電解質と体液/代償作用/くわしい説明/代謝性アルカローシスによる酸血症に対する肺の代償

第６章では、腎臓の機能亢進によりアルカリ血症がもたらされ、重炭酸緩衝系がH⁺←CO₂方向へ変換することでアルカリ血症が緩衝され、低CO₂血症がもたらされることを学んだ。また、この際、重炭酸イオン（HCO₃^-）が増加することを学んだ。ここまでは下図のようにまとめられる。青丸は正常範囲であり、横軸はpH、縦軸はHCO₃^-濃度である。

 

重炭酸緩衝系により、アルカリ血症という負荷が肺と腎臓とで分担されたわけである。では、肺が分担すべき負荷をこなした、すなわち、不足するCO₂の排泄を低下させた場合を検討してみよう。

発症前		H+	+	HCO3-	←→	H2CO3	←→	H2O	+	CO2
原疾患（腎臓の機能亢進）により動脈血に最初に起こる変化		↓↓↓↓↓↓↓↓↓
重炭酸緩衝系の作用	最初の変化に近い平衡式	↑↑↑↑↑↑		↑↑↑↑↑↑	←	↓↓↓↓↓↓
	最初の変化から遠い平衡式					↑↑↑	←	↓↓↓		↓↓↓
＜＜ここまでの総和＞＞		↓↓↓		↑↑↑↑↑↑	←→	↓↓↓	←→	↓↓↓		↓↓↓
肺による代償										↑↑↑↑↑↑
重炭酸緩衝系の作用	肺による代償に近い平衡式の作用					↑↑	←	↓↓		↓↓
	肺による代償から遠い平衡式の作用	↑		↑	←	↓
＜＜すべての総和＞＞		↓↓		↑↑↑↑↑↑↑	←→	↓↓	←→	↓↓↓↓↓		↑

１段目（動脈血に最初に起こる変化）、２段目（重炭酸緩衝系の作用）、３段目（ここまでの総和）	第６章で説明ずみである。ただし、矢印の数が３倍になっている。これは、単に説明の都合である。この状態で、重炭酸緩衝系は化学的平衡（←→）を保っている。
４段目（肺による代償）	肺が分担すべき負荷をこなし、肺機能が代償的に低下する。理由はCO2量の低下だけではなく、代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症）が直接的に呼吸を抑制するのである。両者とも呼吸を低下させるため、CO2は大きく増大（↑↑↑↑↑↑）する。 これは重炭酸緩衝系にとっては、新たな変化であり、３段目の平衡を崩す。
５段目の上半分	化学的平衡に外からの攪乱で変化が生じると、「変化を打ち消す方向」に、化学反応が進むため、肺による代償（CO2↑↑↑↑↑↑）に近い平衡式（H2CO3　←→　H2O　＋　CO2）において、左向きのH2CO3の合成反応 H2CO3　←　H2O　＋　CO2 が進行する。また、変化量より少ない量」化学反応が進むため、変化量は４段目より少なく、矢印は２本ずつである。
５段目の下半分	肺による代償に近い平衡式の作用による変化（上半分のH2CO3↑↑）は、肺による代償から遠い平衡式（H+　＋　HCO3-　←→　H2CO3）のバランスを崩す。「変化を打ち消す方向」に、化学反応が進むため、左向きのH2CO3の分解反応 H+　＋　HCO3-　←　H2CO3 が進行する。また、変化量より少ない量」化学反応が進むため、変化量は上半分より少なく、矢印は１本ずつである。
６段目（すべての総和）	３段目から５段目までの（すなわち、１，２，４，５段目の）総和である。3段目、すなわち、肺の代償と重炭酸緩衝系の作用が加わる前の状態と比較してみよう。 ＊アルカリ血症（pH上昇）は緩衝（H+：↓↓↓→↓↓）されている ＊低CO2血症も代償（↓↓↓→↑）されている ＊HCO3-の増大がさらに進行（↑↑↑↑↑↑→↑↑↑↑↑↑↑）している ここに注目しよう！

なお，HCO₃^-の（正常値＝24mEq/Lからの）増大量×（0.5〜1.0）＝CO₂の（正常値＝40mmHgからの）増大量

と言われている。

肺による代償と重炭酸緩衝系の作用が加わることにより、アルカリ血症（pH上昇）が緩衝され、HCO₃^-の上昇がさらに進行した様子を上図に書き加えてみたのが上図である。

Challenge Quiz

1.

代謝性アルカローシス(たとえば.腎臓の機能亢進)に対して重炭酸緩衝系が作用すると.(肺によって代償される前.)HCO₃^-は正常値よりも　 低下 上昇  正解! する.

2.

代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症)に対する肺の代償とは.CO₂排泄の　 増大 低下  正解! である.

3.

代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症)に対して肺が代償したのち.重炭酸緩衝系は. H₂O + HCO₃^- ← H₂CO₃ ← H₂O + CO₂ H₂O + HCO₃^- → H₂CO₃ → H₂O + CO₂  正解! 方向へ作用する.

4.

代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症)に対する肺の代償作用により.低CO₂血症は　 さらに進行する 緩衝される  正解! .

5.

代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症)に対する肺の代償作用とは. 重炭酸緩衝系がもたらす低CO₂血症による呼吸抑制 重炭酸緩衝系がもたらす低CO₂血症だけではなく、アルカリ血症による呼吸抑制  正解!であるため. 高 低  正解!CO₂血症がもたらされる.

6.

代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症)に対する肺の代償作用と重炭酸緩衝系の作用により.HCO₃^-の増大は　 さらに進行する 緩衝される  正解! .

7.

代謝性アルカローシス(によるアルカリ血症)に対する肺の代償作用と重炭酸緩衝系の作用により.アルカリ血症(pH増大)は　 さらに進行する 緩衝される  正解! .