新学期の朝、止まらない嘔吐―ケトン体が語る「アニオンギャップ開大」
第118回医師国家試験 D問題 第63問
国試問題にチャレンジ
7歳の男児。頻回の嘔吐と全身倦怠感を主訴に母親に連れられて来院した。新学期がはじまり，易疲労感を自覚し食欲が低下していた。昨晩に嘔吐し食事を摂取できていない。今朝から頻回の嘔吐があり，元気がなくなったため受診した。6歳から今回と同様の経過を数回繰り返し，1か月前に入院した病院で原因を精査したが，器質的異常は指摘されていない。意識は清明。顔面蒼白。身長121cm，体重21kg。体温36.3℃。脈拍124/分，整。血圧100/68mmHg。呼吸数30/分。SpO2 98％（room air）。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦，軟で，腸蠕動音は減弱し，皮膚ツルゴールは低下している。尿所見：ケトン体3＋。 この患者の静脈血ガス分析（room air）の所見はどれか。（編註：選択肢表は下記をご参照ください。） pH PCO2 (Torr) HCO3- (mEq/L) Na (mEq/L) K (mEq/L) Cl (mEq/L) a 7.22 35 14 140 4.3 105 b 7.25 40 17 139 4.3 110 c 7.22 76 31 138 4.3 99 d 7.38 42 24 137 3.8 102 e 7.55 41 35 135 3.0 87
- a.7.22 35 14 140 4.3 105
- b.7.25 40 17 139 4.3 110
- c.7.22 76 31 138 4.3 99
- d.7.38 42 24 137 3.8 102
- e.7.55 41 35 135 3.0 87
対話形式の解説
ドクター
医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクターまとめ
ストレスや欠食を契機に嘔吐発作を繰り返し、器質的異常がなく尿ケトン体が強陽性の学童ではアセトン血性嘔吐症を考えます。グリコーゲンの蓄えが少ない小児では欠食で糖が枯渇し、脂肪分解によって産生されたケトン体が蓄積して、アニオンギャップ開大性代謝性アシドーシスと呼吸性代償による多呼吸を生じます。AG＝Na－(Cl＋HCO3-)を計算すれば、AG正常の高Cl性アシドーシス（下痢・尿細管性アシドーシス）や、胃液喪失による低Cl性低K性代謝性アルカローシスと区別できます。静脈血ガスではPCO2がやや高めに出ることも念頭に置き、治療はブドウ糖を含む輸液で脱水とケトーシスを是正し、血糖測定で糖尿病ケトアシドーシスなどを除外します。病態から酸塩基平衡異常を予測して数値を読む手順は、小児に限らずあらゆる救急・内科診療で役立つ基本技能です。
解答・解説
正解はaです
所見の整理
・7歳の男児で、6歳ごろから同じような嘔吐発作を何度も繰り返している。1か月前の入院精査では器質的異常（消化管の通過障害、頭蓋内病変、代謝異常症など）は見つかっていない。 ・今回は新学期という環境の変化（心理的ストレス）を背景に、疲れやすさと食欲低下があり、前夜から食事を摂れず（欠食）、今朝から頻回に嘔吐している。 ・脈拍124/分の頻脈、顔面蒼白、皮膚ツルゴール（皮膚をつまんだあとの戻り）の低下があり、嘔吐と経口摂取不足による脱水が考えられる。 ・呼吸数30/分は7歳児としては多く、代謝性アシドーシスに対する呼吸性代償（換気を増やしてCO2を吐き出す）を示唆する。SpO2は98%で低酸素はなく、心音・呼吸音にも異常がないため、肺や心臓の病気による頻呼吸は考えにくい。 ・尿ケトン体3＋と強陽性である。 ・身長121cm、体重21kgで、やせ型の体格である。
診断へのプロセス
学童期の小児が、ストレスや欠食をきっかけに嘔吐発作を周期的に繰り返し、器質的疾患がなく、発作時に強いケトーシスを伴っていることから、アセトン血性嘔吐症（周期性嘔吐症、自家中毒とも呼ばれる）と診断できる。やせ型で体内のグリコーゲン（肝臓に蓄えられる糖）の備えが少ない子どもでは、欠食によって糖が早く枯渇し、エネルギー源が脂肪の分解に切り替わる。その結果、肝臓でケトン体（アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸、アセトン）が大量に作られ、血中に蓄積する。 鑑別として1型糖尿病による糖尿病ケトアシドーシス（DKA）も挙がる。DKAでは多飲・多尿や数週間の体重減少が先行することが多いが、本例ではそうした経過の記載がない。ただし血糖値は示されていないので、実際の診療では血糖測定でDKAやケトン性低血糖症を確認することが必要である。
設問の考え方
アセトン血性嘔吐症で増えるケトン体は酸（3-ヒドロキシ酪酸とアセト酢酸）であり、体内でHCO3-（重炭酸イオン）を消費して代謝性アシドーシスを起こす。ケトン体の陰イオンは通常の検査項目では測られない「隠れた陰イオン」なので、アニオンギャップ（AG）が開大する。したがって「pH低下・HCO3-低下・AG開大・PCO2は代償的に低め」の組み合わせを選べばよい。 各選択肢のAGは AG＝Na－（Cl＋HCO3-）で計算する（正常値はおおむね12±2 mEq/L）。 ・a：140－(105＋14)＝21（開大） ・b：139－(110＋17)＝12（正常） ・c：138－(99＋31)＝8 ・d：137－(102＋24)＝11（正常） ・e：135－(87＋35)＝13（正常範囲） なお本問は静脈血の値である。静脈血では動脈血に比べてpHがやや低く（約0.03程度）、PCO2がやや高い（約5Torr前後）ことを念頭に置いて読む。
選択肢考察
- ○a. 7.22 35 14 140 4.3 105
pH 7.22とアシデミアで、HCO3-が14 mEq/Lと低下しているので一次性の変化は代謝性アシドーシスである。AGは140－(105＋14)＝21 mEq/Lと開大しており、測定されない陰イオン（本例ではケトン体）が蓄積していることを示す。PCO2は35 Torrと正常下限よりやや低く、多呼吸による呼吸性代償を反映している（静脈血であるため動脈血より数Torr高めに出る）。AG開大性代謝性アシドーシスはアセトン血性嘔吐症のケトーシスに合致し、最も考えられる所見である。
- ×b. 7.25 40 17 139 4.3 110
pH 7.25、HCO3- 17 mEq/Lで代謝性アシドーシスではあるが、AGは139－(110＋17)＝12 mEq/Lと正常で、Clが110 mEq/Lと高い。これはAG正常（高Cl性）代謝性アシドーシスで、下痢による腸管からのHCO3-喪失や尿細管性アシドーシスなどでみられるパターンである。ケトン体という酸が蓄積する本例ではAGが開大するはずなので合わない。
- ×c. 7.22 76 31 138 4.3 99
pH 7.22と低下し、PCO2が76 Torrと著明に高いので、一次性の変化は呼吸性アシドーシス（CO2の排出障害）である。HCO3- 31 mEq/Lへの上昇は腎による代償を示す。肺胞低換気を起こす病態（重症喘息発作、神経筋疾患、呼吸中枢抑制など）でみられる所見であり、本例では呼吸数がむしろ増加し呼吸音も正常なので合わない。
- ×d. 7.38 42 24 137 3.8 102
pH、PCO2、HCO3-、電解質のいずれも基準範囲内で、AGも137－(102＋24)＝11 mEq/Lと正常である。尿ケトン体3＋、多呼吸、脱水を伴う本例で酸塩基平衡が全く正常とは考えにくい。
- ×e. 7.55 41 35 135 3.0 87
pH 7.55のアルカレミアで、HCO3-が35 mEq/Lと上昇しているので代謝性アルカローシスである。Clが87 mEq/L、Kが3.0 mEq/Lと低く、低Cl性低K性代謝性アルカローシスの典型像である。胃液（塩酸）の大量喪失で生じ、乳児の肥厚性幽門狭窄症などで代表的にみられる。本例も嘔吐はしているが、強いケトーシスと多呼吸からはケトン体による代謝性アシドーシスが主体と考えられるので合わない。
アセトン血性嘔吐症（周期性嘔吐症・自家中毒）
・好発：2〜10歳ごろの幼児〜学童。やせ型で神経質な子どもに多いといわれ、思春期ごろには自然に起こらなくなることが多い。 ・誘因：心理的ストレス（入学・新学期・行事など）、疲労、感染症、欠食。 ・病態：小児は肝臓のグリコーゲン貯蔵が少なく、欠食やストレスで糖が早く枯渇する。エネルギー源として脂肪酸の分解が進み、肝臓でケトン体が過剰に作られる。ケトン体は悪心・嘔吐を誘発し、嘔吐でさらに食べられなくなるという悪循環が生じる。 ・症状：突然の反復性嘔吐、顔面蒼白、元気がない、腹痛、呼気のアセトン臭（甘酸っぱいにおい）。発作の間欠期は全く元気である。 ・検査：尿・血中ケトン体の増加、AG開大性代謝性アシドーシス、低血糖を伴うことがある。 ・治療：ブドウ糖を含む輸液で脱水とケトーシスを是正する（糖を補えば脂肪分解が止まり、ケトン体産生が抑えられる）。必要に応じて制吐薬を用いる。 ・予防：欠食を避け、発作の前兆があれば早めに糖分を摂らせる。ストレスの軽減。 ・鑑別：DKA（高血糖を伴う）、ケトン性低血糖症、先天代謝異常症、腸回転異常症などの消化管疾患、頭蓋内病変。いずれも初回や非典型例では除外が必要である。
酸塩基平衡の読み方の手順
1．pHでアシデミア（＜7.35）かアルカレミア（＞7.45）かを判断する。 2．PCO2とHCO3-のどちらがpHの変化を説明するかで、一次性の異常（呼吸性か代謝性か）を決める。 3．代謝性アシドーシスならAG＝Na－(Cl＋HCO3-)を計算する（基準値12±2 mEq/L、アルブミン低下時は補正が必要）。 ・AG開大：ケトアシドーシス（糖尿病性・飢餓・アルコール性）、乳酸アシドーシス、腎不全、メタノール・エチレングリコール・サリチル酸中毒など。 ・AG正常（高Cl性）：下痢、尿細管性アシドーシス、生理食塩液の大量輸液など。 4．代償が適切かを確認する。代謝性アシドーシスでは予測PCO2＝1.5×HCO3-＋8±2（Wintersの式）が目安である。
静脈血ガスと動脈血ガス
小児では採血の負担が少ない静脈血ガスがよく使われる。動脈血に比べてpHはわずかに低く、PCO2は数Torr高く、HCO3-は1〜2 mEq/L程度高いが、酸塩基平衡の大まかな評価には十分使える。酸素化の評価（PO2）には使えない。
POINT
・ストレスや欠食を契機に嘔吐を繰り返し、器質的異常がなく、尿ケトン体強陽性の学童 → アセトン血性嘔吐症。 ・ケトン体の蓄積により、AG開大性代謝性アシドーシスとなる。 ・AG＝Na－(Cl＋HCO3-)、基準値12±2 mEq/L。 ・多呼吸は代謝性アシドーシスに対する呼吸性代償である。 ・AG正常の代謝性アシドーシス → 下痢・尿細管性アシドーシス。低Cl性低K性代謝性アルカローシス → 胃液喪失（肥厚性幽門狭窄症など）。 ・治療はブドウ糖を含む輸液による脱水とケトーシスの是正である。