息切れの犯人は「壁の厚み」―A-aDO2が教えるガス交換障害の正体

所見の整理

・48歳女性、数年の経過で徐々に進行する労作時呼吸困難。1km歩くと途中で休む必要があり、Hugh-Jones分類（息切れの程度を5段階で評価する分類）ではIII度（平地でも健常者並みには歩けないが、自分のペースなら1.6km＝1マイル以上歩ける）に相当する。 ・呼吸数24/分と頻呼吸。貧血・黄疸はなく、酸素運搬能の低下（貧血）による息切れは否定的である。赤血球500万/μLは女性としては多めで、慢性の低酸素血症に反応した二次性の赤血球増加を反映している可能性がある。 ・動脈血ガス: PaO2 60Torrと低下（PaO2≦60Torrは呼吸不全の基準）、PaCO2 36Torrは上昇しておらずむしろ低め、pH 7.48と軽度のアルカレミア。低酸素血症による換気刺激で過換気気味になっている状態と読める。 ・PaCO2≦45Torrの呼吸不全なのでI型呼吸不全である。

A-aDO2（肺胞気-動脈血酸素分圧較差）の確認

肺胞気酸素分圧（PAO2）は肺胞気式で概算できる。 PAO2 ≒ PIO2 − PaCO2/R ＝ (760−47)×0.21 − 36/0.8 ≒ 150 − 45 ＝ 105Torr A-aDO2 ＝ PAO2 − PaO2 ＝ 105 − 60 ＝ 45Torr と問題文の値に一致する。基準値は室内気で10Torr程度まで（加齢で増え、高齢者でも20Torr程度まで）であり、45Torrは明らかな開大である。

病態の考え方

低酸素血症の機序は、(1)肺胞低換気、(2)換気血流比（V/Q）不均等、(3)拡散障害、(4)シャント、(5)吸入気酸素分圧の低下、に整理される。このうち肺胞低換気と吸入気酸素分圧の低下では、肺胞そのものの酸素分圧が下がるだけで肺胞から血液への酸素の受け渡しは正常なので、A-aDO2は開大しない。特に肺胞低換気ではPaCO2が必ず上昇する（II型呼吸不全）。 本例はPaCO2が上昇しておらずA-aDO2が開大しているので、肺胞低換気ではなく、肺の「ガス交換の場」そのものの障害（拡散障害・V/Q不均等・シャント）が原因である。さらに、年単位でゆっくり進行する労作時呼吸困難という臨床像は、間質性肺炎（肺線維症）のように肺胞壁（間質）が厚くなって酸素が通りにくくなる拡散障害に典型的である。拡散障害は運動時に血流が速くなり赤血球が肺毛細血管を通過する時間が短くなると顕著になるため、労作時に症状が出やすい。 したがって、考えられる病態は肺胞壁の肥厚である。

低酸素血症の5つの機序とA-aDO2・PaCO2

・肺胞低換気: A-aDO2正常、PaCO2上昇（例: 呼吸中枢抑制、神経筋疾患、胸郭変形、上気道閉塞） ・吸入気酸素分圧低下: A-aDO2正常、PaCO2は正常〜低下（例: 高地） ・拡散障害: A-aDO2開大、PaCO2正常〜低下（例: 間質性肺炎、肺線維症）。酸素投与で改善しやすい。 ・換気血流比不均等: A-aDO2開大（例: COPD、気管支喘息、肺炎、肺血栓塞栓症）。低酸素血症の原因として最も頻度が高い。 ・シャント: A-aDO2開大、100%酸素を吸入してもPaO2がほとんど上がらないのが特徴（例: 無気肺、ARDS、肺動静脈瘻、右左短絡を伴う心疾患）。

肺胞気式

PAO2 ＝ FIO2×(大気圧−47) − PaCO2/R（Rは呼吸商で通常0.8）。室内気・海面レベルではPAO2 ≒ 150 − 1.25×PaCO2。 A-aDO2の基準は室内気で10Torr程度まで。加齢で増加し、目安として「年齢/4＋4」程度までは許容される。

I型・II型呼吸不全

呼吸不全はPaO2≦60Torr。PaCO2≦45TorrならI型、PaCO2＞45TorrならII型。I型はガス交換障害（A-aDO2開大）、II型は肺胞低換気が中心となる。

Hugh-Jones分類

I度: 同年齢の健常者と同様に歩行・階段昇降ができる。II度: 平地は同様に歩けるが坂・階段は健常者並みには登れない。III度: 平地でも健常者並みには歩けないが、自分のペースなら1マイル（約1.6km）以上歩ける。IV度: 休みながらでなければ50m以上歩けない。V度: 会話・着替えでも息切れがする。

間質性肺炎の特徴

乾性咳嗽、緩徐進行性の労作時呼吸困難、fine crackles（捻髪音）、ばち指、拘束性換気障害（%VC低下）、DLCO（肺拡散能）低下、KL-6・SP-Dの上昇、運動時のSpO2低下が典型である。