乳酸アシドーシス

乳酸アシドーシスは、血液中に乳酸（主にL-乳酸）が過剰に蓄積され、その結果として血液のpHが低下する状態を指します。これは、体内の酸性度が高まる代謝性アシドーシスの一種であり、身体の酸化的な代謝プロセスに問題が生じ、過剰な酸が体内に留まることによって引き起こされます。

この病態は、通常、急性的または慢性的な基礎疾患、特定の薬剤の使用、あるいは中毒の結果として発生します。具体的な症状は、その根本的な原因に大きく依存しますが、吐き気、嘔吐、クスマウル呼吸（深く苦しそうな呼吸）、全身的な筋力低下などがしばしば観察されます。

分類

乳酸アシドーシスは、その原因に基づいて大きくA型とB型に分類されます。B型はさらに細分化されます。

A型: 臨床的に組織の低酸素状態や循環不全を伴うタイプ。
B型: 低酸素・循環不全を伴わないタイプで、以下のように分けられます。
B1：基礎疾患（A型を引き起こす可能性もある）
B2：薬物や中毒によるもの
B3：先天性代謝異常によるもの

これとは別に、稀な病型としてD-乳酸アシドーシス（D-乳酸脳症とも呼ばれる）が存在します。

兆候と症状

乳酸アシドーシスは、重度の心臓病や肺疾患、敗血症を含む重症感染症、全身性炎症反応症候群、重い身体的外傷、著しい血液量減少など、様々な重篤な病態に伴ってしばしば見られる症状です。ヒトにおいて観察される典型的な症状には、代謝性アシドーシスに共通する症状として、吐き気、嘔吐、全身の筋力低下、呼吸困難感、そして特徴的な深い呼吸が含まれます。

主な原因

乳酸アシドーシスを引き起こす原因は多岐にわたります。代表的なものとして以下が挙げられます。

遺伝性疾患: ビオチニダーゼ欠損症、複合カルボキシラーゼ欠損症、フルクトース-1,6-ビスホスファターゼ欠損症、グルコース-6-ホスファターゼ欠損症（糖原病Ⅰ型）、ミトコンドリア関連疾患（MELAS、リー症候群など）、ピルビン酸代謝異常など。
薬剤: メトホルミン（リスクは低いが、特定の条件下で高まる）、リネゾリド、パラセタモール（アセトアミノフェン）中毒、イソニアジド毒性、プロポフォール、アドレナリン、プロピレングリコール（D-乳酸の原因となる）、ヌクレオシド系逆転写酵素阻害薬などが知られています。
その他: チアミン（ビタミンB1）欠乏（特に高カロリー輸液時）、組織への酸素供給障害（低血流など）、出血、敗血症、ショック、進行した肝疾患、糖尿病性ケトアシドーシス、過度な運動、局所的な低血流（腸虚血など）、悪性腫瘍（リンパ腫、腫瘍崩壊症候群など）、短腸症候群における腸内細菌によるD-乳酸産生などが含まれます。

病態生理

グルコースの代謝は解糖から始まり、複数の酵素反応を経てピルビン酸に分解されます。このピルビン酸の多くは乳酸に変換されます。ヒトの体内では、主に筋肉などの組織で乳酸脱水素酵素（LDH）の働きにより、 daily 約20 mmol/kgの乳酸が生成されます。この乳酸は血流に乗って肝臓などへ運ばれ、そこで再びピルビン酸に戻された後、糖新生によってグルコースに変換される（コリ回路）か、クエン酸回路を経てATP生成に利用されます。

乳酸値の上昇は、その産生が増加するか、あるいは代謝・排泄が低下することによって生じます。特に肝臓は乳酸代謝の主要な部位であるため、肝機能の障害は乳酸値の上昇につながり得ます。

A型乳酸アシドーシスは、好気性代謝に必要な酸素が組織に十分に供給されないことが原因で、ピルビン酸がクエン酸回路に入れず、乳酸への変換が促進されて発生します。一方、B型乳酸アシドーシスは、解糖系とそれに続く代謝経路の間のバランスが崩れることによって乳酸が蓄積します。例えば、交感神経の過活動時などに起こり得ます。ただし、急性疾患における乳酸上昇が常に組織の低酸素状態に起因するかについては、議論の余地があります。

診断

乳酸アシドーシスを含む酸塩基平衡異常の評価は、通常、動脈血を用いた血液ガス分析によって開始されます。静脈血での測定も代用として用いられることがあります。典型的な乳酸アシドーシスでは、乳酸濃度の上昇に加え、血液pHが7.35未満、重炭酸塩濃度が20 mmol/L未満を示すことが多いですが、他の酸塩基異常が合併している場合はこれらの数値が典型的でないこともあります。

治療

急性期において乳酸値が上昇した場合、最も重要な初期対応は、組織への酸素供給と血流の維持を図ることです。昇圧剤の使用は、乳酸値が高い状況では効果が低下することがあり、また、一部の薬剤（例：β2刺激薬）は乳酸値をさらに上昇させる可能性があります。

体外への直接的な乳酸の除去（血液濾過など）は困難であり、その有効性を示す根拠は限定的です。これは、乳酸の産生速度に追いつけない可能性があるためです。血液のpHを改善するために炭酸水素ナトリウム溶液が用いられることもありますが、これも炭酸ガス産生増加やカルシウム濃度低下のリスクが関連しており、その使用を強く支持する根拠は限定的です。

遺伝性ミトコンドリア障害（B3型）による慢性的な乳酸アシドーシスでは、特定の食事療法（ケトン食など）や、場合によってはジクロロ酢酸（DCA）が治療に用いられることがあります。ただし、DCAの使用には末梢神経障害のリスクがあり、その根拠はまだ十分ではありません。

予後

一時的で軽度の乳酸値の上昇は、死亡率にほとんど影響を与えませんが、持続的かつ重度な乳酸値の上昇は高い死亡率に関連します。基礎疾患が悪性腫瘍である場合も、予後が悪化する傾向があります。

メトホルミン関連乳酸アシドーシス（MALA）の死亡率は、かつては50%程度と報告されていましたが、近年は治療法の進歩などにより25%に近いとされています。

獣医学領域における乳酸アシドーシス

爬虫類:
激しい運動時に嫌気性エネルギー代謝（解糖）に大きく依存する爬虫類は、乳酸アシドーシスを起こしやすい特性があります。特に大型のワニが捕獲に抵抗する際など、筋肉での解糖系代謝が活性化し、血液pHが変動して刺激への反応が鈍化し、不動状態になることが少なくありません。抵抗が激しい場合、重度の乳酸アシドーシスが原因で死亡する例も報告されています。

一方、一部のカメは高濃度の乳酸に対する耐性が非常に高いことが知られています。例えば、ニシキガメは冬眠中に嫌気性呼吸に大きく依存しますが、血液組成や甲羅の特性により、多量の乳酸蓄積に耐えることができます。無酸素状態での嫌気性呼吸により血漿中のカルシウム濃度が上昇し、このカルシウムが緩衝材として機能して過剰な乳酸と結合し、乳酸カルシウムとして甲羅や骨格に沈着することで血液中から除去されると考えられています。ある研究では、長期無酸素状態のカメの乳酸の約45%が骨格内に貯蔵されているという報告があります。

反芻動物:
家畜化された反芻動物、特に牛や羊において臨床的に問題となる重篤な乳酸アシドーシスは、多くの場合、大量の穀物を摂取したことに関連します。通常、反芻動物の第一胃（瘤胃）では、微生物によって穀物が揮発性脂肪酸（主に酢酸、プロピオン酸、酪酸）に分解されます。乳酸も産生されますが、通常は他の微生物によって速やかに代謝されます。

しかし、第一胃の微生物叢が穀物消化に適応していない状態で大量の穀物が急に与えられると、乳酸を産生する細菌（特にラクトバシラス属）が優勢となり、乳酸を代謝する微生物が抑制されるため、第一胃内で大量の乳酸が蓄積します。乳酸は他の揮発性脂肪酸よりも酸性が強いため、第一胃液のpHが著しく低下します。この高浸透圧状態により、血液から第一胃への水分移動が起こり、脱水や循環血液量減少性ショックを引き起こす可能性があります。

第一胃内のpHがさらに低下すると、未解離の乳酸が増加し、これが第一胃壁を透過して血液中に入り込み、血液のpHを低下させ、全身性の乳酸アシドーシスを引き起こします。反芻動物の第一胃ではL-乳酸とD-乳酸の両方が産生されますが、アシドーシスが進行すると代謝されにくいD-乳酸の割合が増加する傾向があります。

反芻動物の乳酸アシドーシスの予防には、飼料中の穀物量を急激に増やさないこと、数日かけて徐々に慣れさせること、また、モネンシンなどの飼料添加物を用いて乳酸産生菌を抑制することが有効です。治療には、重炭酸ナトリウムの静脈内投与や水酸化マグネシウムの経口投与、あるいは第一胃の内容物を除去し水分で置換する処置などが行われます。

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