酸塩基平衡(アシドーシス、アルカローシス)について教えてください

質問したきっかけ

こんにちは。外科系病棟で2年目になります看護師です。先日、腎機能が悪化し尿量が減少した患者さんが頻呼吸になっていました。倦怠感も強そうだったので先輩看護師に相談したところ、「呼吸性でアルカローシスになっているからかな?先生に相談して輸液補正してもらいましょう。それで楽になると思うからね」と言われました。「呼吸性でアルカローシスになっている」の意味がよくわかりませんでした。

質問したいこと

アシドーシスやアルカローシスの意味とか、なぜなるのかがよくわからないので教えてほしいです。

ひとこと回答

[H+]+[HCO3-]→[H2O]+[CO2](または[H+]+[HCO3-]←[H2O]+[CO2])
この式を理解することで多くのアシドーシス、アルカローシスは理解できると思います。

詳しく説明すると

こんにちは。総合診療部というユニットで働いている5年目の看護師になります。アシドーシス、アルカローシスという酸塩基平衡って何となくわかってても難しいところですよね。酸性=[H+]、塩基=[OH-]と聞いたら何となく生化学の授業で聴いた気がしませんか?この[H+][OH-]イオンの動きが酸塩基平衡のすべてといっても過言ではありません。

酸塩基平衡の話をする上で外せないのがpHの話です。pHは1~14の数字で酸性度を示します。(数字が小さい方が酸性が強いです。胃酸はpH3くらいです。)人の体は、pH7.4を中心にpH6.8~7.8を行ったり来たりして中性を保っています。このpHに影響を与えるのが、呼吸と排尿です。

呼吸することで二酸化炭素(CO2)が排出されます。呼吸状態が悪化し、十分なガス交換が困難な状態になれば、体内に二酸化炭素が溜まり「呼吸性アシドーシス」になります。逆に頻呼吸のような状態で二酸化炭素が過剰に排出されると「呼吸性アルカローシス」といって体内はアルカローシスに傾きます。

ここまでみて、[H+][OH-]との関連はどうなのか気になりませんでしたか?多分、上のアルカローシスとアシドーシスの説明を見てもよくわからなかったと思います。そこで出てくるのが、この化学式です。

[H+]+[HCO3-]→[H2O]+[CO2](または[H+]+[HCO3-]←[H2O]+[CO2])

人の体ではこの化学式のように、いろいろなことが動いています。呼吸状態が悪くなり換気ができなくなると体内に[CO2]が貯蓄され、体は分解しようとします。そうすると化学式の左に動き始め、[H+]が生産されます。体内に酸である[H+]が大量にあるということは、アシドーシスであるということです。また呼吸によるアシドーシスなので「呼吸性アシドーシス」と言うわけです。

逆に頻呼吸になると体内にある[CO2]が体外に出て行きます。[CO2]は体にとって必要なものなので[CO2]を作ろうと化学式は右に動きます。そうすると[H+]は消費され、体はアルカローシスになります。呼吸によるものなので「呼吸性アルカローシス」と言います。

ここまでで、ちょっとは酸塩基平衡をつかめたと思います。質問者さんの事例からは代謝性アシドーシスも出てきていたので、代謝性もなぜ起こるかみてみましょう。代謝性アシドーシスは実はすごく身近にあります。「下痢」なんです。

腸液はアルカリ性で、大量の下痢をすることで[HCO3-]が体外に出て行ってしまいます。その結果として体内に[H+]が残り、「代謝性アシドーシス」になります。またアルカローシスの場合は、腎臓が[HCO3-]の排泄を通常時は行っていますので、腎機能が悪化するとうまく[HCO3-]が排出できません。その結果として体内に[HCO3-]が残り「代謝性アルカローシス」になります。アシドーシス、アルカローシスは、思った以上に簡単ではないでしょうか。

ここで質問にあった腎機能の悪化による[H+]が体内に溜まり「代謝性アシドーシス」へ、そこに頻呼吸が起きてCO2を排出させる向きとなり[H+]を減少させ「呼吸性アルカローシス」になったのはなぜなのか?ということについて。人の体は恒常性を保つようにできています(ホメオスターシス)。もちろん常軌を逸した状態(クラッシュシンドローム等)が起きなければ大概の場合この恒常性によってpHも正常範囲内へ戻そうとします。このことから、代謝性アシドーシスを呼吸性アルカローシスでリカバリーをかけようとしからだと思います。

ただ、頻呼吸は患者さんの体力の消耗も激しく、呼吸筋の過剰使用により乳酸やK+といったものが生産され長時間起こるといい影響はありません。そこで先輩看護師は医師に報告し対処しようとしたのだと思います。

おわりに

酸塩基平衡の基礎は、上記の内容でいいと思います。ただ代謝の部分が入ってくるともう少し複雑ですが興味深い分野です。どういう機序でアルカローシスで頻呼吸になるのかを知れば、患者さんへの説明も具体性を持って説明できるようになると思いますよ。難しい内容ですが、ぜひこの機会に勉強してみるのもいいかもしれませんね。
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