高CO2血症

🧠 全体像：高CO2血症 hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia） hypercapnia（高CO2血症） は低酸素血症と対をなす所見で、両者の組み合わせがI型呼吸不全（低酸素のみ）とII型呼吸不全 type II respiratory failure II型呼吸不全（type II respiratory failure） type II respiratory failure（II型呼吸不全） （低酸素＋高CO2）を分ける。説明の軸は1つしかない——PaCO2PaCO2（arterial carbon dioxide tension）は肺胞換気量 alveolar ventilation, V_A 肺胞換気量（alveolar ventilation, V_A） alveolar ventilation, V_A（肺胞換気量） に反比例する。 CO2産生が増えても通常は換気で吹き飛ばされるため、高CO2血症hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia）hypercapnia（高CO2血症） のほぼ全例は「換気が足りない」側の異常である。値そのものより、急性か慢性かの見極めと、CO2ナルコーシスcarbon dioxide narcosisCO2ナルコーシス（carbon dioxide narcosis）carbon dioxide narcosis（CO2ナルコーシス）・切迫する呼吸筋疲労 respiratory muscle fatigue 呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue） respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労） を見逃さないことが実務の中心になる。

何を測っているか

高CO2血症hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia）hypercapnia（高CO2血症） は動脈血PaCO2 45 mmHg超と定義する。基準値baseline / reference value基準値（baseline / reference value）baseline / reference value（基準値）・pH・HCO3⁻との関係は動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG）arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス）に譲る。

• 呼気終末CO2end-tidal CO2 呼気終末CO2（end-tidal CO2）end-tidal CO2（呼気終末CO2） （EtCO2）と経皮CO2はPaCO2の連続推定に便利だが、代用にならない場面がある。EtCO2は死腔 dead space 死腔（dead space） dead space（死腔） が増える病態（肺塞栓、低灌流、大きな一回換気量 tidal volume 一回換気量（tidal volume） tidal volume（一回換気量） の変動）でPaCO2との差が開き、経皮CO2は末梢循環不全 peripheral hypoperfusion 末梢循環不全（peripheral hypoperfusion） peripheral hypoperfusion（末梢循環不全） や電極の装着状態でずれる。トレンドを追う用途と、単回の確定診断に使う用途を混同しない。
• 静脈血液ガスvenous blood gas 静脈血液ガス（venous blood gas）venous blood gas（静脈血液ガス） は酸塩基のスクリーニングには使えるが、正確なPaCO2の代用にはならない（詳細は動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG）arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス））。呼吸不全を疑うなら動脈血で確認する。
• 代謝性酸塩基障害としての解釈は重炭酸bicarbonate重炭酸（bicarbonate）bicarbonate（重炭酸）・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）・代謝性アシドーシスに譲り、本稿は呼吸性の一次性変化とその対応にしぼる。

病態生理：肺胞換気量に反比例する1点で説明できる

PaCO2は肺胞換気量 alveolar ventilation, V_A 肺胞換気量（alveolar ventilation, V_A） alveolar ventilation, V_A（肺胞換気量） にほぼ反比例する。CO2産生が増えても（発熱、甲状腺機能亢進、過剰な炭水化物負荷など）、正常な呼吸ドライブ respiratory drive 呼吸ドライブ（respiratory drive） respiratory drive（呼吸ドライブ） と呼吸筋があれば換気を増やして代償できるため、CO2産生増加だけで高CO2血症 hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia） hypercapnia（高CO2血症） になることはまれである。高CO2血症hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia）hypercapnia（高CO2血症） を見たら、次の4群のどこかで肺胞換気量 alveolar ventilation, V_A 肺胞換気量（alveolar ventilation, V_A） alveolar ventilation, V_A（肺胞換気量） そのものが落ちている、と考える。

肥満低換気症候群obesity hypoventilation syndrome (OHS)肥満低換気症候群（obesity hypoventilation syndrome (OHS)）obesity hypoventilation syndrome (OHS)（肥満低換気症候群）は呼吸ドライブ respiratory drive 呼吸ドライブ（respiratory drive） respiratory drive（呼吸ドライブ） の低下と胸郭負荷が重なる代表例で、覚醒時の慢性高CO2血症 hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia） hypercapnia（高CO2血症） で定義される。

急性と慢性はpHとHCO3⁻で切る

同じPaCO2でも急性か慢性かでpHはまったく違う。腎の代償には数日かかるため、代償量から発症の速さを逆算 back-calculate 逆算（back-calculate） back-calculate（逆算） できる。急性はPaCO2が10 mmHg上昇するごとにHCO3⁻が約1 mEq/L、慢性は約3.5 mEq/L（資料により4）上昇する（代償量の一覧は動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG）arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス）参照）。

⚠️ HCO3⁻が大きく上昇しているからといって、それを急性として扱わない。 代償が進んだ慢性高CO2血症 hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia） hypercapnia（高CO2血症） 患者でpHがほぼ正常のまま高いPaCO2があるのは想定内であり、これを急性増悪 acute exacerbation 急性増悪（acute exacerbation） acute exacerbation（急性増悪） と誤認して積極的な換気補助 ventilatory support 換気補助（ventilatory support） ventilatory support（換気補助） でPaCO2を急激に下げると、かえって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） や不整脈を招きうる。実測pH・PaCO2・HCO3⁻は、可能なら患者の既知のベースライン値と比較する。

⚠️ 見逃してはいけないもの

• CO2ナルコーシスcarbon dioxide narcosisCO2ナルコーシス（carbon dioxide narcosis）carbon dioxide narcosis（CO2ナルコーシス）：傾眠から昏睡へ進む高CO2血症 hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia） hypercapnia（高CO2血症） の随伴症状で、羽ばたき振戦asterixis (flapping tremor)羽ばたき振戦（asterixis (flapping tremor)）asterixis (flapping tremor)（羽ばたき振戦）を伴うことがある。数値の絶対値よりも意識レベル level of consciousness 意識レベル（level of consciousness） level of consciousness（意識レベル） の変化を優先して評価する。
• 切迫する呼吸筋疲労 respiratory muscle fatigue呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue） respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労）：喘息発作 asthma attack 喘息発作（asthma attack） asthma attack（喘息発作） でPaCO2が「正常化」した瞬間が最も危険である。過換気hyperventilation 過換気（hyperventilation）hyperventilation（過換気） で下がっていたPaCO2が正常域に戻ったのは改善ではなく、呼吸筋疲労respiratory muscle fatigue 呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue）respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労） で換気量を維持できなくなった徴候であることが多い。呼吸数・意識・努力呼吸の所見を血液ガスの数字より優先する。
• オピオイド・ベンゾジアゼピン過量：ナロキソンnaloxoneナロキソン（naloxone）naloxone（ナロキソン）・フルマゼニルflumazenilフルマゼニル（flumazenil）flumazenil（フルマゼニル）で可逆的な呼吸抑制の代表例。
• 肥満低換気症候群obesity hypoventilation syndrome (OHS)肥満低換気症候群（obesity hypoventilation syndrome (OHS)）obesity hypoventilation syndrome (OHS)（肥満低換気症候群）と神経筋疾患（ALS、重症筋無力症、ギラン・バレー症候群Guillain-Barré syndromeギラン・バレー症候群（Guillain-Barré syndrome）Guillain-Barré syndrome（ギラン・バレー症候群））は緩徐進行のため見逃されやすい。
• ⚠️ COPDで高濃度酸素を投与するとCO2が上昇しうる。 「低酸素性換気ドライブhypoxic ventilatory drive 低酸素性換気ドライブ（hypoxic ventilatory drive）hypoxic ventilatory drive（低酸素性換気ドライブ） の解除」だけで説明しない。英国胸部学会（BTS）2017は少なくとも6つの機序を推定される重要度の順に、①換気血流比 V/Q ratio 換気血流比（V/Q ratio） V/Q ratio（換気血流比） の低い肺胞への血流再分配によるV/Qミスマッチ mismatch (base-pair mismatch) ミスマッチ（mismatch (base-pair mismatch)） mismatch (base-pair mismatch)（ミスマッチ） の悪化、②換気ドライブ ventilatory drive 換気ドライブ（ventilatory drive） ventilatory drive（換気ドライブ） の低下、③酸素化ヘモグロビン oxygenated hemoglobin, HbO₂ 酸素化ヘモグロビン（oxygenated hemoglobin, HbO₂） oxygenated hemoglobin, HbO₂（酸素化ヘモグロビン） がCO2を運びにくくなるハルデン効果 Haldane effectハルデン効果（Haldane effect） Haldane effect（ハルデン効果）、④吸収性無気肺 Resorption atelectasis吸収性無気肺（Resorption atelectasis） Resorption atelectasis（吸収性無気肺）、⑤空気より高い酸素の密度、⑥低流量マスクでの再呼吸 rebreathing 再呼吸（rebreathing） rebreathing（再呼吸） と並べ、主因はV/Qミスマッチ mismatch (base-pair mismatch) ミスマッチ（mismatch (base-pair mismatch)） mismatch (base-pair mismatch)（ミスマッチ） の悪化とする（機序はなお議論がある）。換気ドライブventilatory drive 換気ドライブ（ventilatory drive）ventilatory drive（換気ドライブ） の寄与は小さいとする臨床研究が多く、PaO2PaO2（arterial oxygen partial pressure）が100 mmHgを超えるとドライブはほとんど変わらない¹。だからといって低酸素血症の治療を差し控えず、目標SpO2SpO2（peripheral oxygen saturation）を88〜92%に設定して過不足なく投与する¹。

次の行動：NPPVの適応と挿管への移行

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial carbon dioxide tension'>PaCO2</span> 45 mmHg超を確認"] --> B["pH・HCO3⁻で急性か慢性かを判定"]
    B --> C{"意識低下・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='respiratory muscle fatigue'>呼吸筋疲労</span>の徴候があるか"}
    C -->|"あり"| D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='carbon dioxide narcosis'>CO2ナルコーシス</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='impending respiratory failure'>切迫呼吸不全</span>を疑い準備を進める"]
    C -->|"なし"| E["4群で原因を絞り込む<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='respiratory drive'>呼吸ドライブ</span>・神経筋・胸郭気道・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dead space'>死腔</span>"]
    D --> F{"pH 7.35未満かつ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial carbon dioxide tension'>PaCO2</span>上昇が持続するか"}
    E --> F
    F -->|"はい"| G["禁忌がなければNPPVを早期に開始"]
    F -->|"いいえ"| H["原因治療と経過観察"]
    G --> I{"開始後に改善するか"}
    I -->|"いいえ"| J["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='endotracheal intubation'>気管挿管</span>へ移行"]
    I -->|"はい"| K["再評価しながら継続"]

COPDCOPD（chronic obstructive pulmonary disease）増悪では、標準治療後もpH 7.35未満かつPaCO2上昇が続く急性高CO2血症 hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia） hypercapnia（高CO2血症） 性呼吸不全にNPPVを早期に開始する²。重度アシドーシス単独はNPPVを試みない理由にはならないが、pHが低いほど失敗率は上がるため、直ちに気管挿管 endotracheal intubation 気管挿管（endotracheal intubation） endotracheal intubation（気管挿管） へ移行できる体制 body plan 体制（body plan） body plan（体制） 下で行う²。導入設定・インターフェース選択・再評価のタイミングは非侵襲的換気non-invasive ventilation, NIV 非侵襲的換気（non-invasive ventilation, NIV）non-invasive ventilation, NIV（非侵襲的換気） 療法に譲る。

気道保護airway protection 気道保護（airway protection）airway protection（気道保護） 不能、呼吸停止respiratory arrest呼吸停止（respiratory arrest）respiratory arrest（呼吸停止）、循環不安定、大量分泌物の排出不能、開始後にpH・意識・呼吸仕事量work of breathing 呼吸仕事量（work of breathing）work of breathing（呼吸仕事量） が改善しない場合は、NPPVを続けず気管挿管 endotracheal intubation 気管挿管（endotracheal intubation） endotracheal intubation（気管挿管） へ切り替える。

まとめ

• 高CO2血症hypercapnia 高CO2血症（hypercapnia）hypercapnia（高CO2血症） はPaCO2 45 mmHg超で、本体は肺胞換気量 alveolar ventilation, V_A 肺胞換気量（alveolar ventilation, V_A） alveolar ventilation, V_A（肺胞換気量） の低下1点に集約される。CO2産生増加だけが原因になることはまれ。
• 原因は呼吸ドライブ respiratory drive 呼吸ドライブ（respiratory drive） respiratory drive（呼吸ドライブ） の低下・神経筋の破綻・胸郭気道の負荷・死腔増加increased dead space 死腔増加（increased dead space）increased dead space（死腔増加） の4群に整理する。
• 急性・慢性の区別はHCO3⁻の代償量で判断し、慢性の代償を急性と誤認して過剰に治療しない。
• CO2ナルコーシスcarbon dioxide narcosisCO2ナルコーシス（carbon dioxide narcosis）carbon dioxide narcosis（CO2ナルコーシス）、切迫する呼吸筋疲労 respiratory muscle fatigue 呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue） respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労） （喘息でのPaCO2「正常化」）、オピオイド・ベンゾジアゼピン過量、肥満低換気症候群obesity hypoventilation syndrome (OHS)肥満低換気症候群（obesity hypoventilation syndrome (OHS)）obesity hypoventilation syndrome (OHS)（肥満低換気症候群）、神経筋疾患を見逃さない。COPDでの高濃度酸素は主にV/Qミスマッチ mismatch (base-pair mismatch) ミスマッチ（mismatch (base-pair mismatch)） mismatch (base-pair mismatch)（ミスマッチ） の悪化で、ほかに換気ドライブ ventilatory drive 換気ドライブ（ventilatory drive） ventilatory drive（換気ドライブ） の低下やハルデン効果 Haldane effect ハルデン効果（Haldane effect） Haldane effect（ハルデン効果） などでCO2を上げうる。
• COPD増悪でpH 7.35未満かつPaCO2上昇が続けばNPPVを早期に開始し、禁忌や無反応 non-response 無反応（non-response） non-response（無反応） では挿管を遅らせない。