StudyMed医師国家試験

乳児のけいれん、まず測るのは血糖とカルシウム―「エネルギー不足」と「膜の興奮性」で読み解く電解質異常

第108回医師国家試験 B問題 第36問

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第108回 B問題 第36問

乳児期のけいれんの原因となるのはどれか。2つ選べ。

  1. a.低血糖症
  2. b.高尿酸血症
  3. c.低カリウム血症
  4. d.低カルシウム血症
  5. e.高マグネシウム血症

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、乳児のけいれんを起こしうる代謝・電解質異常を選ぶ問題だ。ポイントは、けいれんがどんな仕組みで起こるのかを理解して、それぞれの異常が神経細胞にどう作用するかを考えること。まず、けいれんとはそもそも何だったかな。
医学生医学生
大脳皮質の神経細胞が過剰に、しかも同期して興奮することで起こる、と神経内科の講義で習いました。
ドクタードクター
その通り。原因は大きく、てんかんや脳奇形、頭蓋内出血、髄膜炎・脳炎といった脳そのものの異常と、代謝・電解質異常や発熱といった全身の異常に分けられる。乳児は脳が未熟で興奮しやすいうえ、エネルギーやミネラルの蓄えが少ないから、全身の代謝異常がそのままけいれんにつながりやすいんだ。
医学生医学生
代謝異常を整理するときに、何か軸はありますか。電解質は数が多くて混乱しがちです。
ドクタードクター
おすすめは「神経細胞のエネルギー不足」と「神経細胞膜の興奮性の上昇」という2つの観点だ。前者の代表が低血糖。脳はブドウ糖を主なエネルギー源にしていて、自分ではほとんど糖を蓄えられない。だから血糖が下がるとすぐに神経機能が保てなくなり、けいれんや意識障害が出る。
医学生医学生
乳児は特に低血糖になりやすいんでしょうか。
ドクタードクター
なりやすいね。グリコーゲンの蓄えが少なく、糖新生も未熟なのに、体重あたりのブドウ糖消費量は大きい。原因としては高インスリン血性低血糖症、糖原病、脂肪酸代謝異常症、副腎不全、成長ホルモン欠乏症などがある。しかも乳児では冷汗や振戦といった典型的な交感神経症状がはっきりせず、哺乳不良や無呼吸、筋緊張低下、けいれんとして現れることが多いんだ。
医学生医学生
小児科の実習で、けいれんで救急搬送された子にまず簡易血糖を測っていたのはそのためなんですね。
ドクタードクター
そう、すぐに測れて、すぐに治せる原因だからね。低血糖ならブドウ糖を静注する。遷延したり繰り返したりすると永続的な脳障害を残しうるので、絶対に見逃せない。次はもう一つの軸、膜の興奮性だ。カルシウムは神経の膜に対してどう働いていたかな。
医学生医学生
生理学で、細胞外のカルシウムはナトリウムチャネルを安定化させる、と習った気がします。だから低カルシウムだと興奮しやすくなる……テタニーですね。
ドクタードクター
よく覚えているね。低カルシウム血症では膜が興奮しやすくなり、手足の強直性収縮であるテタニー、喉頭けいれん、そして全身けいれんが起こる。乳児期ではビタミンD欠乏によるくる病、22q11.2欠失症候群などに伴う副甲状腺機能低下症、低マグネシウム血症に伴うものなどが原因になる。治療はグルコン酸カルシウムを心電図モニター下でゆっくり静注し、徐脈に注意する。
医学生医学生
マグネシウムも膜を安定させるなら、高マグネシウム血症はむしろけいれんを止める側ですか。
ドクタードクター
そこが大事なひっかけだ。マグネシウムは神経筋接合部でアセチルコリンの放出を抑え、興奮を抑える方向に働く。だから高マグネシウム血症では筋緊張低下、深部腱反射の低下、傾眠、呼吸抑制が起こる。実際に硫酸マグネシウムは子癇の予防・治療に使う抗けいれん薬でもある。けいれんの原因になるのは逆の低マグネシウム血症だよ。
医学生医学生
産婦人科の実習で、子癇の妊婦さんにマグネシウムを点滴していました。お母さんに投与されると、生まれた赤ちゃんの筋緊張が落ちることもあるんですよね。
ドクタードクター
その通り。では低カリウム血症はどうだろう。
医学生医学生
カリウムも電解質なので、けいれんを起こしそうな気もしますが……。
ドクタードクター
そう考えがちだね。でも低カリウム血症は静止膜電位を過分極させて、骨格筋や心筋の興奮性をむしろ低下させる。症状は筋力低下、麻痺性イレウス、心電図でのT波平低化やU波といった、筋と心臓が中心だ。けいれんの原因としては考えない。
医学生医学生
高尿酸血症も外れですよね。Lesch-Nyhan症候群で神経症状が出るのが少し気になりましたが。
ドクタードクター
いい疑問だ。Lesch-Nyhan症候群では発達遅滞や不随意運動、自傷行為がみられるけれど、これは大脳基底核のドパミン系の障害によると考えられていて、尿酸そのものが神経の興奮性を高めるわけではない。高尿酸血症の主な問題は痛風、尿路結石、腎障害だ。
医学生医学生
整理すると、けいれんを起こすのは低血糖、低カルシウム、低マグネシウム、それにナトリウムの異常で、低カリウムと高マグネシウムは起こさない、ということですね。
ドクタードクター
完璧だ。ナトリウムは急激な変化で脳浮腫や脳細胞の脱水を起こし、けいれんにつながる。臨床では、けいれん中の乳児に対して気道・呼吸・循環を確保しつつ、血糖を迅速に測り、電解質、血液ガス、感染症の評価を並行して行う。治療できる原因を速やかに補正することが、脳を守ることにつながるんだ。乳児期にはWest症候群やDravet症候群などのてんかん、熱性けいれん、髄膜炎・脳炎、虐待による頭部外傷なども鑑別に入るので、代謝異常を除外したら次の検索に進もう。

まとめ

乳児は脳が未熟で興奮しやすく、エネルギーやミネラルの蓄えも少ないため、代謝・電解質異常がけいれんの原因になりやすい時期です。整理の軸は「神経細胞のエネルギー不足」と「膜の興奮性の上昇」で、前者の代表が低血糖、後者の代表が低カルシウム血症や低マグネシウム血症であり、ナトリウムの急激な変化もけいれんを起こします。一方、低カリウム血症は筋力低下や不整脈が中心で、高マグネシウム血症はむしろ神経筋の興奮を抑え、硫酸マグネシウムは子癇の治療薬として使われます。高尿酸血症もけいれんの直接の原因にはなりません。けいれんする乳児を診たら、まず血糖と電解質を測り、治療可能な原因を素早く補正する姿勢が、救急外来でも病棟でも子どもの脳を守る基本になります。

解答・解説

正解はa, dです

けいれんは、大脳皮質の神経細胞が過剰かつ同期的に興奮することで起こる。原因は、脳そのものの異常(てんかん、脳奇形、頭蓋内出血、髄膜炎・脳炎、低酸素性虚血性脳症など)と、脳以外の全身的な異常(代謝・電解質異常、発熱など)に大きく分けられる。乳児は脳が未熟で興奮しやすいうえ、体内のエネルギーやミネラルの蓄えが少なく、代謝・電解質異常が直接けいれんの原因となりやすい。 けいれんを起こす代謝・電解質異常を考えるときは、「神経細胞のエネルギー不足」と「神経細胞膜の興奮性の上昇」の二つの観点で整理するとよい。 ・エネルギー不足:脳はブドウ糖を主なエネルギー源としており、低血糖では神経細胞の機能が維持できずけいれんや意識障害を起こす。 ・興奮性の上昇:細胞外のカルシウムイオンやマグネシウムイオンは神経・筋の細胞膜を安定化させている。これらが低下すると膜が興奮しやすくなり、テタニーやけいれんが生じる。また、ナトリウム濃度の急激な変化(低ナトリウム血症・高ナトリウム血症)は脳細胞の浮腫や脱水を通じてけいれんを起こす。 逆に、カリウムの異常は主に骨格筋・心筋に影響し(筋力低下、不整脈)、マグネシウムの過剰は神経・筋の興奮を抑える方向に働く。この整理から、選択肢の中でけいれんの原因となるのは低血糖症と低カルシウム血症である。

選択肢考察

  1. ○a.  低血糖症

    脳はブドウ糖をほぼ唯一のエネルギー源とし、自らはほとんど糖を蓄えられないため、低血糖では速やかに神経機能が障害され、けいれんや意識障害をきたす。新生児・乳児はグリコーゲンの蓄えが少なく糖新生も未熟なうえ、体重あたりのブドウ糖消費量が大きいので低血糖を起こしやすい。低血糖の基準値は日齢や文献によって異なるが、生後数日以降の小児ではおおむね血糖40〜50 mg/dL未満が目安とされる。乳児期の原因として、高インスリン血性低血糖症、糖原病(特にⅠ型)、脂肪酸代謝異常症、副腎不全、成長ホルモン欠乏症、母体糖尿病(新生児期)などがある。乳児では冷汗・振戦といった典型的な交感神経症状がはっきりせず、哺乳不良、無呼吸、筋緊張低下、けいれんとして現れることが多い。けいれんの小児では必ず迅速に血糖を測定し、低血糖であればブドウ糖を静注する。低血糖が遷延・反復すると永続的な脳障害を残すため、見逃してはならない。

  2. ×b.  高尿酸血症

    高尿酸血症は尿酸の産生過剰または排泄低下によって起こり、痛風関節炎、尿路結石、腎障害(尿酸腎症)の原因となるが、尿酸そのものが神経細胞の興奮性を高めることはなく、けいれんの原因とはならない。小児で高尿酸血症をきたす代表的疾患にLesch-Nyhan症候群(ヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ〔HGPRT〕欠損、X連鎖劣性遺伝)がある。この疾患では発達遅滞、不随意運動(ジストニア、舞踏アテトーゼ)、口唇や指をかむ自傷行為が特徴的であるが、これらは大脳基底核のドパミン系の障害によると考えられており、高尿酸血症によるものではない。

  3. ×c.  低カリウム血症

    低カリウム血症(血清K 3.5 mEq/L未満)は、細胞膜の静止膜電位を過分極させて骨格筋・平滑筋・心筋の興奮性を低下させる。そのため症状は筋力低下、四肢麻痺、腸管の蠕動低下(便秘、麻痺性イレウス)、多尿、不整脈(心電図でT波の平低化、U波の出現)などが中心で、けいれんは起こさない。乳児では嘔吐・下痢などの消化管からの喪失、利尿薬、Bartter症候群などの尿細管疾患が原因となる。

  4. ○d.  低カルシウム血症

    細胞外のカルシウムイオンは神経・筋細胞膜のナトリウムチャネルを安定させる働きをもつ。低カルシウム血症ではこの作用が失われて膜が興奮しやすくなり、テタニー(手足の筋の持続的な強直性収縮)、喉頭けいれん、全身けいれんをきたす。新生児では総Ca 7〜8 mg/dL未満、あるいはイオン化Ca 1.0 mmol/L(約4 mg/dL)未満が一つの目安とされる。新生児期には、生後数日以内に起こる早発型(早産児、低出生体重児、母体糖尿病、新生児仮死などが危険因子)と、生後1週前後に起こる遅発型(リンの多い人工乳、副甲状腺機能低下症など)がある。乳児期ではビタミンD欠乏(くる病)、副甲状腺機能低下症(22q11.2欠失症候群〔DiGeorge症候群〕など)、低マグネシウム血症に伴うものなどが原因となる。治療はグルコン酸カルシウムの緩徐な静注であり、心電図モニター下で徐脈に注意して行う。

  5. ×e.  高マグネシウム血症

    マグネシウムは神経筋接合部でのアセチルコリン放出を抑制し、カルシウムの流入に拮抗して、神経・筋の興奮を抑える方向に働く。そのため高マグネシウム血症では筋緊張低下、深部腱反射の低下・消失、傾眠、呼吸抑制、低血圧、徐脈などがみられ、けいれんは起こさない。実際、硫酸マグネシウムは子癇(妊娠高血圧症候群に伴うけいれん)の予防・治療に用いられる抗けいれん作用をもつ薬剤である。新生児では、母体に硫酸マグネシウムが投与された場合に高マグネシウム血症となり、筋緊張低下や呼吸抑制を示すことがある。けいれんの原因となるのは逆の低マグネシウム血症であり、低マグネシウム血症は副甲状腺ホルモンの分泌・作用を障害して低カルシウム血症も合併しやすい。

新生児期のけいれんの主な原因

・低酸素性虚血性脳症(最も多い) ・頭蓋内出血(脳室内出血、くも膜下出血など)、脳梗塞 ・感染症(髄膜炎、脳炎、敗血症) ・代謝異常:低血糖、低カルシウム血症、低マグネシウム血症、低・高ナトリウム血症、ピリドキシン依存性てんかん、先天代謝異常症(アミノ酸・有機酸代謝異常など) ・脳奇形、染色体異常 ・薬物離脱(母体の薬物使用)

乳児期のけいれんの主な原因

・てんかん(点頭てんかん〔West症候群〕、Dravet症候群など) ・熱性けいれん(生後6か月〜5歳ころに多い) ・中枢神経感染症(髄膜炎、脳炎・脳症) ・代謝・電解質異常:低血糖、低カルシウム血症、低マグネシウム血症、低・高ナトリウム血症、先天代謝異常症 ・脳奇形、頭部外傷(虐待による頭部外傷を含む)

電解質異常と神経筋症状の整理

・低Ca、低Mg:神経筋の興奮性上昇 → テタニー、けいれん ・高Mg:神経筋の興奮性低下 → 筋力低下、反射低下、呼吸抑制 ・低Na・高Na(特に急激な変化):脳浮腫・脳細胞の脱水 → 意識障害、けいれん ・低K・高K:主に骨格筋・心筋の障害 → 筋力低下、不整脈(けいれんは起こさない)

けいれん時の初期対応

気道・呼吸・循環の確保とともに、血糖を迅速に測定する。あわせて電解質(Na、Ca、Mg)、血液ガス、感染症の評価を行い、治療可能な原因(低血糖、低カルシウム血症など)を速やかに補正する。

POINT

・乳児のけいれんでは、まず治療可能な代謝異常として低血糖と低カルシウム血症を考え、血糖と電解質を測定する。 ・けいれんを起こす電解質異常:低Ca、低Mg、低Na・高Na。 ・低K血症は筋力低下・不整脈、高Mg血症は筋緊張低下・呼吸抑制を起こし、いずれもけいれんの原因にはならない。 ・硫酸マグネシウムはむしろ抗けいれん作用をもち、子癇の治療に用いられる。 ・高尿酸血症(Lesch-Nyhan症候群など)はけいれんの原因とならない。

※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。