深入了解電解質（2）Electrolytes in Depth（2） (難度: ★★★★)
重溫：
離子是具有電荷的原子（Atom）。許多正常物質在人體中以離子的形式存在。電解質（Electrolytes）就是指在溶液中以離子形式存在的物質。電解質可以是帶正電荷（Positive charge）的陽離子（Cations ）或帶負電荷（Negative charge）的陰離子（Anions）。由於電解質有很多種，這次第2篇會為大家介紹 Ca+，PO4- ，Mg2+，及HCO3-。
鈣Calcium （Ca+）
鈣是一個很重要的電解質，具有多個重要功能，不但與細胞內外（Intracellular/ Extracellular）的功能相關，並且是骨骼的主要組成部分。與磷（Phosphate）一樣，大部分的鈣都存在於骨中，只有1％存在於細胞外液（ECF- Extracellular Fluid）中。
血清中的鈣離子（Ca+）可以是游離的（Free/ Ionized），也可以與其他物質結合，例如與白蛋白（Albumin）或陰離子（Anion），例如磷（PO4-）結合。只有「游離」鈣是具有生物活性的（Biologically Active），並參與心臟和肌肉收縮，這通常稱為「游離鈣」（Ionized Calcium）。「游離鈣」約占血清中總鈣（Total Calcium）的一半。平日驗血報告所顯示的 “Ca” 是指總鈣， 事實上測量「游離鈣」水平比測量總鈣水平更有用，因為「游離鈣」不受白蛋白（Albumin）水平的影響，而且由於具有生物活性，更能解釋患者的症狀是否與鈣的失衡相關。
副甲狀腺激素（Parathyroid Hormone）和降鈣素（Calcitonin）都有份參與維持鈣的平衡；活性維生素D－鈣三醇（Calcitriol）通過腸道負責吸收鈣；而腎臟則負責鈣排泄（Excretion）。因此，血鈣水平可能會受到營養（Nutrition）、內分泌疾病（Endocrine Diseases）、腎臟疾病（Kidney Disease）和腫瘤（Tumours）等情況影響。
高血鈣Hypercalcaemia （Ca+⬆️）
由於鈣有份負責心臟和肌肉收縮，並由腎臟負責排泄，因此高血鈣可以導致急性腎損傷（AKI- Acute Kidney Injury），有時還可能引起心律不正（Arrhythmias）。最常見的高血鈣原因是腫瘤。高血鈣症可以出現在各種腫瘤中，包括淋巴癌（Lymphoma）、肛門囊腺癌（Anal Sac Adenocarcinoma）和多發性骨髓癌（Multiple Myeloma）。高血鈣還可能與腎功能衰竭、甲狀旁腺功能亢進（Hyperparathyoidism）、腎上腺皮質功能低下（Hypoadrenocorticism- Addison’s Syndrome）和維生素D中毒（Vitamin D Toxicity）有關。
低血鈣Hypocalcaemia （Ca+⬇️）
低血鈣的原因包括子癇症（Eclampsia）、胰臟炎（Pancreatitis）、乙二醇中毒（Ethylene Glycol Toxicity）、糖尿酮酸中毒（Diabetic Ketoacidosis）、甲狀旁腺功能低下症（Hypoparathyoidism）、切除甲狀腺（Thyroidectomy）等，都可欲導致低血鈣。低血鈣會增加神經和肌肉的興奮性，因此低血鈣的臨床症狀包括肌肉顫抖（Muscle Tremors）、癲癇發作（Seizures）、抽搐和心跳過快（Tachycardia），嚴重的低血鈣會導致呼吸停止和死亡。
如果懷疑病人有高血鈣或低血鈣的情況，應該盡快進行「游離鈣」的水平評估。而處理血液樣本時都要小心，因為當血液暴露在空氣中有可能會影響「游離鈣」水平，另外，如果將樣本放進 EDTA 中，亦會影響鈣的水平。
與鈣一樣，大部分的磷（PO4-）在體內都是存於骨中，並且不具生物活性的。未與其他物質結合的游離磷在幾個生理過程中都起著重要作用，例如維持細胞膜（Cell Membrane）、酸鹼平衡（Acid Base Balance）和產生細胞能量。磷是主要的細胞內陰離子（Intracellular Anion），成長中的年輕動物的磷水平會比成年動物高。另外，由於鈣與磷之間有緊密的比例和關聯，所有動物都需要有適當的血鈣磷比例（Calcium：Phosphorous Ratio）。
高血磷Hyperphosphatemia（PO4-⬆️）
腎臟是排除體內多餘磷的主要器官，腎功能衰竭可能導致磷無法正常排泄，使血液中的磷濃度升高。
如果攝入過多富含磷的食物，如零食，就可能會導致血液中磷濃度升高。
甲狀旁腺（Parathyroid）是調節體內磷和鈣代謝的腺體，因此其功能亢進也可能導致血液中磷濃度升高。
某些藥物如加磷補充劑、鈣補充劑和某些利尿劑可能導致高血磷。
輕度的高血磷可能沒有特定症狀，然而長期或嚴重的高血磷可以影響骨骼健康，導致骨疼痛、骨折風險增加和骨質疏鬆。嚴重的高血磷也可能導致神經系統問題，如增加神經興奮性、抽搐和昏迷。
低血磷Hypophosphatemia （PO4-⬇️）
磷是一種重要的營養素，營養不良或極度限制攝取磷的飲食可能導致低血磷。
長期、過度使用磷酸鹽製劑（如磷酸鈣）可能導致磷濃度下降。
某些利尿劑的使用可能導致磷的排泄增加。
代謝性疾病，例如糖尿病酮酸中毒。
輕度的低血磷可能沒有特定症狀。長期或嚴重的低血磷可能對骨骼健康產生不良影響，例如骨骼脆弱，也可能會導致肌肉無力、肌肉痙攣和肌肉酸痛。低血磷會對紅血球產生破壞，引起血管內溶血（Intravascular Haemolysis），導致貧血。另外，嚴重的低血磷也可能導致神經系統問題，如神經興奮性減低、肌肉無力和抽搐。
鎂Magnesium （Mg2+）
鎂（Mg2+）主要為細胞內陽離子（Intracellular Cation），在體內的分佈與鈣和磷相似，大部分存在於肌肉或骨中。與血清鈣一樣，只有「游離鎂」（Ionized Mg2+）具有生物活性。鎂對於許多細胞過程都非常重要，例如細胞能量生產、心臟和肌肉功能。雖然測量的頻率不如其他電解質那麼高，但不能忽視它具有重要的功能。
低血鎂可能通常出現於危重患者，他們大多數同時有其他電解質異常，低血鎂可以引起神經肌肉無力、心律失常和貧血。這在糖尿病酮酸中毒的患者中最為常見，這些患者同時還有低血鉀，如果患者的低血鉀問題經過補充後仍然沒有明顯改善，那麼應該測量鎂水平並進行補充。
碳酸氫鹽Bicarbonate （HCO3-）
作為電解質，碳酸氫鹽在體內發揮著多種重要作用：
碳酸氫鹽是身體主要的緩衝系統（Buffer System）之一，可以調節體液中的酸鹼平衡（Acid Base Balance）。當體液中存在過多的酸性物質時，碳酸氫鹽可以接受氫離子（Hydrogen- H+），幫助中和酸性物質，維持正常的酸鹼平衡。
碳酸氫鹽與呼吸過程相關聯以影響體內的酸鹼平衡。當呼吸速度增加時，體內二氧化碳的排出速率也相對增加，這會導致碳酸氫鹽濃度下降；反之，當呼吸速度減慢時，二氧化碳排出減少，碳酸氫鹽濃度會上升。這種呼吸和碳酸氫鹽之間的關聯有助於調節體內的酸鹼平衡。
碳酸氫鹽在胃酸中起著緩衝作用，有助於維持胃內正常的酸度，以促進食物的消化。
碳酸氫鹽還涉及其他生理過程，如腎臟功能和電解質平衡的調節。
碳酸氫鹽濃度過高或過低都可能對身體產生不良影響，並引起一系列的症狀和後果，在進行 血氣分析（Blood Gas Analysis）時便可以檢測得到碳酸氫鹽的水平 。至於碳酸氫鹽的濃度很少單獨被分析，是需要配合整個血氣分析的其他項目（例如陰離子間隙Anion Gap）以掌握病人的整個狀況及濃度過高或過低的原因，由於過於複雜，如果想了解更多，可以重溫我們之前關於Blood Gas的 Blog：
Blood Gas Brief Probe 1 | 淺談血氣 1 (難度: ★★★)：
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Blood Gas Brief Probe 2- Metabolic Dysfunction | 淺談血氣 2-代謝功能障礙 (難度: ★★★★★)：
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Blood Gas Brief Probe 3- Respiratory Dysfunction | 淺談血氣 3-呼吸功能障礙 (難度: ★★★★★)：
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