急性心不全における肺うっ血の病態と治療に関する考察 -...

492循環制’御第19巻第4号（1998）

急性心不全における肺うっ血の病態と治療に関する考察

清野精彦＊，島井新一郎＊，早川弘一＊，竹田晋浩＊＊　　　　池崎弘之＊＊，高野照夫＊＊，小川　　龍＊＊＊

　急性左心不全は，急激に発症する心臓ポンプ機

能の低下と，これに対する代償不全であり，肺水

腫，心臓喘息，発作性夜間呼吸困難，肺うっ血，

心拍出量低下，心原性ショックなどの臨床症状で

特徴付けられる．急性左心不全における心拍出量

配分の変化および神経内分泌因子の変化について

検：討し，さらに各種薬物治療ならびに人工呼吸管

理の効果と心・肺連関について分析を加える．

　急性心不全における肺水腫の発症機序

　肺毛細管と肺間質スペース間の体液交換は，肺

毛細管圧（Pc），間質水力学的圧（Pint），血漿コ

ロイド浸透圧（πcap＞，間質コロイド浸透圧（π

int）により規定され，血漿流量（Q）はStarling

の関係式：Q＝K｛（Pc－Pint）一σ（πcap一πint）｝

として表現される（図1）1）．ここで肺毛細管内

に血漿水分を保持するように作用しているのは，

Pintとπcapであるが，　Pintは陰圧であるので，

肺胞内圧

肺胞

肺表面活性物質肺胞壁

間覧　　　　　リンパ管　　水力学的証一9mmHg　膠質浸透圧　　3mmHg

曾

水力学的圧9mmHg膠質浸透圧21　mmHg

毛細血管（血管透過性）

肺毛細管

陽圧呼吸IPPV，PEEP，CPAP

ethy1alcohol吸入

steroid（抗型置トニン薬・抗ヒスタミン薬〕

diuretics，　ECUM

hypoalbuminemia補正

diuretics，　vasodilators

morphine，　inotropics

図1　肺水腫の発症機序と対策1）

　＊日本医科大学第一内科＊＊@　　同　　集中治療室

＊＊＊@　同　　麻酔科

Presented by Medical*Online

πcapのみが肺水腫を抑制する方向に作用する。

臨床的には僧帽弁狭窄症，急性心筋梗塞などで

Pcが上昇してπcapを上回ることにより肺水腫が

発症する．

　急性心筋梗塞CCU収容時の胸部X線と心血行

動態の関係を検討すると2），肺うっ血が高度にな

るほど肺毛細管圧の上昇が著しく，20㎜Hgを越

えると問質性浮腫が，25㎜Hgを越えると肺胞性

浮腫に至ることが明らかにされた．さらにKillip

分類と対比すると，図2に示すように，Pcは重

症になるほど高値であり，πcapは低値であった．

両者の較差oncotic　hydrostatic　gradient（OHG）をみ

ると，Killip皿・IV群では負の値であり肺水腫出

現を裏付ける成績と解釈された．

心拍出量配分の変化と循環不全の病態

慢性心不全における心拍出量配分の変化を検討

した成績3）を見ると，心筋，脳など重要臓器への

（n＝46）

（tnmHg＞

　　50

40

30

20

10

o

一10

ロCOP（血漿コロイド浸透圧〉

函PCWP（肺毛細管圧）一　OHG　：　COP一一PCWP

p〈o．oi　rF？5tRfi－FF？iiiSoi　rfpFKm〈oos

虚血P＜。．。1

Pく0．001P＜O．OOI　P＜0．001

Killip　l　ll　M　rv（n＝20）　（n＝15）　（n＝＝4）　（n＝7）

図2　急性心筋梗塞Killip分類と肺毛細管圧（PCWP），

　　血漿コロイド浸透圧（COP），　OHG（oncotic　hy－

　　drostatic　gradient）　2）

シンポジウム（1）循環と呼吸のinteraction　493

血流は保持されているのに対して，皮膚，腎臓，

骨格筋，腹部内臓への血流は著しく低下している．

特に慢性心不全では，骨格筋の血流制限は安静時

よりも運動時に著明であり，運動具容能低下の一

因になっている．

　ICUに収容した急性心不全症例を対象に，心拍

出量配分の変化と循環不全の病態について検討し

た4・5）．Laser　Doppler　Spectroscopyを用いて皮膚微

小循環を分析すると（図3）4），急性心不全では

指尖部皮膚血流量（健常者の60～65％），血球量

（同80％）は有意に低値であり，さらに血流波形

からvasomotionを分析すると；特徴的な間欠的

血流減少波の出現頻度が大であり，治療により心

血行動態や皮膚血流量が回復しても，この間欠的

血流減少波が出現している事が観察され，

vasomotionの異常が残存することが示唆された．

　また，venous　occlusion　plethysmographyにより

下腿腓腹筋の循環動態を測定検討すると（図4）5），

PCWPが上昇して肺うっ血を示すForrester血行

動態サブセットllおよびIVは，肺うっ血合併のな

いサブセット1に比べ，下腿血流量が有意に低値

（健常者の40～50％）し，下腿血管抵抗は有意の

高値（同2～2．5倍）を，下腿静脈容量は有意の

著しい心寄（同40～50％）を示した．

　腎機能と肺水腫の発症

　心不全の病態では，神経内分泌因子を介する腎

機能の変化が体液量・電解質調節にかかわる役割

が極めて大きいものと考えられる．この点につき

検討すると5），K皿ip皿（肺水腫）群では1・H群

に比し収容時血清クレアチン，BUN，β　2－

microglobulinが高く，表1に示すように，　ICU収

容時の腎機能パラメータと心血行動態の間に有意

の相関が認められた．特に高齢者では潜在する腎

機i能障害がPCWP上昇に関連しており，肺水腫

を合併しやすいことが知られた．さらに，ICU収

容時の一回心拍出量係数（SVI）と血清クレアチ

ニン値（Scr）からCardio－Renal　Subsetが設定され

（図5），SVI　28皿e／beat／m2未満，　Scr　1．5mg／d2以

上の群では急性期死亡率が著しい高値を示すこと

を明らかにした．急性心不全では腎機能障害が既

存する場合に肺水腫を発症しやすく，予後も不良

であるものと解釈された．急性心不全の治療薬と

して強淫薬，血管拡張薬が有効であるが，心血行


494循環制御第19巻第4号（1998）

指尖部皮膚循環動態の比較

平均血流量

ml’min／1009

　　　60

50

40

30

20

10

o

rrp〈O．OOI－1

「「聴一「「下で而［

　健常騨（n＝20）

38．9±　12．3

　tHF（n＝12）

ss．6±・10．O

　AHF（n＝17）

25．5±9．0

am

500

釦0

300

200

100

o

血　球　量

一rP＜o・oo1一＿P＜0．001 1「「1禧「「

一一一

・；・；・：・；・；

刷

＝・＝・＝・：・：・

・：・：・：・：・：・

＝・：・：・：・：・：

・：・：・：・＝・：・

：・：・：・：・：・：

・：・：・：・：・＝・

一＝・：・：・：・：・●

・：・：・：・：・：・

＝・：・：・：・：・：

・：・：・：・：・：・

：・：・：・：・：・：

一・：・：・：・：・：・

：・：・：・：・：・：

・：・：・：・：・：・

：・：・＝・：・＝・：

・：・：・：・：・＝・

一

：・：・：・：・：・：

・：・：・：・：・：・

：・：・＝・：・：・：

・：・：・：・：・：・

：・：・：・：・＝・：

・：・：・：・：・：・

1 1 1

麓僧騨（n＝2e）

512±35

　tHF（n＝12）

433±61

AHF（n＝17）

420±　71

指尖部皮膚血流波形の比載

A波周渡数

。．p．m．

09876543210

rP＜0・001一「

「而「「一雨一「

　）」喝

群20L

常＝±

健“沿

　　7

B渡出現頻度

回15min

09876543210

1

r　P〈O．Ol　”

「而「「一白「

　　　　　　AHF　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　値常群　　　　　　tHF　　　　　　AHF　tHF　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（n＝17）　　　　　　（n＝17）　（n一’i20）　（h＝12）（n＝　12）4’D7±’P”F3　4L4±O．9　O．8±1：4　3．7±3，7　2．9±2．6

　図3　急性心不全における指尖部皮膚微小循環動態4）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　AHF：急性心不全

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　tHF＝回復（代償）期心不全



5．0

4．0

3．0

2．0

1，0

下腿血流量（mS／1　00　ml／min）

iS，！D1i5

肩く9Sく01＜．02

c

Killip　I皿皿・rVN

聖王王

2，0

1，5

1．0

O，5

下腿静脈容量　（m11100　mD

幽く川く01く01

o

Killip　1皿皿・lv閥

　王

　亜王

下腿血管抵抗（mm尉glml！100冊1！鵬in）

400

300

200

100

隙α［q

亜王王

o

Killiρ1皿皿』U閥

5．0

4，0

3．0

2．0

1，0

　　　　〈，05　く05

く，05　〈．05　〈，Ofi　〈，05

至正王王。

開S－　1∬　皿rv　　麗

2．0

1．5

1，0

O，5

く．Olく』1＜．01〈．Ol

王恥

。

開S＿　II［　皿1四　髄

400

300

200

100

〈，05

〈．05

［「緬「「

　　　　〈．05

至至､王

　　　　　　至

o

HS・1皿皿NN

図4　急性心筋梗塞による心不全重症度と下腿腓腹筋血行動態5）（n＝40）

動態の改善のみならず，血流配分（循環不全）の

是正，腎機能保護作用，神経内分泌因子（後述）

の是正効果などを発揮する薬物が合目的的と考え

られる6）．

　急性心不全における神経内分泌因子の変化

　急性心不全（心筋梗塞）収容時の神経内分泌因

子と心血行動態の関係を分析すると5），表2に示

すように，血中ノルエピネフリン，エピネフリン

はSVIが低下し，　HRおよびPCWPが高い例ほど

高値を示したのに対して，レニン活性（PRA），

アンギオテンシンHはBPおよび組織灌流圧（腓

腹筋血管抵抗；CVR）が低下している例ほど賦

活化されていることが知られた．一方，心房性利

尿ペプチド（ANP）は著しい高値を示したが，必

ずしも心血行動態パラメータとは相関しなかった．

また，エンドセリンー1（ET－1）値はむしろ肺血

管系血行動態と有意の相関を示した5・7）．急性心

不全における循環不全の病態と神経内分泌因子に

ついて得られた成績を図6に表す1・2・4～7）．

急性心不全における薬物治療と心・肺連関

　急性心不全に対して，強心作用と血管拡張作用

を合わせ持つinodilatorは，心筋酸素消費量の増


496循環制御第19巻第4号（1998）

表1　急性心不全における心血行動態と腎機能の関連性5）

Total　（n＝78） The　elder　（n＝36）

PCWP Cyp CI SVI PCWP CVP CI SVI

Ccr

Scr

BUNB　2mG

一〇．　20　一〇．　26＊

　O．43＊＊＊　O．21

　0．32＊＊　O．18

　0．　34＊＊　O．　16

　O．　63＊＊＊

一〇．　34＊＊

一〇．　30＊＊

一〇．　42＊＊＊

　O．　51＊＊＊

一〇．　33＊＊

一〇．　32＊＊

一〇．　35＊＊

一〇．　42＊　一〇．　25

0．　55＊＊＊　O．　15

　0．　52＊　＊　O．　14

　0．　43＊＊　O．　06

　O．　34＊

一〇．　18

－O．　15

－O．　27

O．25

－O．　15

－O．　20

－O．　17

＊p〈　O．　05，　＊＊　p〈　O．　Ol，　＊＊＊　p〈　O．　OOI

svl／beat／mり。。。

B o生　存

50・1群　　　　　　　o　　o　　　　O　　o 皿群　　　　　　　　●6ヶ月以内死亡

40一

　　ono　　　　　o@　　　　oo　　　o　o

@　　Oo。。。3。

30・

　　　　　　。§。．　　　　　o　　　　　　OO　　o死亡軋瑚39。

　　　　　　　　　　　　　　　●

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o　o oo28 皿群　・．翫　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ト膜Q　●

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　●　　●oo

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@　　　　　　●怐@　●

10・

死亡寧45．0％死亡串100覧

　冒

P．0　　　　　．　　　　　　，←P．5　　2．0　　　　　　　3．0　　5．oSc「

@　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（㎎／

図5　急性心筋梗塞による心不全症例における収容時のCardio－Renat　Subsetと早期予後5）

加をもたらすこと無く心血行動態の改善と末梢循

環動態の改善を得ることができる．PDE阻害薬

はinodilatorを代表する薬物であり，特にβ受容

体down　regulationの病態にある難治性心不全で

は，β受容体を介すること無くcyclic－AMPを増

加し，均衡のとれた強心作用と血管拡張作用を発

揮する．著者らはすでに，多施設二重盲検試験に

より急性心不全症例におけるミルリノン静注療法

の有効性につき発表した8）．

　さらに本稿では，心不全治療におけるPDE阻

害薬アムリノンの肺コンプライアンスに及ぼす効

果につき分析を加えた9）．急性心不全による肺水

腫に対して人工呼吸管理している20例を対象に，

アムリノン1　mg／kg一回静注後10μg／kg／m　in持続

静注すると，図7に示すように，血行動態の改善

（CI上昇，　PCWP低下）と共に，肺コンプライア

ンスの改善（dynamic　compliance，　static　compliance

の増加），EV1．0，　Tidal　Volumeの増加を認めた．



表2　急性心不全症例における心血行動態と神経内分泌因子の関連性5・7）

CI　SVI　TSPR PCWP　CVP ms E PRA AGT　ll　AGT　I　ANP ET－1

CBF　ns　ns

CVR

CVC

rm

rnBP

CI

SVI

PCWP

CVP

ns　lr＝　一〇，　37“11r＝　一〇．　31“ ns

ns

ns r＝O．　33 ns

ns　1r＝O．43’“lIr＝O．36’ ns ns

ns

ns

ns

r＝　一〇．　45“1　r＝　一〇，　33　ns

ns　ns ns ns ns ns ns

r＝　O．　48“　11　r　＝O．　45’ns

r＝　一〇．　33　ns

ns

ns ns

ns

r＝一〇．66“1　r＝一〇．31　ns

r＝　一〇，　31　ns ns

r＝　一〇．　47“　11r＝　一〇．　35’ns

r＝O．33　1r＝O．41“ ns

r＝O．　36“ ns ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns　l　mPAP：O，45’

ns　1　r＝　O．45＊

n＝40，　47　or　24 ＊P〈O．　05

＊＊P〈　O．　Ol CBF：下腿腓腹筋血流量

CVR：下腿腓腹筋血管抵抗

CVC：下腿腓腹筋静脈容量

　　　　　　　　藍》～　

　　　　　　　　　　　　　邸心房性利尿ペプチド　とi：・

（ANP，　BNP）　t

エンドセリン↑

　　●肺うっ血

　　●肺水腫

：瓢v

●皮膚血流量↓

evasomotion●反応性充血遅延

eheat　discharge　1

ジ

ノ啓一娯“

●肝うっ血

●低酸素障害

　　，’z

　　／昌

　ノ　　　　　　　ココ　ノ　　　　　　　ロ　　もコ

必虹↓≡・，，

　末梢血管抵抗f’∴ξ

文心拍出劃　着

左室擁末期田夢

　　心爾旺

×：圧受容器機能障害

　求心性抑制シグナル↓

　　　　：

血管運動中枢

　　／　　　　x

交感神経系↑　バソプレシン↑

　　，

レニンーアンギオテンシン系↑

　　エピネフリン，ノルエピネフリン↑

　　アルドステロン↑

●腎血流量↓

●ナトリウム，水再吸収↑

●骨格筋血流減少

●抵抗血管収縮

●容量血管収縮

●反応性充血低下　（内皮機能障害）

↑：上昇

↓：下降

＠図6　急性心不全における循環不全の病態と神経内分泌因子1・2・4～7｝


498　循環制御第19巻第4号’（1998）

肺コンプライアンスの改善の機序として，血行動

態改善に伴う機能肺（機能的残気量および肺胞容

量）の増加と，呼吸筋に対する直接的な作用の可

能性が考えられた．

人工呼吸管理と心・肺連関

急性心不全による肺水腫症例の約半数が，気管

内挿管による人工呼吸管理が必要とされている．

IPPBでも十分な酸素化が得られない（Pao2　60㎜mHg

以下）場合，PEEPが加えられる．　PEEPでは機

能肺が増加し，肺水腫を減じ，肺コンプライアン

スを増加することにより酸素化を改善する．著者

らは既に，急性左心不全症例では，末梢への酸素

運搬が最大となるoptima1　PEEPを設定すること

3．00

2n80

2．70

Cl（1／min／m2）

P〈O．05

30　min

pre

15　20PCWP（mmHg）

60

50

40

30

o

　　　　　　　　　　　（n＝20）

Cdyn・，　Cst（ml／cm　H20）

P〈O．Ol

pre　30　min　pre　30　min

72

70

68

o

EVI　．O　（％）

P〈O．Ol

pre　30　min

600

500

400

o

Tidal　Volume（ml）

P〈O．Ol

pre　30　min

Takeda　S　et　al．　Acta　Anesthesiol　Scand　1997　：　41　：　624

図7　Amrinoneの肺コンプライアンスにおよぼす影響

　　急性左心不全人工呼吸管理症例における検討9》



0　　　　　　　5　　　　　　　　0

1（己ﾊ◎二》，盛四“F一〇層煽■色唱6℃O鴛く

コ10E

9出

窪5　　　　　　　　　0

望冊匡050己●》Baseline 12

Time　（hours） Time　（hours）

図8　急性心不全症例におけるnasal・CPAP後の血中endothelin－1値の変化4）

により，過剰な静脈還流を軽減し心ポンプ機能を

改善することを報告した10）

　さらに最近では，フェイスマスクまたはネーザ

ルマスクを密着し，PEEPを加えたCPAPを施行

することにより，気管内挿管せずに酸素化の改善

を得る非挿管呼吸管理が導入され，呼吸不全症候

群や肺水腫の挿管前のストラテジーとして注目さ

れている11～13）．急性左心不全による肺水腫30例

を対象に，nasal　CPAP（BiPAP　system）とフェイ

スマスク酸素吸入の効果を比較すると14），前者で

はPCWPおよび心拍数が有意に低下し，PaO2／Flo2・

は有意の増加を，門内シャント率は有意の低下を

示した．さらに血中ET－1の変化を観察すると，

図8に示すように，前者では動脈血中ET－1は経

過と共に有意に低下した．動脈血中ET－1値は平

均肺動脈圧と有意の正相関（r＝0．6）を，Pao21Flo2

と有意の負の相関（r＝一〇．46）を示した．急性

心不全症例において，nasal　CPAPは血中ET－1値

を低下し，酸素化の改善と血行動態の改善をもた

らすことが明らかにされた．

文献

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