖滾樂」）。

「南朝四百八十寺，多少樓台煙雨中」（杜牧）和「霧來了，踏著小貓的碎步。他弓起腰蹲著，靜靜地俯視海灣和城市，又往前方飄遠」（美國詩人卡爾·桑德堡的詩，馮至譯）令人想起美麗的風景，因為模糊是美麗的。

醫學診斷是模糊的，就像是戴著面紗的阿拉伯女人和白居易「琵琶行」中「猶抱琵琶半遮面」的歌女一樣。

年輕的悸動

我在當住院醫生的時候，有ㄧ次遇見ㄧ位因為嚴重低血鉀併發急性呼吸衰竭的中年婦女，她有正常陰離子隙代謝性酸中毒。在她經過治療改善以後，主治醫生叫我幫她做了酸負荷（NH4Cl）和重碳酸負荷試驗，結果發現是不完全性遠端腎小管酸中毒。

有一天晚上我在值班時，在床邊跟她懇談了很久之後才發現原來她有眼乾和口乾的症狀（這一些症狀並非常規的病史詢問，而病人也沒有主動告知）。後來她的淚水（Shirmer）試驗陽性，唾液腺切片檢查有淋巴球浸潤，腎臟切片檢查也有腎小管間質的淋巴球浸潤，結果診斷是乾燥症（謝格連症候群），這個偶然的病例讓我對腎臟科產生了莫大的興趣。

鉀是身體中第二多的陽離子（僅次於鈣），也是細胞內最多的陽離子。大部分的鉀都在細胞內（88% 在肌肉，6% 在紅血球，6% 在肝臟），細胞外只佔了 2%。

鉀會在細胞內外迅速移動（胰島素、酸鹼度、β2 促效劑會讓鉀進入細胞內），低血鉀或代謝性酸中毒會讓鉀跑到細胞外，高血鉀或代謝性鹼中毒會讓鉀跑到細胞內。因此血鉀濃度並不能真正反應身體的鉀含量。

鉀的代謝會影響酸鹼平衡，反之酸鹼平衡也會影響鉀的代謝：某些代謝性酸中毒會增加血鉀，代謝型鹼中毒會降低血鉀。

我們每天平均吃 100 mEq 的鉀，其中 10 mEq 由糞便排出，吸收的鉀在細胞外液立刻進入細胞內，在數小時後才由尿液排泄 90 mEq。一般說來，腎臟排泄鉀的能力比保留鉀的能力更強，因此低血鉀比高血鉀更常見。

腎小管的底側膜上有 Na-K-ATPase，（靠能量）主動把鉀打入細胞內，把鈉打出細胞外，因此細胞內有低的鈉和高的鉀濃度，細胞內低的鈉濃度能促進管腔膜上的鈉通道吸收鈉，同時促進管腔膜上的運輸器功能，稱為「續發性主動運輸」。而亨利氏環粗上行支（TAL）和醛固酮敏感性遠端腎元（ASDN：遠端腎小管《DCT》的後半段 DCT2 和集尿小管《CD》：聯接小管 CNT、皮質 CCD ，外髓質 OMCD，內髓質 IMCD）都是利用細胞內的高鉀濃度來分泌鉀。近端腎小管（PT）及 TAL 吸收鈉會促進鉀的吸收，相反地 ASDN 吸收鈉則會促進鉀的分泌。

腎絲球超過濾的鉀被 PT 的 S2-S3 段（S1 吸收鈉造成 S1 管腔的負電位，S1 吸收鈉和水造成 S2-S3 管腔的鉀濃度上升，ROMK 分泌鉀造成 S2-S3 管腔的正電位）經由旁細胞路徑被動吸收 65%，而被 TAL 經由 Na-K-2Cl（NKCC2）吸收 25%，管腔膜上的 ROMK 則會分泌一些鉀，造成管腔的正電位以及旁細胞路徑被動吸收一些鉀，最後 ASDN 主動分泌鉀讓腎絲球超過濾鉀的 15% 被尿液排泄。

高血鉀會刺激腎上腺皮質分泌醛固酮，當醛固酮結合到 ASDN 基側膜上的受器（MR）時，ASDN 主細胞管腔膜上的鉀通道 ROMK 會經由電位差（DCT2 與 CCD 的管腔都有負電位）而分泌鉀，大鉀通道（BK）則會經由濃度差而分泌鉀，亦即影響尿鉀排泄的因素是遠端腎元的流量、電位、醛固酮。CD 閏細胞的管腔膜上也有 H-K-ATPase，在缺鉀時能吸收鉀並分泌氫。

低血鉀的症狀是肌肉無力、橫紋肌溶解、呼吸衰竭、抽筋、便秘、腸阻塞、多尿、心電圖有 U 波、心律不整、心衰竭等。

低血鉀的原因是細胞內移動：週期性麻痹（可能與遺傳、甲狀腺機能亢進有關）、β2 促效劑（支氣管擴張劑）、胰島素、theophylline；胃腸流失：攝取不足、嘔吐（數天內因為代謝性鹼中毒，重碳酸超過 PT 能吸收的量而促進 ASDN 分泌鉀）、腹瀉；腎臟流失：利尿劑（除了保鉀利尿劑以外）、鎂缺乏、原發性高醛固酮症、甘草（類似醛固酮的效果）、類固醇、腎小管酸中毒、巴特氏症候群、吉特曼症候群、范康尼氏症候群、李德爾氏症候群等。

現在每當我遇見低血鉀合併正常陰離子隙代謝性酸中毒的病人時，我都會立刻想到這個病人，以及年輕的悸動。

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。

「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。

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(磷酸氫根 HPO4，磷酸二氫根 H2PO4)、蛋白質。酸鹼失衡時，細胞外緩衝劑的代償在幾分鐘內， 細胞內緩衝劑在 2 小時內，呼吸在數小時內，腎臟在數天內完成。

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（0.8-1.45 mmol/L）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。

「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。

「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。

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。

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。

「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。

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)。

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。

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」。

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。

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)。

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。

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」。

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」。

「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。