肺胞低換気とは?肺胞低換気が生じてしまう理由を各疾患ごとに解説

今回は低酸素血症の原因である肺胞低換気について記載していきたいと思います。

低酸素血症とは?

低酸素血症とはPaO2が60Torr(mmHg)を下回る場合と定義されています。PaO2とは動脈血酸素分圧のことで、動脈血中に存在している酸素の圧力を表しています。

大気中から取り入れられた酸素は肺胞を介して動脈へ取り込まれますが、このとき動脈へ取り込まれる酸素の分圧が低いと低酸素血症になってしまいます。

低酸素血症の原因とは?

低酸素血症の原因には以下の4つがあります。

今回は肺胞低換気について説明させていただきます。

肺胞低換気とは?

肺胞低換気とは「肺胞換気量」が減少している状態のことです。

肺胞換気量とは単位時間に肺胞に流れ込む新鮮なガス量のことです。つまり、肺胞換気量が少ないために肺胞に到達する酸素が不足する結果、低酸素血症を呈してしまうのです。

また、肺胞低換気の場合、酸素不足になるだけでなく、二酸化炭素の排出も困難になるので低酸素血症に加えて高二酸化炭素血症も合併しやすくなります。

換気量の減少は高二酸化炭素血症を引き起こすことになるのです。(重要)

肺胞低換気

これらの関係は以下の計算式で表すことができます。

計算式
PaCO= K × VCO/ VA
(PaCO2:動脈血二酸化炭素分圧 VCO2:CO排出量、VA:肺胞換気量、K:定数=0.863)

ここでまず、PaCO2(動脈血二酸化炭素分圧)が増加すると動脈血に二酸化炭素がたくさんあるということになりますので、高二酸化炭素血症を呈するということになります。

一見、難しそうな計算式ですが簡単に考えていきます。今回は肺胞換気量と二酸化炭素分圧の関係について示していきたいので、この2つに着目します。

VA(肺胞換気量)が分母にあるということはVA(肺胞換気量)が増大すればするほど、その数値は小さくなっていくということになりますね。つまり、VA(肺胞換気量)が増大するとPaCO2は減少していく関係にあるのです。

このようにPaCO2と肺胞換気量は逆比例関係にあるということが分かります。

肺胞低換気の代表疾患は?

肺胞低換気の代表疾患には以下の4つがあります。

  • 神経筋疾患
  • 胸郭変形
  • COPD etc...

神経筋疾患で肺胞低換気を呈する理由

脳幹、脊髄、末梢神経、神経筋接合部、骨格筋などの障害による神経筋疾患では換気障害により肺胞低換気を来してしまいます。

代表的な神経筋疾患といえば、重症筋無力症や筋ジストロフィー、ギラン・バレー症候群、筋萎縮性側索硬化症などです。

これは呼吸筋力低下が原因で引き起こされます。神経筋疾患では四肢筋力だけでなく呼吸筋力も低下しますので、吸気筋力の低下により十分な吸気を行うことができない結果、新鮮なガスを肺胞へ流せないのです。

また、呼気筋も同様に障害を引き起こしますので、十分な呼気を行うことができない結果、重症例では二酸化炭素の排出も困難になってしまいます。

胸郭変形で肺胞低換気を呈する理由

胸郭が側弯や円背などにより変形を来してしまうと呼吸運動時の胸郭運動を妨げてしまいます。

胸郭運動が妨げられると吸気時に胸郭を拡張することができない(胸郭拡張不全)ため、十分な酸素を肺へ取り込めなくなります。

よって、胸郭変形では肺胞低換気を引き起こしてしまうのです。

COPDで肺胞低換気を呈する理由

 

COPDとは慢性閉塞性肺疾患のことで、末梢気道病変と気腫性病変に分けられます。

末梢気道病変とは慢性気管支炎によって末梢気道の気管支に炎症が生じた状態のことであり、気道壁の肥厚や粘液貯留によって気道の狭小化を来してしまう状態のことです。気道が狭小化することで十分な酸素を肺へ取り込めなくなるので、肺胞低換気を来してしまうのです。

気腫性病変とは喫煙など有害物質により肺胞が破壊されていき、肺胞弾性収縮力が低下することにより肺胞内圧が下降する状態のことです。

肺胞弾性収縮力が低下するということは呼気ができないので、二酸化炭素の排出が困難になります。つまり、高二酸化炭素血症を呈してしまうのです。また、最後までしっかりと吐ききれないということは次に最大限まで吸うことができないので、吸気量の減少も加わってきます。

よって、COPDでは肺胞低換気を引き起こしてしまうのです。

今日のリハゴリ俱楽部

  1. 肺胞低換気とは肺胞換気量が減少する状態のことで、低酸素血症だけでなく高二酸化炭素血症も呈する。
  2. PaCO2が増加すれば肺胞換気量は減少する、つまりPaCO2と肺胞換気量は逆比例関係にある。
  3. 肺胞低換気を呈する疾患には神経筋疾患や胸郭変形、COPDなどがある。

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