血液ガスと酸塩基平衡

今回は血液ガスと酸塩基平衡について解説します。動脈血液ガス分析は、体の中で酸素がどれだけ取り込まれているか、二酸化炭素がどれだけ排出されているか、そして血液が酸性・アルカリ性のどちらに傾いているかを評価する検査です。呼吸器疾患や代謝性疾患の重症度判定に欠かせない指標であり、看護師国試では数値の読み取りと病態の判別が頻出します。

動脈血液ガスの基準値

動脈血液ガス分析で評価する主な項目は四つあります。pHは7.35〜7.45が基準値で、これより低ければアシデミア（酸性側）、高ければアルカレミア（アルカリ側）です。動脈血二酸化炭素分圧（PaCO2）は35〜45Torrで、呼吸による酸塩基平衡の調節を反映します。重炭酸イオン（HCO3⁻）は22〜26mEq/Lで、腎臓による代謝性の調節を担います。動脈血酸素分圧（PaO2）は80〜100Torrで、肺でのガス交換能を示します。これらの正常範囲を確実に覚えることが、すべての判読の出発点となります。

酸塩基平衡の調節機構

体内では血液のpHを一定に保つために、肺と腎臓が役割を分担しています。肺はCO2を呼出することで酸を排出し、呼吸の速さや深さによって短時間でpHを調整します。CO2は水と結びついて炭酸となり、これが解離すると水素イオン（H⁺）を生じるため、CO2は実質的に酸として作用するからです。一方、腎臓はHCO3⁻を再吸収したりH⁺を尿中に排泄したりすることで、時間はかかりますが持続的にpHを調節します。

この仕組みから、酸塩基平衡異常は呼吸性（PaCO2の異常）と代謝性（HCO3⁻の異常）に分類されます。さらにそれぞれがアシドーシスかアルカローシスかに分かれるため、合計で四つの病態が成立します。

四つの酸塩基平衡異常

呼吸性アシドーシスは、換気量の低下によりCO2が体内に蓄積し、PaCO2が上昇してpHが低下する病態です。気管支喘息発作、COPDの急性増悪、神経筋疾患、呼吸抑制薬の使用などで生じる肺胞低換気が代表的な原因です。呼吸性アルカローシスは、過換気によりCO2が過剰に呼出され、PaCO2が低下してpHが上昇する病態です。過換気症候群が典型例で、心因性の頻呼吸により発症します。

代謝性アシドーシスは、HCO3⁻の減少や有機酸の蓄積によりpHが低下する病態で、糖尿病性ケトアシドーシス、腎不全、下痢などで起こります。代謝性アルカローシスは、HCO3⁻の増加や酸の喪失によりpHが上昇する病態で、嘔吐や利尿薬の使用で生じます。

血液ガスの読み方の手順

血液ガスデータを判読するときは、三つのステップで考えると確実です。第一に、pHを見てアシデミアかアルカレミアかを判定します。第二に、PaCO2とHCO3⁻のどちらが原因かを見極めます。pHと同じ方向に動いている因子が一次的な原因となります。たとえばpHが低くPaCO2が高ければ呼吸性アシドーシス、pHが低くHCO3⁻が低ければ代謝性アシドーシスです。第三に、もう一方の因子による代償が働いているかを確認します。

過換気症候群と低カルシウム様症状

過換気症候群では、頻呼吸によりCO2が急激に低下して血液がアルカリ側に傾きます。アルカローシスの状態では血中のカルシウムイオン化率が低下するため、しびれ・テタニー・助産師の手と呼ばれる手指の屈曲、口周囲のしびれといった低Ca様症状が出現します。末梢血管も収縮し、めまいや失神を伴うことがあります。対応としては、かつて行われた紙袋再呼吸法（ペーパーバッグ法）は低酸素を招く危険があるため現在は推奨されず、安心できる声かけとゆっくりした腹式呼吸の促しが基本となります。

まとめ

血液ガスと酸塩基平衡では、pH・PaCO2・HCO3⁻・PaO2の基準値を押さえ、肺がCO2、腎臓がHCO3⁻を担う調節機構を理解することが基礎となります。喘息発作やCOPD増悪では呼吸性アシドーシス、過換気症候群では呼吸性アルカローシスが典型像であり、pHと同じ方向に動く因子から原因を判別する手順を身につけることが国試対策の要です。