Pathophysiology · 2-17

呼吸性酸塩基平衡障害：呼吸性アシドーシスとアルカローシス

Respiratory acid-base disorders: respiratory acidosis & alkalosis

応用トピック: 酸塩基平衡とその異常酸塩基平衡障害症例4 代謝性・呼吸性アシドーシス代謝性・呼吸性アルカローシス
疾患: サリチル酸中毒
症状: テタニー

🧠 呼吸性障害は「CO₂ そのもの」が一次変化。 CO₂ は水と反応して酸（H₂CO₃）になるので、CO₂ が溜まればアシドーシス、飛べばアルカローシス。代償は腎が HCO₃⁻ を増減して行うが、腎は遅いので「最大代償に数日」かかる。

呼吸性アシドーシス

定義と指標

II型呼吸不全（pO₂ <60 mmHg、pCO₂ >50 mmHg）で CO₂ が蓄積 → 高炭酸ガス血症hypercapnia高炭酸ガス血症（hypercapnia）hypercapnia（高炭酸ガス血症）。
pH < 7.4
pCO₂ > 40 mmHg（→ pH 低下）
標準[HCO₃⁻] 不変（24 mM）

原因

著明な換気血流比不均衡V/Q mismatch換気血流比不均衡（V/Q mismatch）V/Q mismatch（換気血流比不均衡）を伴う肺疾患（COPD、ARDS、気胸）。
脳から呼吸筋までの 神経筋経路neuromuscular pathway神経筋経路（neuromuscular pathway）neuromuscular pathway（神経筋経路） の障害（オピオイド過量、ミオパチーmyopathyミオパチー（myopathy）myopathy（ミオパチー））。

代謝性（腎）代償

flowchart TD
  A["pCO₂↑（慢性）"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='proximal tubule'>近位尿細管</span>でグルタミンを<span class='jp-term jp-term-diagram' title='deamination'>脱アミノ化</span> → NH₃を管腔へ分泌"]
  B --> C["新生HCO₃⁻を再吸収（＋濾過HCO₃⁻も再吸収）"]
  C --> D["血漿 HCO₃⁻↑ で pH を引き戻す"]
  B --> E["⚠️ グルタミンは骨格筋蛋白の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='catabolism'>異化</span>から → 筋喪失"]
  A --> F["腎の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acid excretion'>酸排泄</span>は数日かけて徐々に↑（最大代償に数日）"]

腎は 濾過HCO₃⁻の再吸収と 新生HCO₃⁻の生成で血漿HCO₃⁻を上げる。これは NH₃ の生成/排泄と密接に連動。
近位尿細管proximal tubule近位尿細管（proximal tubule）proximal tubule（近位尿細管）でのグルタミン脱アミノ化glutamine deaminationグルタミン脱アミノ化（glutamine deamination）glutamine deamination（グルタミン脱アミノ化） → NH₃を管腔へ、新生HCO₃⁻を再吸収。必要に応じアンモニア産生を亢進（グルタミンは 骨格筋蛋白の異化catabolism異化（catabolism）catabolism（異化） → 筋喪失に由来）。
時間経過time course時間経過（time course）time course（時間経過）: 酸排泄acid excretion酸排泄（acid excretion）acid excretion（酸排泄）は数日かけて徐々に↑。最大代償には数日が必要。

臨床と治療

基礎疾患が前面（麻痺、胸壁損傷、COPD）。CO₂ 貯留 → 傾眠 → さらに呼吸ドライブrespiratory drive呼吸ドライブ（respiratory drive）respiratory drive（呼吸ドライブ）を抑制（悪循環）。
基礎疾患を治療：pO₂ を上げる（>60 mmHg）が、それ以上の pCO₂ 上昇は避ける。
急性II型呼吸不全は緊急。次を鑑別：

病態	対応
換気ドライブventilatory drive換気ドライブ（ventilatory drive）ventilatory drive（換気ドライブ）は高いが空気が動かせない	上気道閉塞upper airway obstruction上気道閉塞（upper airway obstruction）upper airway obstruction（上気道閉塞）を考慮（吸気性喘鳴inspiratory stridor吸気性喘鳴（inspiratory stridor）inspiratory stridor（吸気性喘鳴）、stridor）→ Heimlich法、挿管または緊急気管切開emergency tracheostomy緊急気管切開（emergency tracheostomy）emergency tracheostomy（緊急気管切開）
呼吸努力respiratory effort呼吸努力（respiratory effort）respiratory effort（呼吸努力）が低下（より多い — COPD、喘息、ARDS、緊張性気胸tension pneumothorax緊張性気胸（tension pneumothorax）tension pneumothorax（緊張性気胸））	高濃度O₂、ネブライザーnebulizerネブライザー（nebulizer）nebulizer（ネブライザー）によるサルブタモールsalbutamolサルブタモール（salbutamol）salbutamol（サルブタモール）投与、換気補助ventilatory support換気補助（ventilatory support）ventilatory support（換気補助）

病態

対応

換気ドライブventilatory drive換気ドライブ（ventilatory drive）ventilatory drive（換気ドライブ）は高いが空気が動かせない

上気道閉塞upper airway obstruction上気道閉塞（upper airway obstruction）upper airway obstruction（上気道閉塞）を考慮（吸気性喘鳴inspiratory stridor吸気性喘鳴（inspiratory stridor）inspiratory stridor（吸気性喘鳴）、stridor）→ Heimlich法、挿管または緊急気管切開emergency tracheostomy緊急気管切開（emergency tracheostomy）emergency tracheostomy（緊急気管切開）

呼吸努力respiratory effort呼吸努力（respiratory effort）respiratory effort（呼吸努力）が低下（より多い — COPD、喘息、ARDS、緊張性気胸tension pneumothorax緊張性気胸（tension pneumothorax）tension pneumothorax（緊張性気胸））

高濃度O₂、ネブライザーnebulizerネブライザー（nebulizer）nebulizer（ネブライザー）によるサルブタモールsalbutamolサルブタモール（salbutamol）salbutamol（サルブタモール）投与、換気補助ventilatory support換気補助（ventilatory support）ventilatory support（換気補助）

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）を定期的にモニター。

呼吸性アルカローシス

定義と指標

過換気hyperventilation過換気（hyperventilation）hyperventilation（過換気） → pCO₂↓ → 血漿 pH↑。
pH > 7.4
pCO₂ < 40 mmHg（→ pH 上昇）
標準[HCO₃⁻] 不変（24 mM）

原因

過換気hyperventilation過換気（hyperventilation）hyperventilation（過換気）:
- 不安状態（短時間）
- 高地（低 pO₂）
持続性:
- 妊娠（プロゲステロン）
- 肺塞栓＋肺炎（低酸素）
- 慢性肝疾患chronic liver disease慢性肝疾患（chronic liver disease）chronic liver disease（慢性肝疾患）
- サリチル酸塩salicylatesサリチル酸塩（salicylates）salicylates（サリチル酸塩）（脳幹の呼吸中枢respiratory center呼吸中枢（respiratory center）respiratory center（呼吸中枢）を刺激）

臨床と治療

💡 なぜ手足や口がしびれnumbnessしびれ（numbness）numbness（しびれ）るのか: アルカリ性のECFではアルブミンへのCa²⁺結合が増え、遊離Ca²⁺が下がる（機能的低カルシウム血症hypocalcemia低カルシウム血症（hypocalcemia）hypocalcemia（低カルシウム血症））。だから過換気hyperventilation過換気（hyperventilation）hyperventilation（過換気）発作で口周り・指のしびれnumbnessしびれ（numbness）numbness（しびれ）、重症ではTrousseau徴候Trousseau signTrousseau徴候（Trousseau sign）Trousseau sign（Trousseau徴候）/Chvostek徴候Chvostek signChvostek徴候（Chvostek sign）Chvostek sign（Chvostek徴候）、テタニーtetanyテタニー（tetany）tetany（テタニー）が出る。

パニック障害では過換気hyperventilation過換気（hyperventilation）hyperventilation（過換気）が明らか。
低 Ca²⁺ の症状:
- 口周り・指のしびれnumbnessしびれ（numbness）numbness（しびれ）
- 重症でTrousseau徴候Trousseau signTrousseau徴候（Trousseau sign）Trousseau sign（Trousseau徴候）・Chvostek徴候Chvostek signChvostek徴候（Chvostek sign）Chvostek sign（Chvostek徴候）、テタニーtetanyテタニー（tetany）tetany（テタニー）、痙攣
低酸素を伴う → O₂ 療法。pO₂ 正常 → 原因の是正、不安軽減、閉じた袋への再呼吸rebreathing再呼吸（rebreathing）rebreathing（再呼吸）で CO₂ を上げる。