學習重點 甲醇代謝:甲醇經酒精脫氫酶(ADH)形成甲醛,再經醛去氫酶(ALDH)形成甲酸;甲酸是造成酸中毒與視神經傷害的主要代謝物。 血液變化:甲醇與乙二醇中毒可出現滲透壓間隙上升,代謝後因有機酸累積,造成高陰離子差代謝性酸中毒。 毒性辨別:甲醇與甲酸、視神經病變相關;乙二醇與草酸、草酸鈣結晶及腎損傷相關;異丙醇則代謝成丙酮。 治療分工:Fomepizole 抑制毒性代謝物形成,葉酸促進甲酸代謝,碳酸氫鈉改善酸中毒,嚴重中毒可使用血液透析。 核心觀念 一、甲醇的代謝與主要毒性 甲醇(methanol)主要在肝臟經下列路徑代謝: 甲醇 →(酒精脫氫酶,ADH)→ 甲醛(formaldehyde)→(醛去氫酶,ALDH)→ 甲酸(formic acid) 判斷酵素與產物時,必須分清兩個步驟:ADH 將甲醇氧化成甲醛;ALDH 再將甲醛氧化成甲酸。因此,甲醇可以被 ADH 代謝,經 ALDH 系統作用後的主要產物則是甲酸。 甲醛是短暫的中間產物,會迅速繼續代謝。甲醇中毒造成代謝性酸中毒、視神經病變與失明的主要毒性物質是甲酸/甲酸鹽(formate),不能把主要毒性歸給甲醛。甲酸在生理環境下主要以甲酸鹽存在,兩者在中毒機轉的敘述中常合併討論。 甲酸鹽可抑制粒線體細胞色素 c 氧化酶,妨礙細胞利用氧氣與產生能量,視網膜及視神經尤其容易受影響。甲醇中毒的核心機轉是代謝產生有毒物質,不是甲醇抑制 ADH 活性。 二、滲透度、滲透壓間隙與陰離子差 血漿滲透度(osmolality)反映血漿中溶質粒子的總量;滲透壓間隙(osmolal gap)則是實測滲透度與計算滲透度之差。甲醇等未被納入一般計算式的小分子可提高實測值,使間隙上升。 陰離子差(anion gap)通常以 Na⁺-(Cl⁻+HCO₃⁻)計算。甲酸等有機酸累積時,氫離子消耗碳酸氫根,其酸根成為未測定陰離子,使陰離子差增加,形成高陰離子差代謝性酸中毒。 時期主要變化判斷重點 較早期滲透壓間隙可上升,陰離子差可能尚未明顯增加體內仍有較多未代謝的甲醇或乙二醇 代謝進行後陰離子差上升,出現代謝性酸中毒有機酸代謝物逐漸累積 較晚期滲透壓間隙可能下降甚至正常,酸中毒仍可嚴重母體醇類已減少,但毒性酸類仍存在 因此,滲透壓間隙與陰離子差不一定同時升高,正常滲透壓間隙不能排除晚期中毒。甲醇中毒時血漿滲透度可上升,不能選成滲透度下降。 甲醇與乙二醇造成的典型酸鹼異常是代謝性酸中毒。患者可能以深快呼吸排出二氧化碳作為代償,這不代表原發性呼吸性酸中毒。 三、乙二醇與異丙醇的比較 醇類重要代謝產物代表性表現 甲醇(methanol)甲醛、甲酸高陰離子差代謝性酸中毒、視神經傷害 乙二醇(ethylene glycol)乙醇醛、乙醇酸、乙醛酸、草酸高陰離子差代謝性酸中毒、草酸鈣結晶、腎損傷,可伴低血鈣 異丙醇(isopropanol)丙酮(acetone)滲透壓間隙上升、酮症,通常無高陰離子差代謝性酸中毒 乙二醇的主要代謝順序為: 乙二醇 → 乙醇醛(glycolaldehyde)→ 乙醇酸(glycolic acid)→ 乙醛酸(glyoxylic acid)→ 草酸(oxalic acid)。 乙醇酸也稱羥基乙酸,兩者是同一物質。乙二醇造成酸中毒,主要與乙醇酸等有機酸累積有關,不應歸因於 glyoxal。尤其要分清:glycolaldehyde 是乙醇醛,glyoxal 是乙二醛,兩者不同。 乙二醇可代謝產生草酸,並由尿液排出;草酸與鈣結合形成草酸鈣結晶,可造成腎臟傷害及低血鈣。因此,「草酸」與「草酸鈣結晶」應聯想到乙二醇,不是甲醇。 異丙醇經 ADH 代謝為丙酮。丙酮屬於酮體,但不是造成典型高陰離子差酸中毒的有機酸,因此常呈現有酮症而無明顯代謝性酸中毒;若合併休克等情況,仍可能另有酸中毒。 四、解毒治療與毒物檢驗 Fomepizole:抑制 ADH,減少甲醇轉成甲酸,也減少乙二醇轉成有毒代謝物。其作用是阻斷代謝,不能直接清除已形成的甲酸。 乙醇(ethanol):可作為 ADH 的競爭性受質,減少甲醇或乙二醇被代謝;使用時需要醫療監測。 葉酸(folic acid)與亞葉酸(folinic acid):可支持葉酸依賴的甲酸代謝途徑,促進甲酸轉為二氧化碳與水,作為甲醇中毒的輔助解毒治療。葉酸不是甲酸拮抗劑,也不是直接中和甲酸。 碳酸氫鈉:用於改善代謝性酸中毒,但不能取代阻斷毒性代謝與移除毒物的處置。 血液透析:可移除甲醇、乙二醇及其代謝物,並矯正酸中毒;嚴重酸中毒、視覺異常或其他嚴重中毒表現時,須評估使用。 毒物分析可使用氣相層析法測定甲醇;甲酸亦可經適當衍生化處理後,以氣相層析分析。因此,「可分析甲酸的衍生物」是可成立的檢驗敘述,不代表甲醇會代謝成丙酮。 常考陷阱 「甲醇不能被 ADH 代謝」:錯。甲醇是 ADH 的受質,第一步產生甲醛。 「ALDH 將甲醇變成甲醛」:錯配酵素與產物。形成甲醛的是 ADH;ALDH 作用後形成甲酸。 「甲醛是酸中毒與失明的主因」:主要應選甲酸;甲醛是中間產物。 「甲醇中毒因為甲醇抑制 ADH」:錯。毒性來自代謝物;治療才會利用抑制 ADH 來減少毒物形成。 「甲醇代謝產生 acetone」:錯。丙酮對應異丙醇;甲醇對應甲酸。 「甲醇造成呼吸性酸中毒、陰離子差下降」:典型表現是高陰離子差代謝性酸中毒。 「乙二醇的酸中毒由 glyoxal 造成」:判斷關鍵是下游有機酸累積,尤其是乙醇酸;不要混淆 glyoxal 與 glycolaldehyde。 「甲醇在腎臟形成草酸鈣結晶」:錯。草酸鈣結晶是乙二醇中毒的重要線索。 「葉酸直接中和甲酸」:錯。葉酸促進甲酸代謝;碳酸氫鈉則用於改善酸中毒。 記憶口訣 甲醇、甲醛、甲酸;甲酸傷眼又致酸。 乙二醇變草酸,結鈣傷腎鈣可降;異丙醇變丙酮,有酮通常沒有酸。 早期醇多滲透升,後期酸多陰差增;阻酶減毒、葉酸代酸、補鹼矯酸。