SaO2 70％で青くなる理由―チアノーゼは「割合」ではなく「量」で決まる
第105回医師国家試験 H問題 第4問
国試問題にチャレンジ
血中ヘモグロビン濃度が17 g/dLのCOPD患者が呼吸不全となった。 チアノーゼが出現し始める動脈血酸素飽和度〈SaO2〉に最も近いのはどれか。
- a.85％
- b.80％
- c.75％
- d.70％
- e.65％
対話形式の解説
ドクター
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チアノーゼは還元ヘモグロビンの割合ではなく絶対量が約5 g/dL以上になると出現するため、総ヘモグロビン濃度からSaO2を逆算できます。ヘモグロビン17 g/dLでは（17−5）÷17≒70％となり、SaO2がおよそ70％まで下がるとチアノーゼが出現し始めます。多血症ではチアノーゼが早く出やすい一方、貧血では重篤な低酸素血症でもみられないことがあり、チアノーゼがないことは低酸素血症の否定になりません。中心性と末梢性の区別や、メトヘモグロビン血症・一酸化炭素中毒のような例外も合わせて理解しておくと、見た目とパルスオキシメーター・血液ガスを組み合わせた酸素化の評価に役立ちます。
解答・解説
正解はdです
問われていること
チアノーゼが出現する条件を、ヘモグロビン（Hb）濃度と動脈血酸素飽和度（SaO2）の関係から定量的に考える問題である。
前提となる知識
・チアノーゼとは、皮膚や粘膜（口唇、爪床など）が青紫色にみえる状態であり、血液中の還元ヘモグロビン（酸素と結合していないデオキシヘモグロビン）の絶対量が約5 g/dL以上に増えると出現する。 ・SaO2は、動脈血の総Hbのうち酸素と結合したHb（酸化ヘモグロビン、オキシヘモグロビン）が占める割合である。 SaO2（％）＝酸化Hb ÷ 総Hb × 100 ＝（総Hb − 還元Hb）÷ 総Hb × 100
計算
総Hb＝17 g/dL、チアノーゼが出現し始める還元Hb＝5 g/dL とすると、 酸化Hb＝17 − 5＝12 g/dL SaO2＝12 ÷ 17 × 100 ≒ 70.6％ よって、SaO2がおよそ70％まで低下するとチアノーゼが出現し始めると考えられ、最も近いのは70％である。
解釈のポイント
チアノーゼは還元Hbの「割合」ではなく「絶対量」で決まる。そのため同じSaO2でも、Hbが多い患者（多血症、COPDに伴う二次性多血症など）では還元Hbが5 g/dLに達しやすくチアノーゼが早く出現し、Hbが少ない貧血患者では高度の低酸素血症でもチアノーゼが出にくい。本問のHb 17 g/dLは成人男性の基準範囲の上限付近の値である。
選択肢考察
- ×a. 85％
SaO2 85％のとき、還元Hbは17 × 0.15 ≒ 2.6 g/dL にとどまり、チアノーゼ出現の目安である5 g/dLに達しない。この時点ではまだチアノーゼは出現し始めていないと考えられる。
- ×b. 80％
SaO2 80％のとき、還元Hbは17 × 0.20＝3.4 g/dL であり、5 g/dLには届かない。低酸素血症としては高度だが、計算上チアノーゼが出現し始める値にはまだ達していない。
- ×c. 75％
SaO2 75％のとき、還元Hbは17 × 0.25 ≒ 4.3 g/dL であり、5 g/dLにわずかに届かない。70％よりも出現の境界から離れているため、最も近い値とはいえない。
- ○d. 70％
SaO2 70％のとき、還元Hbは17 × 0.30 ≒ 5.1 g/dL となり、チアノーゼ出現の目安である5 g/dLにほぼ一致する。逆算しても、還元Hb 5 g/dLとなるSaO2は（17 − 5）÷ 17 × 100 ≒ 70.6％であり、選択肢の中で最も近いのは70％である。
- ×e. 65％
SaO2 65％のとき、還元Hbは17 × 0.35 ≒ 6.0 g/dL となり、すでに5 g/dLを超えている。この値ではチアノーゼは明らかにみられるが、「出現し始める」値としては低すぎる。
チアノーゼの分類
・中心性チアノーゼ：動脈血そのものの酸素化が不十分なために生じる。口唇・口腔粘膜・舌など体の中心部にもみられる。原因は呼吸器疾患（COPD、間質性肺炎、肺水腫など）による低酸素血症、右左短絡を伴う先天性心疾患（ファロー四徴症など）、高地など。 ・末梢性チアノーゼ：動脈血の酸素化は正常だが、末梢の血流が遅くなり組織での酸素の抜き取りが増えるために生じる。手指・足趾・鼻尖など末梢に限局し、口腔粘膜にはみられにくい。原因は寒冷曝露、心拍出量低下（心不全、ショック）、レイノー現象、静脈閉塞など。 ・異常ヘモグロビンによるもの：メトヘモグロビン血症では、還元Hbが少なくても（メトHb約1.5 g/dL以上で）チアノーゼ様の色調を呈する。一方、一酸化炭素中毒ではCOヘモグロビンが鮮紅色であるためチアノーゼを呈しにくい。
Hb濃度とチアノーゼ
・多血症（Hb高値）：還元Hbの絶対量が増えやすく、SaO2が比較的保たれていてもチアノーゼが出やすい。COPDなどの慢性低酸素状態では、エリスロポエチン分泌亢進による二次性多血症を伴うことがある。 ・貧血（Hb低値）：還元Hbが5 g/dLに達しにくく、重篤な低酸素血症があってもチアノーゼがみられないことがある。例えばHb 8 g/dLでは、計算上SaO2が約38％まで下がらないと還元Hb 5 g/dLに達しない。チアノーゼがないことは低酸素血症の否定にはならない。
補足：5 g/dLの意味
厳密には、この5 g/dLは皮膚の毛細血管内の平均的な還元Hb量を指し、毛細血管では組織へ酸素を渡した分だけ動脈血より還元Hbが多い。そのため動脈血の還元Hbで考えると、実際には5 g/dLより少ない量でチアノーゼが気づかれうる。ただし、国家試験では本問のように、動脈血の総Hbから還元Hb 5 g/dLを差し引いてSaO2を概算する考え方が用いられる。
SaO2とPaO2の目安（酸素解離曲線）
SaO2 90％はPaO2 約60 Torr（呼吸不全の基準）、SaO2 75％はPaO2 約40 Torr（混合静脈血に相当）、SaO2 50％はPaO2 約27 Torr（P50）に対応する。
POINT
・チアノーゼは還元Hbが約5 g/dL以上で出現する（割合ではなく絶対量で決まる）。 ・SaO2＝（総Hb − 還元Hb）÷ 総Hb × 100。本問では（17 − 5）÷ 17 ≒ 70％。 ・多血症ではチアノーゼが出やすく、貧血では出にくい（重症の低酸素血症でも見逃されうる）。 ・中心性チアノーゼ（低酸素血症、右左短絡）と末梢性チアノーゼ（末梢循環不全）を区別する。 ・一酸化炭素中毒ではチアノーゼを呈しにくく、メトヘモグロビン血症では少量でチアノーゼ様となる。