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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
Presented by Medical*Online
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
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シンポジウム(1)循環と呼吸のinteraction 495
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
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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。
●
S車50.0瓢
o o oo28 皿群 ・.翫 ト膜Q ●
20・
● ●oo
潤@ o@ o8●o● ● o
●@ ● ●
@ ●
@ ●怐@ ●
@ ●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.
Presented by Medical*Online
シンポジウム(1)循環と呼吸のinteraction 497
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}
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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》
Presented by Medical*Online
シンポジウム(1)循環と呼吸のinteraction 499
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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医療 27:2967-2971,1995
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04920493049404950496049704980499