PaO2が低いのは肺のせい？―A-aDO2の計算で「肺は正常」を証明する

所見の整理

・症状：半年来の日中の強い眠気、2か月前からの大きないびきと、家族が目撃した睡眠中の呼吸停止。2週前から労作時の息切れ。 ・体格：身長165 cm、体重105 kg。BMI（体格指数）は105÷1.65²≒38.6 kg/m²で、高度肥満（日本の基準で肥満3度、BMI 35以上）にあたる。 ・高血圧（160/100 mmHg）。赤血球503万、Hb 15.1 g/dLは基準上限付近で、慢性低酸素による軽度の赤血球増加傾向と読める。 ・心音・呼吸音に異常なく、下肢浮腫もない。喫煙歴がなく、慢性閉塞性肺疾患（COPD）を疑う背景は乏しい。 ・動脈血ガス（室内気）：pH 7.32、PaCO2 72 Torr、PaO2 50 Torr、HCO3− 36 mEq/L。

血液ガスの解釈

PaO2 60 Torr以下で呼吸不全、さらにPaCO2 45 Torr超を伴うのでII型呼吸不全である。pHは7.32と酸性に傾き、PaCO2上昇が主体なので呼吸性アシドーシスである。代償の程度を確かめると、PaCO2は基準値40 Torrから32 Torr上昇し、HCO3−は24 mEq/Lから12 mEq/L上昇している。ΔHCO3−/ΔPaCO2＝12/32≒0.375であり、慢性呼吸性アシドーシスの腎性代償の目安（PaCO2 10 Torr上昇につきHCO3−が約3.5〜4 mEq/L上昇）に合致する。急性の場合はPaCO2 10 Torr上昇でHCO3−は約1 mEq/Lしか増えないので、本例は時間をかけて腎臓がHCO3−を保持した慢性の病態とわかる。

診断の流れ

高度肥満、いびきと睡眠中の無呼吸、日中の過眠から閉塞性睡眠時無呼吸症候群（OSAS）が背景にあり、さらに覚醒時にもPaCO2が45 Torrを超える慢性の肺胞低換気を伴っていることから、肥満低換気症候群（obesity hypoventilation syndrome；OHS、別名Pickwick症候群）と考えられる。高血圧や軽度の多血傾向は睡眠呼吸障害と慢性低酸素に伴う二次的変化と解釈できる。なお2年前の大腿骨骨折の既往は肺血栓塞栓症を連想させるが、肺塞栓症であれば過換気でPaCO2はむしろ低下し、A-aDO2が開大するはずであり、本例の所見とは合わない（この点はA-aDO2の計算からも裏づけられる）。

A-aDO2の計算

肺胞気-動脈血酸素分圧較差（A-aDO2）は、肺胞内の酸素分圧（PAO2）と動脈血の酸素分圧（PaO2）の差である。 与えられた簡易式を用いると、 PAO2＝150−PaCO2/0.8＝150−72/0.8＝150−90＝60 Torr A-aDO2＝PAO2−PaO2＝60−50＝10 Torr となる。 式の150は室内気（吸入酸素濃度0.21）を大気圧760 Torrから37℃の飽和水蒸気圧47 Torrを引いた713 Torrに掛けた値（0.21×713≒150 Torr）、0.8は呼吸商（酸素消費量に対する二酸化炭素産生量の比）である。

計算結果の意味

A-aDO2の基準値は室内気でおおむね10〜15 Torr以下（加齢で増大）であり、本例の10 Torrは正常範囲である。つまり肺胞でのガス交換（拡散、換気血流比）は保たれており、低酸素血症は肺胞低換気によってPAO2そのものが下がったことで説明できる。これは肥満低換気症候群の病態と一致する。

肺胞気式とA-aDO2

肺胞気式：PAO2＝FIO2×（大気圧−飽和水蒸気圧）−PaCO2/R 室内気（FIO2 0.21）、海抜0 m（760 Torr）、体温37℃（水蒸気圧47 Torr）、呼吸商R＝0.8を代入すると、PAO2≒150−PaCO2/0.8となる。 A-aDO2＝PAO2−PaO2。若年健常者では5〜10 Torr程度で、加齢とともに増大する（室内気で概ね15 Torr前後までは許容範囲、年齢/4＋4を目安とする考え方もある）。なお、酸素投与下では基準値が大きく変わるため、評価は室内気で行うのが原則である。

低酸素血症の5つの機序とA-aDO2

1. 肺胞低換気：PaCO2上昇、A-aDO2正常。例）肥満低換気症候群、中枢性低換気、神経筋疾患、鎮静薬過量。 2. 吸入酸素分圧の低下：高地など。PaCO2は低下傾向、A-aDO2正常。 3. 換気血流比不均等：A-aDO2開大、酸素投与で改善しやすい。例）COPD、肺炎、肺塞栓症。 4. 拡散障害：A-aDO2開大、運動時に悪化しやすい。例）間質性肺炎。 5. シャント：A-aDO2開大、酸素投与に反応しにくい。例）無気肺、ARDS、肺動静脈瘻。 A-aDO2が正常な低酸素血症は、1か2に限られる。

呼吸性アシドーシスの代償の目安

急性：PaCO2 10 Torr上昇につきHCO3−は約1 mEq/L上昇。 慢性：PaCO2 10 Torr上昇につきHCO3−は約3.5〜4 mEq/L上昇（腎臓でのHCO3−再吸収増加に数日を要する）。

肥満低換気症候群（OHS）

BMI 30 kg/m²以上の肥満、覚醒時の高二酸化炭素血症（PaCO2＞45 Torr）があり、他に低換気を説明する疾患（COPD、神経筋疾患、胸郭変形、甲状腺機能低下症など）がないものをいう。多くは閉塞性睡眠時無呼吸を合併する。胸壁・腹部の脂肪による呼吸仕事量の増大、呼吸中枢のCO2応答低下、レプチン抵抗性などが関与する。放置すると肺高血圧症、右心不全（肺性心）、多血症をきたす。