StudyMed医師国家試験

深く大きな呼吸はSOSのサイン―急性発症の高血糖で現れるKussmaul大呼吸

第105回医師国家試験 G問題 第66問(連問)

国試問題にチャレンジ

第105回 G問題 第66問

連問の共通文

次の文を読み,65~67の問いに答えよ。 45歳の男性。めまい,嘔気および嘔吐を主訴に来院した。 現病歴:24歳から毎年健康診断を受けていたが,異常を指摘されたことはなかった。直近では6月14日に健康診断を受け,空腹時血糖98 mg/dL,HbA1c 5.1%であった。7月25日ころから軽い咳が出現し,7月30日に突然,口渇,多飲および多尿が出現した。8月1日にめまいが出現し,熱中症ではないかと自己判断して,スポーツ飲料を4リットル飲んだ。その夜から嘔気と嘔吐とが出現し,8月2日に受診した。 既往歴:5年前に痔瘻の手術。 生活歴:喫煙は20歳から15本/日を17年間。飲酒は機会飲酒。 家族歴:父が高血圧症,高尿酸血症および糖尿病で治療中である。母は胆嚢摘出術を受けている。 現症:意識は清明。身長171 cm,体重58 kg。体温36.8℃。呼吸数22/分。脈拍64/分,整。血圧102/68 mmHg。甲状腺の腫大を認めない。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦,軟で,肝・脾を触知しない。 検査所見:尿所見:蛋白(-),糖3+,ケトン体2+。血液所見:赤血球468万,Hb 13.9 g/dL,Ht 42%,白血球12,300(好中球75%,好酸球1%,好塩基球1%,単球6%,リンパ球17%),血小板27万。血液生化学所見:血糖610 mg/dL,HbA1c 5.8%(基準4.3~5.8),総蛋白7.5 g/dL,アルブミン3.9 g/dL,尿素窒素12 mg/dL,クレアチニン0.6 mg/dL,尿酸6.9 mg/dL,総コレステロール246 mg/dL,トリグリセリド190 mg/dL,総ビリルビン0.9 mg/dL,AST 10 IU/L,ALT 16 IU/L,LD 177 IU/L(基準176~353),ALP 174 IU/L(基準115~359),アミラーゼ950 IU/L(基準37~160),Na 131 mEq/L,K 4.4 mEq/L,Cl 97 mEq/L。CRP 1.0 mg/dL。動脈血ガス分析(自発呼吸,room air):pH 7.25,PaCO2 28 Torr,PaO2 102 Torr,HCO3- 12 mEq/L。

 この病態で特徴的な症候はどれか。

  1. a.耳鳴
  2. b.過換気
  3. c.手指振戦
  4. d.腱反射消失
  5. e.起立性低血圧

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、健診では異常がなかった人に急に起きた高血糖の病態を見抜き、その病態に特徴的な症候を選ぶ問題だ。注目してほしいのは、尿ケトン体と動脈血ガスの組み合わせ、そしてHbA1cが血糖の割にほとんど上がっていない点。まずは、この病態を何と考えるかな。
医学生医学生
血糖がとても高くて尿ケトン体が陽性、pHも下がっているので、糖尿病性ケトアシドーシスだと思います。
ドクタードクター
その通り。アニオンギャップを計算すると22 mEq/Lと開大していて、ケトン体という酸がたまったアニオンギャップ開大性の代謝性アシドーシスだとわかる。では、なぜHbA1cがほぼ正常なのに血糖がここまで高いんだろう。
医学生医学生
HbA1cは1〜2か月の平均血糖を反映するので、高血糖になってからの期間がすごく短い、ということでしょうか。
ドクタードクター
まさにそこがポイント。感冒様症状に続いて数日で急激にインスリン分泌が失われ、HbA1cが追いつかないうちにケトアシドーシスに至っている。膵外分泌酵素であるアミラーゼの上昇も伴っていて、劇症1型糖尿病を強く疑う経過なんだ。
医学生医学生
内分泌代謝の講義で、劇症1型は「HbA1cが血糖のわりに低い」のが診断のヒントだと習いました。
ドクタードクター
よく覚えているね。さて本題だ。設問は「この病態で特徴的な症候」。ケトアシドーシスで体はどう反応すると思う?
医学生医学生
酸がたまるので、体はそれを何とか打ち消そうとするはずです。腎臓で代償するには時間がかかりそうですが……。
ドクタードクター
いい着眼点だね。腎性代償は日単位でゆっくり働くけれど、呼吸による代償はすぐに始まる。延髄の呼吸中枢が刺激されて深く大きな呼吸になり、CO2をたくさん吐き出してPaCO2を下げ、pHを正常に近づけようとする。これが過換気で、DKAで典型的にみられる深く規則的な大呼吸をKussmaul大呼吸と呼ぶ。
医学生医学生
PaCO2が低いのは、その代償の結果なんですね。でも、代償として十分なのかどうかはどう判断すればいいですか。
ドクタードクター
Winterの式を使うといい。代謝性アシドーシスで予測されるPaCO2は1.5×HCO3-+8±2。HCO3-が12なら24〜28 Torrになる。今回のPaCO2はこの範囲に収まっているから、呼吸性の問題が別に合併しているわけではなく、適切な代償としての過換気と解釈できるんだ。
医学生医学生
CBTの勉強で酸塩基平衡は苦手でしたが、式に当てはめると整理しやすいですね。ほかの選択肢も確認させてください。耳鳴は糖尿病と関係ありましたか。
ドクタードクター
耳鳴や感音難聴は、ミトコンドリア遺伝子の3243A→G変異などによるミトコンドリア糖尿病の随伴症状として有名だ。母系遺伝を示すのが特徴だね。ケトアシドーシスに特徴的なものではない。
医学生医学生
手指振戦は、甲状腺機能亢進症のイメージがあります。
ドクタードクター
そうだね。糖尿病の診療で振戦が問題になるのは、むしろインスリンやスルホニル尿素薬による低血糖のとき。交感神経が興奮して振戦・発汗・動悸が出る。今回は逆の高血糖だから当てはまらない。
医学生医学生
腱反射消失や起立性低血圧は、糖尿病の神経障害ですよね。臨床実習の糖尿病外来で、アキレス腱反射を必ず診ていました。
ドクタードクター
その通り。どちらも長年の高血糖による慢性合併症、つまり多発神経障害や自律神経障害の所見だ。発症して数日の今回とは時間軸が合わない。ただし、DKAでも浸透圧利尿による脱水で起立時に血圧が下がることはありうる。とはいえ、それは脱水一般でみられる非特異的な所見で、DKAを特徴づける症候とはいえない。
医学生医学生
「急性の代謝失調」か「慢性合併症」か、時間軸で分けて考えるとすっきりしますね。
ドクタードクター
いい整理だ。最後に臨床での注意点も押さえておこう。DKAでは呼気に果実のような甘酸っぱいアセトン臭がすることがあるし、嘔気・嘔吐や腹痛が目立って急性腹症と間違われることもある。救急外来で「速くて深い呼吸」と「消化器症状」を見たら、まず血糖と血液ガスを確認する習慣をつけておきたい。
医学生医学生
過換気を見て過換気症候群と決めつけると、見逃してしまいそうで怖いです。
ドクタードクター
本当にそこが落とし穴なんだ。過換気症候群は呼吸性アルカローシスだけれど、Kussmaul大呼吸は代謝性アシドーシスへの代償。同じ「呼吸が速い」でも意味が正反対だから、血液ガスで必ず確かめよう。尿毒症や乳酸アシドーシスなど、ほかの代謝性アシドーシスでもKussmaul大呼吸はみられることも覚えておくといい。

まとめ

健診で正常だった人が感冒様症状に続いて急激に高血糖・ケトーシスをきたし、HbA1cがほぼ正常にとどまる場合は、劇症1型糖尿病による糖尿病性ケトアシドーシス(DKA)を考えます。DKAに特徴的な症候は、アニオンギャップ開大性代謝性アシドーシスを呼吸で代償する過換気、すなわち深く規則的なKussmaul大呼吸であり、呼気のアセトン臭も手がかりになります。代償が適切かはWinterの式(予測PaCO2=1.5×HCO3-+8±2)で評価できます。腱反射消失や起立性低血圧は慢性合併症である神経障害、耳鳴はミトコンドリア糖尿病、手指振戦は甲状腺機能亢進症や低血糖時の交感神経症状でみられるもので、急性か慢性かという時間軸で整理すると鑑別しやすくなります。救急の場で「速く深い呼吸」を見たら、過換気症候群と決めつけずに血糖と血液ガスで確認する姿勢が大切です。

解答・解説

正解はbです

所見の整理と診断

健診で血糖・HbA1cが正常だった45歳男性が、感冒様の咳の数日後に突然口渇・多飲・多尿を発症し、その2〜3日後に嘔気・嘔吐で受診した。血糖610 mg/dL、尿糖3+、尿ケトン体2+、動脈血ガスでpH 7.25、HCO3- 12 mEq/L、PaCO2 28 Torrの代謝性アシドーシスがあり、アニオンギャップ(AG)は131-(97+12)=22 mEq/Lと開大している。糖尿病性ケトアシドーシス(DKA)である。高血糖が著明なのにHbA1cは5.8%と基準上限にとどまり、アミラーゼ上昇や前駆する感冒様症状を伴うことから、劇症1型糖尿病によるDKAと考えられる。

設問の考え方

問われているのは「この病態(DKA)で特徴的な症候」である。DKAではケトン体という酸が蓄積して血液が酸性に傾く。これを打ち消すため、延髄の呼吸中枢が刺激されて深く大きな呼吸となり、CO2を多く吐き出して(PaCO2を下げて)pHを正常に近づけようとする。これが呼吸性代償としての過換気であり、DKAで典型的にみられるものをKussmaul(クスマウル)大呼吸という。 本例でもPaCO2は28 Torrと低下し、呼吸数も22/分とやや速い。代謝性アシドーシスに対する適切な呼吸性代償の目安であるWinterの式(予測PaCO2=1.5×HCO3-+8±2)に当てはめると、1.5×12+8=26±2、すなわち24〜28 Torrとなり、本例のPaCO2 28 Torrはこの範囲内にある。つまり、本例の過換気はアシドーシスに対する生理的な代償として説明できる。 他の選択肢は、糖尿病の慢性合併症や別の疾患でみられる症候であり、急性の代謝失調であるDKAに特徴的なものではない。

選択肢考察

  1. ×a.  耳鳴

    耳鳴や感音難聴は、糖尿病の中ではミトコンドリア遺伝子異常による糖尿病(ミトコンドリアDNA 3243A→G変異など、母系遺伝を示す)に特徴的な随伴症状である。DKAや劇症1型糖尿病に特徴的な症候ではない。

  2. ○b.  過換気

    DKAではケトン体(アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸)の蓄積によりAG開大性代謝性アシドーシスとなる。これを代償するため呼吸中枢が刺激され、深く大きな規則的な呼吸(Kussmaul大呼吸)が生じ、CO2を排出してpHの低下を和らげる。本例のPaCO2 28 Torrの低下と呼吸数22/分はこの代償性過換気を反映している。呼気にアセトン臭(果実様の甘酸っぱいにおい)を伴うこともDKAの特徴である。

  3. ×c.  手指振戦

    手指振戦は、甲状腺機能亢進症、褐色細胞腫、本態性振戦などでみられる。糖尿病診療の中では、インスリンやスルホニル尿素薬による低血糖時に交感神経が興奮して生じる症状(振戦、発汗、動悸)として重要である。本例は高血糖であり、DKAに特徴的な症候ではない。

  4. ×d.  腱反射消失

    アキレス腱反射の低下・消失は、糖尿病の慢性合併症である糖尿病性多発神経障害(感覚運動神経障害)でみられる所見である。長期間の高血糖の結果として生じるもので、発症から数日しか経っていない劇症1型糖尿病によるDKAの症候ではない。

  5. ×e.  起立性低血圧

    糖尿病で問題となる起立性低血圧は、主に慢性合併症である糖尿病性自律神経障害が進行した患者でみられるものである。DKAでも浸透圧利尿による脱水で血圧が下がり、めまいや起立時の血圧低下が起こりうるが、それはDKAに固有の症候ではなく、脱水全般でみられる非特異的な所見である。DKAを特徴づける症候としては過換気(Kussmaul大呼吸)が適切である。

DKAの主な症候

・口渇、多飲、多尿(高血糖による浸透圧利尿)、体重減少 ・脱水: 皮膚・口腔粘膜の乾燥、頻脈、血圧低下 ・消化器症状: 嘔気、嘔吐、腹痛(急性腹症と紛らわしいことがある) ・Kussmaul大呼吸(代謝性アシドーシスの呼吸性代償) ・呼気のアセトン臭 ・意識障害(傾眠〜昏睡)

Kussmaul大呼吸

代謝性アシドーシスに対して、深く大きい規則的な呼吸が持続するものをいう。DKAのほか、尿毒症(腎不全)、乳酸アシドーシスなど、代謝性アシドーシス一般でみられる。

代謝性アシドーシスの呼吸性代償の評価

Winterの式: 予測PaCO2=1.5×HCO3-+8±2(mmHg=Torr)。実測PaCO2がこれより高ければ呼吸性アシドーシスの合併、低ければ呼吸性アルカローシスの合併を考える。

DKAと高浸透圧高血糖状態(HHS)の比較

・DKA: 主に1型糖尿病。インスリンの絶対的欠乏。血糖は通常250〜300 mg/dL以上で、ケトーシスとAG開大性代謝性アシドーシスが目立つ。Kussmaul呼吸がみられる。比較的若年に多い。 ・HHS: 主に高齢の2型糖尿病。インスリンは少量ながら残存するためケトーシスは軽度。血糖は600 mg/dL以上と著明に高く、血漿浸透圧が上昇し(通常320 mOsm/L以上)、高度脱水と意識障害が目立つ。アシドーシスは軽度かみられない。

糖尿病の慢性合併症としての神経障害

・多発神経障害: 両足の感覚障害(しびれ、痛み、振動覚低下)、アキレス腱反射低下・消失。 ・自律神経障害: 起立性低血圧、胃不全麻痺、便秘・下痢、神経因性膀胱、勃起障害、無自覚性低血糖など。

POINT

・DKAに特徴的な症候は、代謝性アシドーシスを代償するKussmaul大呼吸(過換気)とアセトン臭である。 ・本例はPaCO2 28 Torrで、Winterの式(1.5×12+8±2=24〜28 Torr)の範囲内の適切な代償。 ・腱反射消失や起立性低血圧は慢性合併症(神経障害)の所見、耳鳴・難聴はミトコンドリア糖尿病、手指振戦は甲状腺機能亢進症や低血糖時の交感神経症状。

※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。