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重炭酸
Bicarbonate
🧠 全体像:重炭酸 HCO₃⁻ 重炭酸(HCO₃⁻) HCO₃⁻(重炭酸) は体液の主要な緩衝塩基 buffer base, BB 緩衝塩基(buffer base, BB) buffer base, BB(緩衝塩基) で、日常の生化学検査では血清・血漿の総二酸化炭素 carbon dioxide, CO₂二酸化炭素(carbon dioxide, CO₂) carbon dioxide, CO₂(二酸化炭素)、血液ガスではpHとPCO₂から計算したHCO₃⁻として報告される。低値・高値は病名ではなく、代謝性変化と呼吸性変化への代償の両方で起こる。 pH、PCO₂、電解質、アニオンギャップanion gapアニオンギャップ(anion gap)anion gap(アニオンギャップ)と同じ時刻に読んで初めて酸塩基異常を分類できる。
何を測っているか
細胞で生じたCO₂は水と反応して炭酸となり、H⁺とHCO₃⁻に解離する。肺はCO₂を、腎はH⁺排泄とHCO₃⁻再生・再吸収を調節し、両者でpHを保つ。
| 報告項目 | 実体 | 解釈上の注意 |
|---|---|---|
| 生化学検査の総CO₂ total CO2総CO₂(total CO2) total CO2(総CO₂) | HCO₃⁻、溶存CO₂、炭酸の合計を測定 | 約95%をHCO₃⁻が占め、日常診療では血清HCO₃⁻の近似値として使う |
| 血液ガスのHCO₃⁻ | 実測pHとPCO₂から計算 | 直接測定ではなく、血液ガス検体の呼吸状態を反映する |
| 標準HCO₃⁻standard bicarbonate標準HCO₃⁻(standard bicarbonate)standard bicarbonate(標準HCO₃⁻) | PCO₂を標準条件に置いて計算 | 呼吸性要因を弱めた代謝成分の補助指標で、実測総CO₂ total CO2 総CO₂(total CO2) total CO2(総CO₂) とは同一でない |
総CO₂total CO2 総CO₂(total CO2)total CO2(総CO₂) と血液ガスHCO₃⁻は通常近いが、動脈か静脈か、採取時刻、検体の空気曝露、計算法により数mmol/Lの差が生じ得る。食い違いを直ちに病態変化とせず、同時採取かと検体品質を確認する。
基準値と位置づけ
成人の生化学検査ではおおむね22〜29 mmol/L、動脈血液ガスarterial blood gas, ABG 動脈血液ガス(arterial blood gas, ABG)arterial blood gas, ABG(動脈血液ガス) の計算HCO₃⁻では22〜26 mmol/Lが目安だが、施設・検体・測定法の基準範囲 reference range 基準範囲(reference range) reference range(基準範囲) を優先する。mmol/LとmEq/LはHCO₃⁻では数値が等しい。
| 値の方向 | まず考える一次性変化 | 代償でも起こる変化 |
|---|---|---|
| 低値 | 代謝性アシドーシス | 呼吸性アルカローシスrespiratory alkalosis 呼吸性アルカローシス(respiratory alkalosis)respiratory alkalosis(呼吸性アルカローシス) に対する腎性代償 |
| 高値 | 代謝性アルカローシスmetabolic alkalosis代謝性アルカローシス(metabolic alkalosis)metabolic alkalosis(代謝性アルカローシス) | 呼吸性アシドーシスrespiratory acidosis 呼吸性アシドーシス(respiratory acidosis)respiratory acidosis(呼吸性アシドーシス) に対する腎性代償 |
⚠️ HCO₃⁻だけで「アシドーシス」「アルカローシス」と診断しない。アシドーシス・アルカローシスは過程、アシデミアacidemiaアシデミア(acidemia)acidemia(アシデミア)・アルカレミアalkalemia アルカレミア(alkalemia)alkalemia(アルカレミア) は血液pHの状態であり、混合性mixed 混合性(mixed)mixed(混合性) 障害ではHCO₃⁻の向きとpHが一致しないことがある。
低値の意味
| 機序 | 代表的状況 | 次に見るもの |
|---|---|---|
| 不揮発性酸nonvolatile acid 不揮発性酸(nonvolatile acid)nonvolatile acid(不揮発性酸) の増加 | 乳酸アシドーシスlactic acidosis乳酸アシドーシス(lactic acidosis)lactic acidosis(乳酸アシドーシス)、ケトアシドーシスketoacidosisケトアシドーシス(ketoacidosis)ketoacidosis(ケトアシドーシス)、腎不全、毒物 | AG、乳酸、ケトン、腎機能、曝露歴 |
| HCO₃⁻喪失 | 下痢、腸瘻enterostomy腸瘻(enterostomy)enterostomy(腸瘻)、近位型腎尿細管性アシドーシスproximal renal tubular acidosis近位型腎尿細管性アシドーシス(proximal renal tubular acidosis)proximal renal tubular acidosis(近位型腎尿細管性アシドーシス) | Cl、K、尿pH、尿NH₄⁺の代替指標 |
| 腎での酸排泄 acid excretion 酸排泄(acid excretion) acid excretion(酸排泄) 低下 | 遠位型distal遠位型(distal)distal(遠位型)・4型腎尿細管性アシドーシスtype 4 renal tubular acidosis4型腎尿細管性アシドーシス(type 4 renal tubular acidosis)type 4 renal tubular acidosis(4型腎尿細管性アシドーシス)、進行CKD | K、eGFR、尿pH、薬剤 |
| 呼吸性アルカローシスrespiratory alkalosis 呼吸性アルカローシス(respiratory alkalosis)respiratory alkalosis(呼吸性アルカローシス) への代償 | 低酸素、敗血症、妊娠、肝疾患、過換気hyperventilation過換気(hyperventilation)hyperventilation(過換気) | pH、PCO₂、発症の急性・慢性 |
低HCO₃⁻を見たら、まずAG = Na − (Cl + HCO₃⁻)を計算する。高AGなら測定されない陰イオン anion 陰イオン(anion) anion(陰イオン) の増加、正常AGならHCO₃⁻喪失または腎性酸排泄 acid excretion 酸排泄(acid excretion) acid excretion(酸排泄) 障害を優先する。低アルブミン血症hypoalbuminemia 低アルブミン血症(hypoalbuminemia)hypoalbuminemia(低アルブミン血症) では未補正AGが見かけ上低くなるため、アルブミンも確認する。
2024年KDIGOは、CKD成人で臨床的影響を伴い得るアシドーシスを防ぐ介入の例として血清HCO₃⁻ 18 mmol/L未満を挙げ、薬物療法を食事介入の有無にかかわらず検討するとしている1。ただしこれは段階付きの推奨ではなく実践指針で、重炭酸bicarbonate 重炭酸(bicarbonate)bicarbonate(重炭酸) の補正が臨床転帰を改善する良い証拠は見つかっていないため、開始閾値を18 mmol/Lより低くしてもよい。全患者の一律な救急閾値ではなく、補正中は血清HCO₃⁻が基準上限 upper limit of normal (ULN) 基準上限(upper limit of normal (ULN)) upper limit of normal (ULN)(基準上限) を超えないこと、血圧、体液量body fluid volume体液量(body fluid volume)body fluid volume(体液量)、Kへの悪影響がないことを監視する。
高値の意味
| 機序 | 代表的状況 | 鑑別の手掛かり |
|---|---|---|
| H⁺喪失 | 嘔吐、胃液吸引gastric aspirate胃液吸引(gastric aspirate)gastric aspirate(胃液吸引)、利尿薬 | 体液量body fluid volume体液量(body fluid volume)body fluid volume(体液量)、尿Cl、K、薬歴medication history薬歴(medication history)medication history(薬歴) |
| アルカリ負荷 | 重炭酸投与bicarbonate administration重炭酸投与(bicarbonate administration)bicarbonate administration(重炭酸投与)、クエン酸を含む大量輸血、ミルク・アルカリ症候群milk-alkali syndromeミルク・アルカリ症候群(milk-alkali syndrome)milk-alkali syndrome(ミルク・アルカリ症候群) | 投与歴、Ca、腎機能 |
| 鉱質コルチコイド作用mineralocorticoid activity鉱質コルチコイド作用(mineralocorticoid activity)mineralocorticoid activity(鉱質コルチコイド作用) | 原発性アルドステロン症primary aldosteronism, PA原発性アルドステロン症(primary aldosteronism, PA)primary aldosteronism, PA(原発性アルドステロン症)、重いK欠乏 | 血圧、K、レニン・アルドステロン |
| 呼吸性アシドーシスrespiratory acidosis 呼吸性アシドーシス(respiratory acidosis)respiratory acidosis(呼吸性アシドーシス) への代償 | COPD、低換気、神経筋疾患 | pH、PCO₂、慢性経過 |
代謝性アルカローシスmetabolic alkalosis 代謝性アルカローシス(metabolic alkalosis)metabolic alkalosis(代謝性アルカローシス) では尿Clが病態整理に役立つが、直近の利尿薬、CKD、輸液で解釈が変わる。高HCO₃⁻と高PCO₂の組み合わせを代謝性アルカローシス metabolic alkalosis 代謝性アルカローシス(metabolic alkalosis) metabolic alkalosis(代謝性アルカローシス) と即断せず、慢性低換気への適切な代償かを確認する。
酸塩基異常の読み方
flowchart TD
A["HCO₃⁻異常を確認"] --> B["同時刻のpH・PCO₂を確認"]
B --> C{"HCO₃⁻は低いか高いか"}
C -->|"低い"| D["代謝性アシドーシスまたは<span class='jp-term jp-term-diagram' title='respiratory alkalosis'>呼吸性アルカローシス</span>の代償"]
C -->|"高い"| E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='metabolic alkalosis'>代謝性アルカローシス</span>または<span class='jp-term jp-term-diagram' title='respiratory acidosis'>呼吸性アシドーシス</span>の代償"]
D --> F["AG・補正反応・臨床背景を確認"]
E --> G["PCO₂・尿Cl・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='body fluid volume'>体液量</span>・薬剤を確認"]
F --> H["期待代償から外れれば<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mixed'>混合性</span>障害"]
G --> H
代謝性アシドーシスではWinter式 Winter's formulaWinter式(Winter's formula) Winter's formula(Winter式)期待PCO₂ ≈ 1.5 × HCO₃⁻ + 8 ± 2 mmHgを補助に使える。実測PCO₂が期待範囲より高ければ呼吸性アシドーシス respiratory acidosis呼吸性アシドーシス(respiratory acidosis) respiratory acidosis(呼吸性アシドーシス)、低ければ呼吸性アルカローシス respiratory alkalosis 呼吸性アルカローシス(respiratory alkalosis) respiratory alkalosis(呼吸性アルカローシス) の併存を疑う。式は病歴や換気評価の代わりではない。
測定上の注意
- 生化学検体を開栓したまま放置するとCO₂が空気中へ失われ、総CO₂total CO2 総CO₂(total CO2)total CO2(総CO₂) が偽低値 spuriously low value 偽低値(spuriously low value) spuriously low value(偽低値) になり得る。
- 採取から分離・測定までの遅延、充填不足、輸液ラインからの混入を確認する。
- 血液ガスは気泡 air bubble気泡(air bubble) air bubble(気泡)、遅延、過剰な液体ヘパリン、採取中の過換気 hyperventilation 過換気(hyperventilation) hyperventilation(過換気) でpH・PCO₂と計算HCO₃⁻が変わる。
- 化学総CO₂ total CO2 総CO₂(total CO2) total CO2(総CO₂) と血液ガスHCO₃⁻を比較するなら、できるだけ近い時刻・同じ治療条件で採取する。
- 極端な脂血・溶血・黄疸の影響は分析法ごとに異なるため、検査室の干渉情報を確認する。
⚠️ 意識障害、ショック、深大呼吸、痙攣、重いK異常、著しいpH異常を伴う場合は、総CO₂total CO2 総CO₂(total CO2)total CO2(総CO₂) の再検だけで対応を遅らせない。血液ガス、乳酸、血糖・ケトン、電解質、腎機能を同時に評価する。
SJS/TENのSCORTENではHCO₃⁻ 20 mmol/L未満が予後項目の1つ(中毒性表皮壊死症toxic epidermal necrolysis, TEN 中毒性表皮壊死症(toxic epidermal necrolysis, TEN)toxic epidermal necrolysis, TEN(中毒性表皮壊死症) の死亡の独立危険因子 independent risk factor 独立危険因子(independent risk factor) independent risk factor(独立危険因子) として導かれた7項目の1つ)2だが、単独で診断や治療方針 treatment strategy 治療方針(treatment strategy) treatment strategy(治療方針) を決める値ではない。小児尿路結石 urolithiasis 尿路結石(urolithiasis) urolithiasis(尿路結石) ではCa、P、尿酸、腎機能とともに測り、低値なら腎尿細管性アシドーシス renal tubular acidosis, RTA 腎尿細管性アシドーシス(renal tubular acidosis, RTA) renal tubular acidosis, RTA(腎尿細管性アシドーシス) を検索する。
まとめ
- 生化学の総CO₂ total CO2 総CO₂(total CO2) total CO2(総CO₂) はHCO₃⁻の近似値として用い、血液ガスHCO₃⁻はpHとPCO₂からの計算値である。
- 低値は代謝性アシドーシスと呼吸性アルカローシス respiratory alkalosis 呼吸性アルカローシス(respiratory alkalosis) respiratory alkalosis(呼吸性アルカローシス) の代償、高値は代謝性アルカローシス metabolic alkalosis 代謝性アルカローシス(metabolic alkalosis) metabolic alkalosis(代謝性アルカローシス) と呼吸性アシドーシス respiratory acidosis 呼吸性アシドーシス(respiratory acidosis) respiratory acidosis(呼吸性アシドーシス) の代償で起こる。
- pH、PCO₂、AG、Cl、Kを組み合わせ、期待代償から混合性 mixed 混合性(mixed) mixed(混合性) 障害を探す。
- 空気曝露や測定遅延による偽低値 spuriously low value 偽低値(spuriously low value) spuriously low value(偽低値) を疑い、異なる検体・時刻の値を機械的に比較しない。
- 緊急度urgency 緊急度(urgency)urgency(緊急度) はHCO₃⁻単独ではなく、pH、症状、循環、呼吸、原因疾患で判断する。
出典
- 1.KDIGO 2024 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease(Kidney Disease Improving Global Outcomes・2024)全文PDFで、実践指針3.10.1が「CKDでは臨床的影響を伴い得るアシドーシス(例:成人で血清重炭酸18 mmol/L未満)を防ぐため、薬物療法を食事介入の有無にかかわらず検討する」、3.10.2が「治療中は血清重炭酸が基準上限を超えず、血圧・血清カリウム・体液量に悪影響がないよう監視する」とされ、段階付きの推奨は示されていないこと、プラセボ対照試験では重炭酸補正が臨床転帰に重要な効果を持つ良い証拠が見つかっていないこと、18 mmol/Lを下回らないことが望ましいとする一方で精密な閾値には大規模RCTが必要なこと、補正開始の閾値を18 mmol/Lより低くしてもよいことを確認した。閲覧 2026-11-03
- 2.SCORTEN: a severity-of-illness score for toxic epidermal necrolysis(Journal of Investigative Dermatology(PubMed抄録)・2000)抄録で、中毒性表皮壊死症の死亡の独立危険因子7項目(40歳超・悪性腫瘍・心拍数120/分超・初日の表皮剥離10%超・血清尿素10 mmol/L超・血糖14 mmol/L超・重炭酸20 mmol/L未満)から成るSCORTENを開発し、検証したことを確認した。閲覧 2026-11-03