StudyMed医師国家試験

血糖564でもブドウ糖は入れない―糖尿病ケトアシドーシス、最初の一本は生理食塩液

第117回医師国家試験 F問題 第74問

国試問題にチャレンジ

第117回 F問題 第74問

21歳の男性。意識障害のため救急車で搬入された。家族によると約2週間前から口渇,頻尿を訴えていたという。意識レベルはJCSⅡ-10。身長170cm,体重56kg。体温37.1℃。心拍数92/分,整。血圧96/64mmHg。呼吸数24/分。SpO2 98%(room air)。皮膚は乾燥している。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。尿所見:糖4+,ケトン体3+。血液生化学所見:尿素窒素42mg/dL,クレアチニン2.1mg/dL,血糖564mg/dL,HbA1c 9.6%(基準4.6~6.2),Na 144mEq/L,K 4.8mEq/L,Cl 104mEq/L。  この患者に直ちに投与すべき輸液の組成はどれか。(編注:選択肢表は下図をご参照ください。) Na濃度(mEq/L) K濃度(mEq/L) ブドウ糖濃度(%) a 0      0           5 b 0      20           5 c 77      0           2.5 d 77      20           2.5 e 154      0           0 f 154      20           0

  1. a.0  0 5
  2. b.0 20 5
  3. c.77  0 2.5
  4. d.77 20 2.5
  5. e.154  0 0
  6. f.154 20 0

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、意識障害で運ばれてきた若い男性に、最初にどんな輸液を入れるかを問う問題だ。まず病態を見極め、そのうえで選択肢の表にあるナトリウム、カリウム、ブドウ糖の3つの軸を一つずつ判断していこう。この患者さんの診断は何だと思う?
医学生医学生
若くて痩せ型で、口渇と頻尿が先行して、高血糖と尿ケトン体強陽性。1型糖尿病の発症に伴う糖尿病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。頻呼吸はアシドーシスを呼吸で代償するKussmaul呼吸の可能性があるし、皮膚の乾燥や血圧低めで頻脈傾向なのは循環血液量の減少を示している。BUNとクレアチニンの上昇は、脱水による腎前性の腎機能低下と考えられるね。なぜここまで脱水になるのかな。
医学生医学生
インスリンが足りなくて高血糖になって、尿に糖が出るときに水も一緒に出ていくからですよね。浸透圧利尿だと生理学で習いました。
ドクタードクター
そう。インスリンの絶対的欠乏で糖を細胞に取り込めず、脂肪分解が進んで肝臓でケトン体が作られアシドーシスになる。同時に浸透圧利尿で水とナトリウム、カリウムが大量に失われる。だから治療の柱は、輸液、インスリン持続静注、カリウム補充、誘因の検索で、最初に急ぐのは輸液なんだ。ではまずナトリウム濃度。154と77、どちらを選ぶ?
医学生医学生
脱水を補うなら、等張の154の生理食塩液でしょうか。
ドクタードクター
正解。生理食塩液は血漿とほぼ等張だから細胞外液にとどまりやすく、失われた循環血液量を効率よく戻せる。低張液は細胞内に移る分が多くて血管内に残りにくいうえ、血漿浸透圧を急に下げて脳浮腫を招くおそれがある。次はブドウ糖だ。
医学生医学生
血糖が500を超えているのに糖を入れるのはおかしいですよね。でも救急の実習で、意識障害の人にはまずブドウ糖という話も聞いた気がして、少し迷いました。
ドクタードクター
いいところに気づいたね。原因不明の意識障害で低血糖を否定できないときにブドウ糖を投与する考え方はある。でも今回は血糖が測られていて、著明な高血糖だ。ここで糖を足せば高血糖を悪化させるだけ。ブドウ糖はインスリン治療で血糖が十分下がってきた段階で、低血糖を防ぎながらインスリンを続けるために加えるものなんだ。
医学生医学生
じゃあ5%ブドウ糖液の2つは、Naもないし糖も入っているしで二重に駄目ですね。
ドクタードクター
そうだね。5%ブドウ糖液は糖が代謝されると実質的に自由水を入れるのと同じで、循環の回復にはほとんど役立たない。Na 77でブドウ糖2.5%の2つは、カリウムなしが1号液、カリウム入りが2号液に相当する。どちらも低張で糖を含むから、最初の一本には向かない。残るのは生理食塩液と、それにカリウムを加えたものだ。ここが一番悩ましいところだね。
医学生医学生
DKAでは体のカリウムが減っていると習ったので、最初から入れたほうがいい気もします。
ドクタードクター
その理解は正しい。浸透圧利尿で体内総カリウム量は大きく不足している。ただ、アシドーシスとインスリン欠乏でカリウムが細胞外へ移動するから、血清カリウム値は見かけ上、正常から高めに出やすい。この患者さんは4.8と基準上限に近く、クレアチニン2.1の腎機能障害もあって、尿が出るかもまだわからない。ここでカリウムを入れると高カリウム血症の危険がある。
医学生医学生
だから、直ちに入れるのはカリウムなしの生理食塩液、ということですね。
ドクタードクター
その通り。ナトリウム154、カリウム0、ブドウ糖0の生理食塩液が正解だ。輸液で腎血流が回復すると尿糖の排泄が増え、インスリン拮抗ホルモンも抑えられるから、輸液だけでも血糖はある程度下がってくる。
医学生医学生
インスリンを始めると、今度はカリウムが細胞内に入って一気に下がるんですよね。
ドクタードクター
そう、そこが臨床での最大の落とし穴だ。尿の流出を確認し、血清カリウム値をこまめに測りながら補充を始める。逆に治療前から血清カリウムが3.3未満と低ければ、インスリンでさらに下がって不整脈を起こしうるから、カリウム補正を優先する。インスリンは速効型を少量で持続静注するのが基本だね。
医学生医学生
血糖がどこまで下がったらブドウ糖を足すんですか。
ドクタードクター
指針によって幅はあるけれど、おおむね250〜300mg/dL程度まで下がったらブドウ糖入りの輸液に切り替える。治療の目標は血糖の正常化ではなく、ケトアシドーシスの解消だということを忘れないでほしい。重炭酸ナトリウムはルーチンには使わず、pHが極めて低い重症例に限って検討する。もう一つ、高血糖では血清ナトリウムが見かけ上低く出るから、補正ナトリウムで評価すること。今回の144も補正すると150を超え、水分喪失が優位な状態とわかる。最初の輸液のあとは、補正ナトリウムや循環動態を見て低張液への切り替えを判断するんだ。
医学生医学生
高浸透圧高血糖状態との違いもよく問われますよね。
ドクタードクター
そうだね。HHSは主に高齢の2型糖尿病で、血糖がさらに高く著しい高浸透圧と脱水が中心、ケトーシスやアシドーシスは軽い。ただ、どちらも初期治療の基本は生理食塩液による十分な輸液、という点は共通だよ。

まとめ

若年・非肥満で口渇と多尿が先行し、著明な高血糖、尿ケトン体強陽性、頻呼吸、脱水、意識障害を示す場合は、1型糖尿病発症に伴う糖尿病ケトアシドーシスを考えます。初期輸液は、細胞外液を効率よく補える等張の生理食塩液を選び、高血糖を悪化させるブドウ糖は血糖が十分下がってから加えます。体内総カリウム量は不足していても初期の血清カリウムは見かけ上正常〜高値となりやすく、腎機能障害や尿量未確認の段階ではカリウムを含まない液から始め、尿流出とカリウム値を確認しながらインスリン開始後に補充します。高血糖下では補正ナトリウムで脱水の性状を評価することも重要です。輸液の3つの成分を病態から一つずつ判断する考え方は、DKAやHHSに限らず、救急での輸液選択全般の基礎になります。

解答・解説

正解はeです

所見の整理

・21歳の男性、2週間前からの口渇・頻尿:高血糖による浸透圧利尿(尿中の糖が水を引き連れて排泄される現象)で多尿となり、その結果として口渇・多飲が生じる、糖尿病の典型的な症状である。 ・意識障害(JCS II-10:普通の呼びかけで容易に開眼する程度)。 ・身長170cm、体重56kg(BMI≒19.4):肥満はない。若年・非肥満であり、1型糖尿病の発症を考える。 ・心拍数92/分、血圧96/64mmHg:ショックには至っていないが、頻脈傾向と血圧低めで循環血液量の減少がうかがえる。 ・呼吸数24/分:頻呼吸。代謝性アシドーシスを呼吸で代償しようとする Kussmaul 呼吸(深く大きな呼吸)の可能性がある。 ・皮膚の乾燥:脱水の所見。 ・尿糖4+、尿ケトン体3+、血糖564mg/dL:高血糖とケトーシス。 ・HbA1c 9.6%:HbA1c は過去1〜2か月の平均血糖を反映する。著明高値であり、高血糖がある程度の期間続いていたことを示す。 ・尿素窒素42mg/dL、クレアチニン2.1mg/dL:BUN/Cr比は20であり、脱水による腎前性腎障害(腎血流低下による一時的な腎機能低下)が考えられる。 ・Na 144mEq/L、K 4.8mEq/L、Cl 104mEq/L:数値は基準範囲内だが、高血糖下では解釈に注意が必要である(後述)。

診断

若年者で高度の高血糖、ケトン体陽性、頻呼吸、脱水、意識障害がそろっており、1型糖尿病の発症に伴う糖尿病ケトアシドーシス(DKA)と診断できる。インスリンが絶対的に欠乏すると、ブドウ糖を細胞内に取り込めず高血糖となる一方、脂肪分解が亢進して肝臓でケトン体(アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸)が大量に作られ、代謝性アシドーシスを来す。高血糖による浸透圧利尿で水分とナトリウム・カリウムが失われ、高度の脱水となる。

治療方針と輸液選択の考え方

DKAの治療の柱は、(1) 十分な輸液による脱水・循環血液量の補正、(2) 速効型インスリンの持続静注、(3) カリウムの補充、(4) 誘因の検索と治療である。このうち最初に、最も急いで行うのが輸液である。 「直ちに投与すべき輸液」を選ぶ際のポイントは次の3点である。 1. Na濃度:血管内(細胞外液)を効率よく満たすには、血漿と等張の生理食塩液(Na 154mEq/L)が適している。低張液は細胞内へ移行する分が多く、循環の回復に劣るうえ、血漿浸透圧を急に下げて脳浮腫を招く危険がある。 2. ブドウ糖:血糖が564mg/dLと著明高値であり、初期輸液にブドウ糖は不要である。ブドウ糖は、治療により血糖が十分下がってきた段階で、低血糖を防ぎつつインスリンを続けるために追加する。 3. カリウム:DKAでは体内総K量は大きく不足しているが、アシドーシスとインスリン欠乏によりKが細胞外へ移動するため、血清K値は見かけ上正常〜高値を示しやすい。本例はK 4.8mEq/Lと基準上限に近く、さらに腎機能障害があって尿量も確認できていない。この段階でKを加えると高カリウム血症の危険があるため、初期輸液はKを含まない液とし、尿の流出を確認した後、インスリン投与で血清K値が下がってきたらKを補充する。 以上より、Na 154mEq/L、K 0、ブドウ糖0、すなわち生理食塩液が最初に投与すべき輸液となる。

選択肢考察

  1. ×a.  0  0 5

    誤り。5%ブドウ糖液である。電解質を含まない液で、ブドウ糖が代謝されると実質的に自由水(電解質を含まない水)を与えるのと同じになり、大部分が細胞内に移行して血管内にはほとんど残らない。循環血液量の回復に役立たず、血漿浸透圧を急激に下げて脳浮腫の危険がある。さらに血糖564mg/dLの高血糖をさらに悪化させるため、DKAの初期輸液には不適切である。

  2. ×b.  0 20 5

    誤り。5%ブドウ糖液にKを加えた組成で、そのままの製剤としては一般的でない。Naを含まず細胞外液の補充にならない点、ブドウ糖を含み高血糖を助長する点はaと同様である。加えて、腎機能障害があり尿量も確認できていない段階で、血清Kが基準上限付近の患者にKを投与することになり、高カリウム血症のリスクもある。

  3. ×c.  77  0 2.5

    誤り。Na 77mEq/L(生理食塩液の約半分)、Kなし、ブドウ糖2.5%の組成で、1号液(開始液)に相当する。開始液は病態がはっきりしないときにひとまず使う輸液だが、低張であり循環血液量を補う効果は生理食塩液に劣る。ブドウ糖も含むため、著明な高血糖を伴うDKAの最初の輸液には適さない。

  4. ×d.  77 20 2.5

    誤り。Na 77mEq/L、K 20mEq/L、ブドウ糖2.5%の組成で、2号液(脱水補給液)に相当し、細胞内脱水の補正を目的とした製剤である。低張で細胞外液の補充に劣ること、ブドウ糖を含むこと、さらに腎機能障害と尿量未確認の段階でKを含むことから、DKAで直ちに投与する輸液として不適切である。

  5. ○e.  154  0 0

    正しい。生理食塩液(0.9%食塩水)である。血漿とほぼ等張であるため細胞外液にとどまりやすく、浸透圧利尿で失われた循環血液量を最も効率よく回復させる。ブドウ糖を含まないので高血糖を悪化させず、Kも含まないので腎機能障害・尿量未確認の状態でも高カリウム血症を招かない。輸液により腎血流が改善すると、尿中への糖排泄が増え、インスリン拮抗ホルモンの分泌も抑えられるため、輸液だけでも血糖はある程度低下する。DKAの初期輸液として標準的な選択である。

  6. ×f.  154 20 0

    誤り。生理食塩液にKを加えた組成である。DKAでは体内のK総量が不足しており、インスリン投与を始めるとKが細胞内へ移動して血清K値が急に下がるため、経過中にK補充は必須である。しかし本例は現時点で血清K 4.8mEq/Lと基準上限に近く、クレアチニン2.1mg/dLと腎機能障害もあり、尿量も確認されていない。この段階で直ちにKを投与すると高カリウム血症を来しうるため、最初の輸液としてはKを含まないeが適切である。尿流出を確認し血清K値をみながら、後から補充を始める。

DKA治療の流れ(概略)

1. 輸液:まず生理食塩液を比較的速い速度(成人で最初の1時間に500〜1,000mL程度、体格や循環状態に応じて調整)で投与し、循環血液量を回復させる。その後は血清Na値(高血糖の影響を補正した補正Na値)や循環動態をみて、生理食塩液を続けるか、より低張の液(Na 77mEq/L程度の液など)に切り替えるかを判断する。 2. インスリン:速効型インスリンを少量持続静注する(目安0.1単位/kg/時)。血清K値が低い(3.3mEq/L未満)場合は、インスリンでさらにKが下がり不整脈の危険があるため、Kの補正を優先する。 3. ブドウ糖の追加:血糖がおおむね250〜300mg/dL程度まで下がったら、ブドウ糖を含む輸液に切り替え、低血糖を防ぎながらケトアシドーシスが解消するまでインスリンを継続する。血糖の正常化よりもアシドーシスの改善が治療の目標である。 4. K補充:尿の流出を確認したうえで、血清K値に応じて輸液にKを加える。 5. 重炭酸ナトリウム:ルーチンには用いない。pHが極めて低い(6.9〜7.0未満程度)など重症の場合に限って検討する。 6. 誘因の検索:感染症、インスリンの中断、新規発症の1型糖尿病、SGLT2阻害薬の使用などを確認する。

高血糖時の電解質の読み方

・補正Na:高血糖では細胞内から細胞外へ水が引き出されるため、血清Naは見かけ上低めになる。血糖が100mg/dL上昇するごとに血清Naは約1.6mEq/L(2.4mEq/Lとする報告もある)低下するとされ、本例の補正Naは約151mEq/L以上となり、実際には水分喪失がNa喪失を上回る高張性脱水の傾向にあると考えられる。 ・K:アシドーシスやインスリン欠乏、高浸透圧によりKは細胞外へ移動する。血清K値が正常でも、体内総量は浸透圧利尿による尿中喪失で不足している。 ・血漿浸透圧の推定式:2×Na+血糖/18+BUN/2.8。本例では約334mOsm/kgと上昇している。

主な輸液製剤の位置づけ

・生理食塩液:Na 154mEq/L、Cl 154mEq/L。細胞外液補充液の代表。 ・乳酸(酢酸)リンゲル液:細胞外液に近い組成で、少量のKやCaを含む。 ・1号液(開始液):Kを含まない。病態不明時に最初に使う。 ・2号液(脱水補給液):Kを含み、細胞内脱水の補正に用いる。 ・3号液(維持液):1日に必要な水・電解質を補う組成で、Kを含む。 ・5%ブドウ糖液:電解質を含まず、実質的に自由水の補給となる。

DKAと高浸透圧高血糖状態(HHS)の比較

・DKA:主に1型糖尿病、若年者に多い。インスリンの絶対的欠乏。血糖は250mg/dL以上程度(多くは300〜1,000mg/dL)、著明なケトーシスとアシドーシスを伴う。 ・HHS:主に2型糖尿病、高齢者に多い。血糖は600mg/dL以上で、しばしば1,000mg/dLを超える。著しい高浸透圧と脱水が中心で、ケトーシス・アシドーシスは軽い。 いずれも初期治療の基本は生理食塩液による十分な輸液である。

POINT

・若年・非肥満、口渇・多尿、著明高血糖、尿ケトン強陽性、頻呼吸、脱水、意識障害は糖尿病ケトアシドーシス(DKA)を示す。 ・DKAの初期輸液は生理食塩液(Na 154mEq/L、Kなし、ブドウ糖なし)である。 ・ブドウ糖は血糖が十分低下してから加える。 ・Kは体内総量では不足しているが、初期には血清K値が見かけ上正常〜高値となりやすい。尿流出を確認してから補充する。 ・低張液や5%ブドウ糖液は循環の回復に劣り、脳浮腫のリスクがある。

※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。