高カリウムに見えて実は欠乏―糖尿病ケトアシドーシス治療で急落する血清K
第117回医師国家試験 D問題 第37問
国試問題にチャレンジ
28歳の男性。腹痛を主訴に来院した。1か月前からのどが乾き，夜間に排尿のため何回も目が覚めるようになった。今朝から腹痛を自覚し，食事が摂れないため受診した。身長174cm，体重65kg。脈拍92/分，整。血圧88/64mmHg。口腔内は乾燥している。尿所見：蛋白（－），糖3＋，ケトン体2＋，潜血（－）。血液生化学所見：総蛋白8.2g/dL，尿素窒素28mg/dL，クレアチニン1.0mg/dL，血糖466mg/dL，HbA1c 9.5％（基準4.6～6.2），Na 128mEq/L，K 5.5mEq/L，Cl 88mEq/L。生理食塩液の輸液とインスリンの静脈内投与を開始した。 治療開始後数時間以内に低下が予想されるのはどれか。
- a.血圧
- b.HbA1c値
- c.血清Na値
- d.血清K値
- e.血清Cl値
対話形式の解説
ドクター
医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクターまとめ
口渇・多尿が先行する若年者の高血糖、尿ケトン体陽性、脱水、腹痛からは糖尿病ケトアシドーシスを考え、高齢者に多く著明な高浸透圧を示す高浸透圧高血糖状態と区別します。治療は生理食塩液による大量輸液、インスリン持続静注、電解質補正が柱です。体内総K量は欠乏しているにもかかわらず、インスリン欠乏とアシドーシスで血清Kは正常〜高値に見えるため、治療開始後にKが細胞内へ移動して数時間で急低下し、致死的な低K血症を招きえます。一方、血圧と見かけ上低下していたNaは上昇に向かい、Clは生理食塩液負荷で不変〜上昇、HbA1cは数時間では変化しません。治療による各指標の動きを病態から予測できることは、頻回のK測定と適切な補充という安全な救急管理の実践に直結します。
解答・解説
正解はdです
所見の整理
・28歳男性。1か月前からの口渇と夜間多尿（浸透圧利尿による症状）があり、今朝からの腹痛と食事摂取不能で受診した。 ・血圧88/64mmHgと低く、脈拍92/分とやや速く、口腔内が乾燥している。尿素窒素28mg/dLとクレアチニン1.0mg/dLの比（BUN/Cr比）が高く、総蛋白8.2g/dLも高めで、高度の脱水（体液量減少）を示す。 ・血糖466mg/dL、HbA1c 9.5％、尿糖3＋、尿ケトン体2＋。高血糖が1〜2か月以上前から続いており、そこにケトーシスが加わっている。 ・Na 128mEq/L、K 5.5mEq/L、Cl 88mEq/L。Na−Cl＝40mEq/Lと大きく開いており、重炭酸（HCO3−）の低下とアニオンギャップの開大（ケトン体の蓄積）が推定される。
診断へのプロセス
高血糖・ケトン体陽性・脱水・腹痛という組み合わせから、糖尿病ケトアシドーシス（diabetic ketoacidosis：DKA）と考える。若年者で、口渇・多尿が先行して急激に発症した経過からは1型糖尿病の発症が疑われる。DKAでは悪心・嘔吐・腹痛がしばしばみられ、急性腹症と紛らわしいことがある。 鑑別となる高浸透圧高血糖状態（hyperosmolar hyperglycemic state：HHS）は、高齢の2型糖尿病患者に多く、血糖が600mg/dL以上と非常に高く、血漿浸透圧が著明に上昇し、ケトーシスは軽度にとどまるのが典型である。本例の血漿浸透圧を推算すると、2×Na＋血糖/18＋BUN/2.8＝256＋約26＋10≒292mOsm/kgH2Oで、HHSほどの高浸透圧ではない。ケトン体陽性と合わせDKAが妥当である。
設問の考え方
DKAの治療は①大量の輸液（まず生理食塩液）、②インスリン持続静注、③カリウムをはじめとする電解質の補正が柱である。設問は、この治療を開始した直後の数時間で各指標がどちらに動くかを問うている。 ・インスリンは細胞膜のNa+/K+-ATPaseを活性化し、Kを細胞内へ取り込ませる。さらにアシドーシスが改善すると、細胞内に入っていたH+が細胞外へ出るのと引き換えにKが細胞内へ戻る。輸液による希釈も加わり、血清K値は数時間のうちに急速に低下する。 ・DKAでは浸透圧利尿と嘔吐によって体内総K量は大きく失われているのに、インスリン欠乏とアシドーシスでKが細胞外へ移動しているため、初診時の血清Kは正常〜高値にみえる。治療によってこの「隠れた欠乏」が表面化し、重篤な低K血症（不整脈、呼吸筋麻痺）を起こしうる。そのため血清Kを頻回に測定し、腎機能と尿量を確認したうえで、血清Kが正常上限付近以下になれば輸液にKを加える。
選択肢考察
- ×a. 血圧
本例の低血圧は、浸透圧利尿と経口摂取不良による循環血液量の減少が主因である。生理食塩液の大量輸液で血管内容量が回復すれば、血圧は上昇に向かう。低下は予想されないので誤りである。
- ×b. HbA1c値
HbA1cは赤血球内のヘモグロビンにブドウ糖が結合したもので、赤血球寿命（約120日）を背景に過去1〜2か月の平均血糖を反映する。数時間の血糖改善で値が動くことはないため誤りである。
- ×c. 血清Na値
高血糖で血漿浸透圧が上がると、細胞内から細胞外へ水が移動してNaが希釈され、見かけ上の低Na血症となる（高血糖による偽性低Na血症、希釈性低Na血症）。血糖100mg/dLの上昇ごとにNaは約1.6〜2.4mEq/L低下するとされ、本例の補正Naはおよそ134〜137mEq/Lと推定される。インスリンで血糖が下がると水が細胞内へ戻るため、血清Na値は上昇に向かう。Naを154mEq/L含む生理食塩液の投与もこれを後押しする。低下は予想されないので誤りである。
- ○d. 血清K値
インスリンはNa+/K+-ATPaseを介してKを細胞内へ取り込ませ、アシドーシスの改善もH+とKの交換によりKを細胞内へ戻す。加えて輸液による希釈と、腎血流回復に伴う尿中K排泄も加わる。DKAでは体内総K量がもともと不足しているため、初診時に5.5mEq/Lと高値でも、治療開始後数時間で急速に低下し、低K血症に陥りうる。このため正しい。
- ×e. 血清Cl値
生理食塩液は血漿よりはるかに多いClを含む（154mEq/L）。大量に投与するとClが負荷され、さらにケトン体が尿中へ失われて重炭酸が十分に再生されないことも加わり、DKAの治療経過ではClが上昇して高Cl性代謝性アシドーシスとなることがある。血清Cl値は不変〜上昇が予想され、低下は予想されないので誤りである。
DKAの病態
インスリンの絶対的欠乏に、グルカゴン・カテコールアミン・コルチゾールなどのインスリン拮抗ホルモンの増加が加わると、糖新生の亢進と末梢の糖利用低下によって高血糖が生じる。同時に脂肪分解が亢進し、肝で遊離脂肪酸からケトン体（アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸）が大量に作られ、アニオンギャップ開大性の代謝性アシドーシスとなる。高血糖による浸透圧利尿で水とNa・Kが失われ、高度の脱水となる。 誘因として、1型糖尿病の発症、インスリン注射の中断、感染症・外傷・心筋梗塞・膵炎などの急性ストレスがある。SGLT2阻害薬の使用中には、血糖があまり高くないDKA（正常血糖DKA）が起こりうる。
症状
口渇・多飲・多尿、体重減少、全身倦怠感、悪心・嘔吐・腹痛、Kussmaul大呼吸（アシドーシスを代償する深く速い呼吸）、呼気のアセトン臭、意識障害など。腹痛は、アシドーシスや電解質異常による消化管運動低下（胃拡張、麻痺性イレウス）などが関与すると考えられている。
DKAとHHSの比較
・DKA：若年、1型に多い。血糖はおおむね250mg/dL以上。ケトン体強陽性、pH低下、HCO3−低下、アニオンギャップ開大。 ・HHS：高齢、2型に多い。血糖は600mg/dL以上のことが多い。血漿浸透圧が著明に上昇（320mOsm/kgH2O以上）、ケトーシス・アシドーシスは軽度。脱水と意識障害が強い。
治療の要点
・輸液：まず生理食塩液で循環血液量を回復させる。血糖が下がってきたらブドウ糖を含む輸液に切り替え、低血糖を避けつつインスリンを継続してケトーシスを是正する。 ・インスリン：速効型インスリンの持続静注を用い、急激すぎる血糖低下は避ける（血漿浸透圧の急低下は脳浮腫の危険があり、特に小児で問題となる）。 ・カリウム：治療開始とともに急速に低下するため頻回に測定する。初診時から低K血症がある場合は、Kの補充を優先しインスリン開始を待つ。 ・重炭酸ナトリウム：アシドーシスは輸液とインスリンで改善するため、原則として投与しない。極めて高度のアシドーシスなどに限り検討される。 ・リン：インスリンでKと同様に細胞内へ移動し低下する。
治療開始後の各指標の動き
低下するもの：血糖、血清K、血清リン、血漿浸透圧、ケトン体、アニオンギャップ。 上昇するもの：血圧、血清Na（見かけの低Naの是正）、pH・HCO3−。Clは生理食塩液負荷で上昇しやすい。 短時間では変化しないもの：HbA1c。
POINT
・DKAでは体内総K量は欠乏しているのに、アシドーシスとインスリン欠乏のため血清Kは正常〜高値にみえる。 ・インスリン投与とアシドーシス改善でKは細胞内へ移動し、治療開始後数時間で急低下する→頻回測定とKの補充が必須。 ・高血糖による低Naは見かけ上のもので、血糖低下とともにNaは上昇する。 ・HbA1cは過去1〜2か月の平均血糖を反映し、数時間では変わらない。 ・生理食塩液の大量投与ではClは上昇しやすい。