アルカローシスでカリウム値は上昇する？低下する？

アルカローシスとは

アルカローシス（alkalosis）は、血液のpHが正常値（7.35〜7.45）よりもアルカリ性（7.45以上）に傾いた状態です。この状態になると、手足のしびれや筋肉のけいれん、めまい、混乱などの症状が現れることがあります。これらの症状は、pHの変動が神経や筋肉に影響を与えることによって引き起こされます。

アルカローシスになる原因

アルカローシスは体内の酸や塩基のバランスが崩れることで起こりますが、呼吸システムの異常による「呼吸性アルカローシス」と、それ以外の「代謝性アルカローシス」に大別されます。

• 呼吸性アルカローシス：過呼吸によって二酸化炭素（CO₂）が過剰に排出され、血液中の酸が減少することで起こります。
  原因：ストレス、パニック、高地環境など
  メカニズム：呼吸が速くなると、CO₂が体外に排出され、以下の化学反応の平衡が左に傾きます。 CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻ CO₂の減少によって炭酸（H₂CO₃）の生成が減り、H⁺イオンが減少するため、血液がアルカリ性に傾きます。
• 代謝性アルカローシス：体内の酸が減少、または塩基（アルカリ）が過剰になることで起こります。
  原因：嘔吐、下痢、利尿薬の使用など

アルカローシスで低カリウム血症になるメカニズム

以下は細胞内外のH⁺、Na⁺、K⁺の動きを示した図となります。

① H⁺、 Na⁺、 K⁺によって細胞内外の電荷のバランスが保たれた状態

② アルカローシス（体液がアルカリ性の状態）
→ 細胞外のH⁺が減少

（補足）血液がアルカリ性に傾いている状態＝細胞外のH⁺が減少している状態と考えてください。

③ Na⁺/H⁺交換体が活発に働き、
H⁺の細胞外への排出増加
Na⁺の細胞内への流入増加

④ Na⁺/K⁺交換ポンプが活発に働き、
Na⁺の細胞外への排出増加
K⁺の細胞内への流入増加

→低カリウム血症

また上記に加え、嘔吐や下痢などで引き起こされる代謝性アルカローシスでは、体液量の減少によってRAAS（レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系）が活性化し、アルドステロンの分泌量が増加します。その結果、遠位尿細管でナトリウムが再吸収される際にカリウムが交換排出され、低カリウム血症が起こりやすくなります（下図参照）。

上記の機序が理解できたら、ここでひとつ応用問題として以下も考えてみてください！
ACE阻害薬服用時は、血漿のカリウム値は上昇するでしょうか？低下するでしょうか？

あわせて読みたい

ACE阻害薬の副作用として、正しいものはどれでしょう？ ACE阻害薬は高血圧や心不全の治療に用いられる薬ですが、副作用も存在します。代表的な例やその仕組みをわかりやすく解説します。使用時に注意すべき点も含めて詳しく紹介。

ACE阻害薬がRAASを活性化させるか、抑制させるかを考えたらすぐに分かりますよね？
もし分からなければ上記の記事も是非ご覧ください。

アルカローシスにより低カリウム血症の覚え方

また、アルカローシスは過呼吸が原因で起こることも一緒に、全部「カ」で繋げて覚えましょう！

過（カ）呼吸→アルカローシス

アシドーシスとは

続いてアシドーシスについての解説です。
アシドーシスは、血液のpHが正常値（約7.4）より酸性側（7.35未満）に傾いた状態を指します。

軽度の場合は無症状のこともありますが、重症化すると、深い呼吸（多呼吸）、倦怠感、吐き気、意識障害などを引き起こし、生命に関わる危険な状態になるため、迅速な治療が必要です。

アシドーシスの原因

• 呼吸性アシドーシス：肺の機能低下により二酸化炭素（酸性物質）が体内に蓄積することが原因です（例：慢性閉塞性肺疾患（COPD）などによる低換気）。
• 代謝性アシドーシス：酸が体内で過剰に作られる（例：糖尿病性ケトアシドーシス、乳酸アシドーシス）か、腎臓から酸が十分に排出されない（例：腎不全）、または下痢などで塩基が過剰に失われることなどが原因です。

アシドーシスで高カリウム血症になるメカニズム

①H⁺、Na⁺、K⁺によって細胞内外の電荷のバランスが保たれた状態

②アシドーシス(体液が酸性の状態)
→細胞外のH⁺が増加

③Na⁺H⁺交換体の働きが抑制され、
H⁺の細胞外への排出減少
Na⁺の細胞内への流入減少

④Na⁺K⁺交換ポンプの働きが抑制され、
Na⁺の細胞外への排出減少
K⁺が細胞内へ流入減少

→高カリウム血症

参考文献

• Palmer BF. “Regulation of Potassium Homeostasis.” Clin J Am Soc Nephrol. 2015.
• Gennari FJ. “Acid-Base Balance in Health and Disease.” Am J Med. 1998.
• MSDマニュアル プロフェッショナル版. 電解質障害 / カリウム濃度の異常の概要.
• 日本腎臓学会. CKD診療ガイドライン 2018.
• Boron WF, Boulpaep EL. Medical Physiology, 3rd Edition. Elsevier. 2017.
• Dubose TD Jr, Good DW, Hamm LL. “Acid-base and electrolyte disorders.” Clinical Nephrology. Mosby. 2005.