橫紋肌溶解(Rhabdomyolysis)一詞最早是由義大利醫師Antonino D’Antona於1908年西西里的美西納大地震(Messina earthquake)描述了受壓傷患者出現crash syndrome引發的症狀。(但也有人說是在1812年拿破崙行軍的士兵被注意)
導致橫紋肌溶解的原因很多,但最終結果都是肌肉細胞破壞,內容物 (CK, LDH, aldolase, ALT,
AST, e-) 流出進入血液循環,引發後續的問題。包括hypovolemia、 AKI、肌肉水腫疼痛、compartment syndrome、可樂色尿(Myoglobinuria)、DIC、心律不整,從輕症到重症都有。臨床上常使用對肌肉受損較具敏感的CK (Creatine kinase)又稱CPK(Creatine phosphokinase)來幫助診斷*,正常值約為26 ~ 192 IU/L,沒有明確的上限,通常大於3-5倍(約1000 IU/L)就可以懷疑橫紋肌溶解,但此時可能只有lab data finding,無明顯疼痛;但大於5000 IU/L就有可能引發嚴重AKI,源自肌紅蛋白(myoglobin)大量分解成ferrihemate、globulin cast阻塞腎小管或直接造成毒性,並使尿液呈現可樂色。
*肌紅蛋白在血中的半衰期短,僅2-3hr,被腎臟排出或代謝成bilirubin,約6-8hr幾乎全數消失。相比之下,CK半衰期1.5天,肌肉受損後約12hr看到數值上升,1-3天達到peak,3-5天下降。所以主要使用CK來診斷橫紋肌溶解。
原因可以粗分成3大類,肌肉過度運動、直接傷害與A肌肉TP不足
1.
過度運動:
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平時沒做訓練,一下過度運動(馬拉松、重訓…)肌肉拉傷,又稱white-collars rhabdo~(菜鳥仔肌溶解)。特別是在大熱天,大量出汗,hypovolemic,肌肉缺少血液供應氧氣,demand又高,肌壞死。
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癲癇(status epilepticus)、delirium tremor導致肌肉過度抽搐。或是垂死夢中驚坐起那種抽筋也會CK↑但只要不持續抽,不至於肌溶解
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藥物、毒物、毒品導致肌肉過度抽搐
i. Neuroleptic malignant
syndrome (NMS): Antipsychotics與Antidepressants如Phenothiazine類藥物
(chlorpromazine, prochlorperazine)、haloperidol、TCA 、SSRI…等,過度抑制中樞Dopamine R.,位於下視丘(造成高溫、自律神經失調)、黑質紋狀體(類帕金森症狀,如抖動、僵直)、與脊髓。也會促使周邊肌肉的鈣離子釋出加重肌肉僵直。長期使用的多巴胺補充劑(for帕金森氏症)突然停藥也會。
ii. Serotonin syndrome:SSRI、SNRI、Bupropion、TCA、MAOI、Anti-migraine medications (carbamazepine、valproic acid、triptans)、opioids、Lithium、毒品 (LSD, ecstasy, cocaine and
amphetamines)、Linezolid、Ritonavir…等,劑量過高或合併使用,作用於5-HT1A與5-HT2A receptor,可能出現高燒、肌肉過度抽搐
iii. Malignant hyperthermia:較常見於吸入性麻醉藥,如halothane, desflurane, enflurane, ether, isoflurane,
sevoflurane, 或肌肉鬆弛劑如succinylcholine,造成發燒、心跳過快、肌肉過度抽搐
iv. 毒品:Amphetamine、methylphenidate、cocaine、ketamine、MDMA、LSD…等活化交感神經肌肉過度收縮,加上血管收縮,供氧不足,壞死。
v. 毒物:鵪鶉、知更鳥、燕雀等料理,該鳥類吃過hemlock毒參,其生物鹼對鳥本身沒事,但人吃了出現交感神經興奮、肌肉抽搐…等症狀。其他如中毒的小龍蝦、毒香菇也有類似情況。
2.
直接傷害:
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車禍、地震等造成壓傷(crash syndrome)、臥床、昏迷等長時間壓迫導致肌肉損傷(尤其是缺氧>2hr)。也可以是藥物如BZD、安眠藥、麻醉藥、鎮靜劑導致病人昏迷而長時間壓迫。橫紋肌溶解通常是發生於再灌流(reperfusion)之後,為了補償缺氧債,微血管通透性大增,水分都流進肌肉組織,造成血管缺水,但局部水腫,同時帶來大量的PMN與發炎物質,也產生自由基連同Ca活化的calcium dependent
phospholipase與protease進一步溶解細胞膜與促使肌細胞凋亡。
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長期虐待、體罰之皮肉傷
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燒傷、炸傷、高壓電傷、雷擊直接破壞肌肉細胞
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Daptomycin可能直接在肌肉細胞膜上開洞
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病毒(influenza A&B、COVID-19、EBV、HSV)、細菌(legionella、Group A strep.、staphylococcus、salmonella、clostridium toxins)、立克次體感染造成肌肉發炎、壞死
3.
肌肉ATP不足:
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CO中毒、Shock、動脈阻塞、embolism、止血帶、極低溫血管收縮,導致組織缺氧ATP合成不足,肌肉壞死
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Statin 抑制HMG-CoA reductase,結果連帶抑制了Coenzyme Q10合成,他是粒腺體有氧呼吸最後電子傳遞鏈(E.T.C.)中,負責傳遞電子的其中一個分子,少了他ATP無法合成,肌肉壞死。
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Zidovudine (NRTIs)可能抑制肌肉細胞中粒線體DNA的合成,抑制ATP合成,肌肉壞死
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電解質失衡:低血鉀抑制肌肉肝醣分解,抑制血管擴張、低血磷缺乏ATP合成原料、低血鈉會造成肌肉組織水腫,高血鈉也有可能。
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酒精過量本身會傷害肌肉細胞,也會引起電解質失衡,喝到昏迷倒下則長時間壓迫,肌肉壞死。
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遺傳代謝問題
都是營養素的分解酵素出問題,最終無法產生ATP而肌肉壞死。
i. 糖解作用ATP合成的酵素缺乏:McArdle’s disease (myophosphorylase缺乏)、Tarui’s disease (phosphofructokinase缺乏)、lactate dehydrogenase缺乏、粒線體respiratory chain enzyme缺乏…
ii. 脂肪代謝酵素缺乏:carnitine palmitoyltransferase
I & II(CPT I&II)缺乏
iii. 嘌呤代謝酵素缺乏:myoadenylate deaminase缺乏、Duchenne’s muscular dystrophy
上述的各種原因,最終導致肌肉受損,細胞膜破裂,細胞外Na湧入細胞內,水分跟著滲透壓進入導致肌肉水腫,compartment syndrome壓迫周邊肌肉組織連鎖死亡;初期大量細胞外Ca湧入細胞內(低血鈣),活化calcium dependent phospholipase與protease進一步溶解細胞膜,並破壞Na-K-ATPase的作用,肌肉缺乏能量,於是壞死。肌肉內物質流入血中,造成高血鉀、高血磷,高尿酸血症(核酸的嘌呤代謝)、高血鈣(後期)、DIC(thromboplastin流出)、AKI。
造成AKI的機轉
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肌肉中釋出大量的肌紅蛋白(myoglobin)使尿液呈可樂顏色,但不含紅血球。
n 在pH<5.6的尿中分解成具腎毒性的ferrihemate
n 其血基質(heme)上的Fe2+氧化成Fe3+產生具腎毒性的自由基,並促endothelin, TXA2s, TNF-α, isoprostane(血管收縮)釋放,與抑制NO的釋放,淨結果使腎血管收縮,血流減少
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加上形成cast的globulin與尿酸結晶堵塞使腎臟過濾率急性下降。