StudyMed医師国家試験

吐くたびに失われる「塩酸」―幽門狭窄が招く低クロール性アルカローシス

第101回医師国家試験 D問題 第41問(連問)

国試問題にチャレンジ

第101回 D問題 第41問

連問の共通文

次の文を読み,41と42の問いに答えよ。 42歳の男性。頻回の嘔吐を主訴に来院した。 現病歴:2か月前から食後に上腹部膨満感が出現し,1週前から時々嘔吐するようになった。上腹部に重圧感を自覚することもあり,一昨日から嘔吐が頻回になり,黒っぽい便が出ている。吐物は食物残渣のみで,血液の混入はない。 既往歴:28歳時,十二指腸潰瘍に罹患し服薬治療を受けていたが,再発を繰り返していた。 現症:意識は清明。身長170 cm,体重54 kg。体温36.9℃。呼吸数12/分。脈拍124/分,整。血圧98/58 mmHg。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦で,上腹部に圧痛を認める。腸雑音は正常である。 検査所見:尿所見:蛋白(-),糖(-)。血液所見:赤血球242万,Hb 6.5 g/dL,Ht 20%,血小板39万。血液生化学所見:総蛋白6.5 g/dL,アルブミン3.8 g/dL,尿素窒素42 mg/dL,クレアチニン0.9 mg/dL,AST 38 IU/L,ALT 33 IU/L,LD 360 IU/L(基準176〜353)。

この患者の血清電解質で最も著しい異常がみられるのはどれか。

  1. a.ナトリウム
  2. b.カリウム
  3. c.クロール
  4. d.カルシウム
  5. e.リン

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、頻回の嘔吐で体内の電解質がどう変化するかを考える問題だ。ポイントは「何が吐き出されているのか」。胃液の中身を思い浮かべられれば、答えは自然に見えてくるよ。まずは背景の病態から整理しよう。十二指腸潰瘍を繰り返してきた人が、食後の膨満感と食物残渣だけの嘔吐を数週間かけて悪化させている。ここから何を考える?
医学生医学生
潰瘍の合併症ですよね。消化器内科の講義で、出血・穿孔・狭窄が三大合併症だと習いました。今回は嘔吐が主体なので狭窄でしょうか。
ドクタードクター
その通り。潰瘍は再発と治癒を繰り返すたびに瘢痕が残り、十二指腸球部や幽門が狭くなっていく。すると胃の内容物が先へ流れず、胃にたまって吐き出されるようになる。胆汁が混ざらない吐物というのも、出口より手前で詰まっていることを示唆しているんだ。黒色便や高度の貧血もあるから、潰瘍からの出血も重なっていると読める。
医学生医学生
出血と狭窄が同時に起きているんですね。では電解質ですが、吐いているならカリウムが一番下がるのかなと思いました。低カリウム血症は嘔吐の代表的な合併症だと覚えていたので。
ドクタードクター
よくある考え方だね。確かにカリウムは下がる。でも「最も著しい」かどうかは別の話だ。胃液の主成分は何だったかな。
医学生医学生
壁細胞が出す塩酸です。生理学の実習で、壁細胞のプロトンポンプとCl-チャネルの図を描かされました。
ドクタードクター
そう、HClだ。胃液のCl-濃度は100 mEq/L以上に達することもある。幽門が詰まって胃液が十二指腸へ流れず、そのまま嘔吐で体外に出ていくと、H+とCl-がまとめて大量に失われる。だから最も目立つのは低クロール血症なんだ。正解はクロールだね。
医学生医学生
H+も失われるから、アルカローシスにもなるわけですね。
ドクタードクター
その通り。H+が抜けた分、細胞外液のHCO3-が相対的に増えて代謝性アルカローシスになる。さらに重要なのは、Cl-が不足していると腎臓がHCO3-をうまく捨てられないこと。尿細管でのCl-とHCO3-の交換が働かないから、アルカローシスが維持されてしまうんだ。
医学生医学生
では、カリウムはなぜ下がるんですか。胃液にそんなに含まれているイメージはないのですが。
ドクタードクター
鋭いね。胃液のK+は10 mEq/L前後と少なく、嘔吐で直接失われる量はわずかだ。主因は腎からの喪失なんだ。脱水でレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系が亢進してNa+再吸収と引き換えにK+が尿へ出ていく。増えたHCO3-が遠位尿細管に届くこともK+排泄を促す。さらにアルカローシスそのものでK+が細胞内へ移動する。臨床的に大事な異常だけれど、程度としてはCl-の低下に及ばない。
医学生医学生
ナトリウムはどうでしょう。脱水なら上がりそうですが。
ドクタードクター
胃液にもNa+は含まれるけれど、濃度はCl-よりずっと低い。水分喪失で濃縮されて高めに出ることもあれば、低張な水分補給で低めに出ることもある。いずれにせよ変化は軽度で、Cl-ほど際立たないんだ。
医学生医学生
カルシウムとリンは、嘔吐ではあまり失われなさそうですね。でもアルカローシスでテタニーが出ると聞いたことがあります。
ドクタードクター
いい記憶だ。総カルシウム値は通常変わらない。ただアルカローシスではアルブミンにCa2+が結合しやすくなり、イオン化カルシウムが下がるので、しびれやテタニーが出ることがある。総Ca値の異常とは分けて考えよう。リンも胃液にはごくわずかで、腎機能も保たれているから大きな異常にはならない。
医学生医学生
まとめると、胃液を失う嘔吐では低Cl性低K性代謝性アルカローシスで、その中心は低クロール血症ということですね。
ドクタードクター
完璧だ。治療の考え方もセットで押さえよう。この病態は生理食塩水とカリウムの補充で改善する「クロール反応性アルカローシス」に分類される。尿中Cl-が低値なのが特徴で、原発性アルドステロン症やBartter症候群のような尿中Cl-高値の「クロール抵抗性」とは区別するんだ。
医学生医学生
下痢だと逆にアシドーシスになるんでしたよね。CBTの過去問で何度も見ました。
ドクタードクター
そう。腸液はHCO3-に富むから、下痢ではHCO3-が失われてアニオンギャップ正常の高Cl性代謝性アシドーシスになる。嘔吐と下痢を対比で覚えると混乱しないよ。もう一つ、嘔吐が長引き脱水とK欠乏が進むと、アルカローシスなのに尿が酸性になる「奇異性酸性尿」が起こる。腎がNa+保持を最優先してH+まで排泄してしまうためだ。
医学生医学生
臨床実習で胃管から大量に排液されている患者さんがいましたが、あれも同じ電解質異常に注意が必要ですね。
ドクタードクター
その通り。胃液吸引でも同じことが起こるから、排液量を見ながら生理食塩水とKを補うのが基本だ。そして根本的には、潰瘍の再発予防にピロリ菌の除菌を忘れないこと。電解質の数字の裏にある病態まで考える習慣をつけよう。

まとめ

幽門狭窄などで胃液が嘔吐により失われると、胃液の主成分である塩酸(HCl)が選択的に喪失し、低クロール血症と代謝性アルカローシスが生じます。低カリウム血症も伴いますが、胃液中のKは少なく、主因はアルドステロン作用やHCO3-増加による腎からの喪失であり、最も著しい異常は低クロール血症です。この病態は尿中Cl-低値を示すクロール反応性アルカローシスで、生理食塩水とKの補充で改善し、HCO3-を失う下痢による代謝性アシドーシスとは対照的です。消化性潰瘍の再発を繰り返す患者の食後膨満と食物残渣の嘔吐は瘢痕性幽門狭窄のサインであり、体液の組成から電解質異常を予測する考え方は輸液管理の基礎として臨床で欠かせません。

解答・解説

正解はcです

所見の整理

・既往:28歳から十二指腸潰瘍を患い、再発を繰り返している。 ・2か月前から食後の上腹部膨満感と重圧感があり、1週前から嘔吐、一昨日から頻回の嘔吐となった。吐物は食物残渣のみで血液を含まない。 ・一昨日から黒っぽい便(黒色便・タール便)が出ている。 ・脈拍124/分、血圧98/58 mmHgで、ショック指数(脈拍÷収縮期血圧)は約1.3である。循環血液量がかなり減っていることを示す。 ・Hb 6.5 g/dL、Ht 20%と高度の貧血がある。 ・尿素窒素(BUN)42 mg/dLに対しクレアチニン0.9 mg/dLで、BUN/Cr比は約47と著しく高い。 ・体重54 kg(BMI約18.7)とやせ型である。

診断へのプロセス

黒色便は、胃酸で血液中のヘモグロビンが黒色の塩酸ヘマチンに変わるために生じ、多くはTreitz靱帯より口側の上部消化管からの出血を意味する。BUN/Cr比が高いのは、腸管内の血液(蛋白)が消化・吸収されて尿素が作られるためであり、脱水による腎前性の要素も加わっている。クレアチニンは正常なので腎機能自体は保たれている。したがって、上部消化管出血による出血性ショックに近い状態と考えられ、既往からは十二指腸潰瘍の再発・出血が最も疑われる。 さらに、潰瘍の再発を繰り返すと、治るたびに瘢痕が残り、十二指腸球部や幽門が狭くなる(瘢痕性狭窄)。食後の膨満感、食物残渣だけの嘔吐(胆汁や血液を含まない)が数週間の経過で進行している点は、幽門狭窄(胃出口閉塞)による胃内容のうっ滞を示唆する。すなわち本例は「十二指腸潰瘍の再発による出血」と「繰り返した潰瘍による幽門狭窄」の2つが重なった病態と読み取れる。

設問の考え方

胃液にはH+とCl-が塩酸(HCl)として多量に含まれる。幽門狭窄では胃液が十二指腸へ流れず、嘔吐でそのまま体外へ出ていくため、HClが選択的に失われる。その結果、低クロール血症と代謝性アルカローシスが生じ、さらに腎での代償機構により低カリウム血症が加わる(低Cl性低K性代謝性アルカローシス)。この中でも最も際立つのは、胃液の主成分であるCl-の低下である。

選択肢考察

  1. ×a.  ナトリウム

    胃液にもNa+は含まれるが、濃度はCl-よりずっと低い(胃液のCl-は100 mEq/L以上に達するのに対し、Na+は数十mEq/L程度)。嘔吐による水分喪失で濃縮されて高めに出ることもあれば、Na+喪失と低張液の補給で低めに出ることもあるが、いずれにしても変化は軽度にとどまり、Cl-ほど著しい異常にはならない。

  2. ×b.  カリウム

    低下する。ただし胃液中のK+は10 mEq/L前後と少なく、嘔吐で直接失われる量はわずかである。低カリウム血症の主因は腎からの喪失で、(1) 循環血液量減少でレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系が亢進し、遠位ネフロンでNa+再吸収と引き換えにK+が尿中へ排泄される、(2) アルカローシスで増えたHCO3-が遠位尿細管に届き、K+排泄を促す、(3) アルカローシスそのものでK+が細胞内へ移動する、という機序による。臨床的に重要な異常ではあるが、程度としてはCl-の低下に及ばない。

  3. ○c.  クロール

    胃液の主成分は塩酸(HCl)であり、幽門狭窄による頻回の嘔吐では胃液がそのまま失われるため、Cl-が最も大量に失われる。同時にH+も失われるので、細胞外液中のHCO3-が相対的に増え、代謝性アルカローシスとなる。さらに、Cl-が不足した状態では腎がHCO3-を十分に排泄できず(尿細管でのCl-/HCO3-交換が働かない)、アルカローシスが維持される。このため、生理食塩水などCl-を含む輸液で補正すると改善する(クロール反応性アルカローシス)。本例で最も著しい電解質異常は低クロール血症である。

  4. ×d.  カルシウム

    嘔吐でCa2+が大量に失われることはなく、血清総カルシウム値は通常変化しない。ただしアルカローシスではアルブミンにCa2+が結合しやすくなり、イオン化カルシウムが低下するため、テタニーやしびれが出ることがある。これは総カルシウム値の異常とは区別して理解する。本例は腎機能も保たれており、Ca代謝に大きな影響はない。

  5. ×e.  リン

    胃液中のリンはごく少なく、嘔吐で目立って失われることはない。本例ではクレアチニンが正常で腎機能が保たれているため、リンの蓄積も起こらない。アルカローシスによる細胞内移動で軽度に低下することはあるが、問題となるほどの異常ではない。

嘔吐と下痢の酸塩基・電解質異常の比較

・嘔吐(胃液喪失):HCl喪失 → 低Cl血症、代謝性アルカローシス、低K血症。 ・下痢(腸液喪失):腸液はHCO3-に富むため、HCO3-喪失 → 代謝性アシドーシス(アニオンギャップ正常、高Cl性)、低K血症。

奇異性酸性尿

嘔吐によるアルカローシスでは、本来ならアルカリ尿になるはずである。しかし脱水が高度になると、腎はNa+の再吸収を最優先し、アルドステロンの作用でNa+と引き換えにK+やH+を尿中へ排泄する。K+が枯渇してくるとH+の排泄がさらに増え、アルカローシスなのに尿が酸性になる。これを奇異性酸性尿(paradoxical aciduria)とよぶ。

代謝性アルカローシスの分類

・クロール反応性(尿中Cl-低値、おおむね20 mEq/L未満):嘔吐、胃液吸引、利尿薬使用後など。生理食塩水の投与とK+補充で改善する。 ・クロール抵抗性(尿中Cl-高値):原発性アルドステロン症、Cushing症候群、Bartter症候群・Gitelman症候群など。

消化性潰瘍の合併症

出血、穿孔、狭窄が三大合併症である。狭窄は十二指腸球部や幽門の潰瘍が再発・治癒を繰り返して瘢痕化することで生じ、食後の膨満感や胃内容の嘔吐をきたす。立位腹部単純X線で拡張した胃の鏡面像、身体診察で振水音(胃部のちゃぷちゃぷという音)を認めることがある。再発予防にはHelicobacter pylori(ピロリ菌)の除菌が重要である。

BUN/Cr比

通常は10〜20程度である。上部消化管出血では腸管内の血液蛋白の吸収と循環血液量減少のため、しばしば30以上に上昇し、上部からの出血を示唆する手がかりになる。

POINT

・頻回の嘔吐(胃液喪失)→ 低Cl性低K性代謝性アルカローシス。最も目立つのは低Cl血症である。 ・低K血症の主因は胃液中のK喪失ではなく、アルドステロン作用とHCO3-増加による腎からの喪失である。 ・生理食塩水とKの補充で改善する(クロール反応性)。 ・十二指腸潰瘍の再発を繰り返す患者の食後膨満・食物残渣の嘔吐は、瘢痕性の幽門狭窄を考える。 ・黒色便、BUN/Cr比の上昇、貧血、頻脈・低血圧は上部消化管出血を示す。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。