昇圧薬をαとβで整理する|血圧の式の、どこを動かすのか
昇圧薬は「血圧を上げる薬」と覚えるだけでは選べません。平均血圧=心拍出量×血管抵抗という式の、どこを動かす薬なのか。この記事はそこから整理します。αは血管、βは心臓という軸で5剤を並べ、それぞれの顔と、麻酔中の使い始めの用量までを扱います。読み終えるころには、5剤を並べて比べられるようになり、「なぜこの薬なのか」を式の言葉で言えるようになります。
この記事は動物看護師向けに、昇圧薬の働きをαとβから整理しています。低血圧の原因から薬を選ぶ道筋は麻酔中の低血圧に何を使うかにまとめています。
昇圧薬は「血圧の式のどこか」を動かしている
血圧を定義する式から確認します。
平均血圧 = 心拍出量 × 血管抵抗
心拍出量は、1分間に心臓がどれだけ血液を前に送り出しているか、です。
心拍出量 = 心拍数 × 1回拍出量
そして1回拍出量(心臓が1回で送り出せる量)は、次の3つで決まります。
| 因子 | 中身 | 1回拍出量への向き |
|---|---|---|
| 前負荷 | 心臓に返ってくる血液の量/心臓の中に溜まっている血液の量 | 上がると増える |
| 心収縮力 | 心臓が縮む力 | 上がると増える |
| 後負荷 | 血管抵抗。上がると心臓が血液を送り出しにくくなる | 上がると減る |
体の側では、それぞれ次のように動きます。
- 血管抵抗が上がるのは、基本的に動脈が収縮するため
- 前負荷が上がるのは、静脈が収縮するため。心臓の手前にある大きな血管が静脈で、ここには血液がプールされています。その静脈が収縮すると、血液が一気に心臓へ戻ってきます
- 心収縮力が上がるのは、強心薬による
血管収縮薬、強心薬、静脈を収縮させる薬――これらをまとめて昇圧薬と呼びます。血管抵抗を上げる、前負荷を上げる、心収縮力を上げる――その結果として1回拍出量が上がり、心拍出量が上がります。あるいは血管抵抗そのものが上がります。だから平均血圧が上がる、という理屈です。
どの薬も、この式のどこかに手を掛けています。薬の名前を覚えるより先に、その薬が式のどこを動かしているのかを見ると、整理がつきます。
なぜ交感神経を狙うのか
これらの薬が効く先は、交感神経です。交感神経は自律神経のひとつで、脳と脊髄に大元があり、そこから全身の臓器に分布しています。今日考えるのは、そのうち心臓と血管に来ている枝だけです。
交感神経の末端から出る伝達物質として有名なのが、ノルアドレナリンです。ある刺激が加わると末端から放出され、全身の臓器にある受け皿(受容体)にくっつきます。すると心臓がドクドクしたり、血管が締め上げられたりします。
もうひとつ重要な臓器が副腎です。副腎髄質もカテコラミンを合成していますが、こちらは神経の末端からではなく、血中に放出することで全身の臓器に行き渡らせます。神経末端から出るのが主にノルアドレナリンなのに対し、副腎髄質から出るのは主にアドレナリンです。神経末端から出る経路と、副腎から血流に乗せる経路。この2つがあります。
分かりやすい例が、褐色細胞腫という副腎の腫瘍です。カテコラミン(アドレナリン・ノルアドレナリン)を際限なく産生してしまうため、こうした症例に麻酔をかけると、心拍数が200や300まで走ったり、末梢の血管がものすごく締まって血圧がとんでもないことになったりします。
我々が使う昇圧薬は、この体の中で生理的に作られているものを、外から擬似的に作って投与する薬です。効く場所は、同じ受け皿です。
αは血管、βは心臓
ノルアドレナリンがくっつく受け皿には、主にαとβという名前がついています。割り振りは単純です。
| 受け皿 | どこに分布 | くっつくと起きること | 式のどこが動くか |
|---|---|---|---|
| β(β1) | 心臓 | 心拍数が上がる/心収縮力が上がる | 心拍出量が上がる |
| α(α1) | 血管(動脈・静脈) | 血管が収縮する | 血管抵抗と前負荷が上がる |
| β2 | 血管 | 血管が拡張する | 血管抵抗が下がる |
私はこう覚えています。αは血管に絡みついた紐。αの形をした紐が血管をギュッと締め上げるから、血管収縮。βはムチ。心臓を叩き上げるから、心拍数と収縮力が上がります。
そして例外がβ2です。血管にもβの受け皿があり、こちらは収縮ではなく拡張に働きます。頭の片隅に入れておいてください。この後のドブタミンの話に効いてきます。
5剤をα1・β1・β2で並べる
有名な5剤を、受け皿への効き方で並べたのが次の表です。同じノルアドレナリン系の薬でも、受け皿に対する感受性が薬ごとに少しずつ違います。だから分類して覚える意味があります。
| 薬 | α1(血管収縮) | β1(心拍数・心収縮力) | β2(血管拡張) |
|---|---|---|---|
| ドブタミン | ほぼなし | 非常に強い | あり |
| ドパミン | あり(用量で強く出る) | あり | あり |
| アドレナリン | 強い | 強い | あり |
| ノルアドレナリン | 非常に強い | あり | ほぼなし |
| フェニレフリン | 非常に強い | なし | なし |
※ドパミンにはこのほかにドパミン受容体への作用があります。この受け皿はドパミンにしかないので、まずは無視してもらって構いません(後述します)。
※ドブタミンのβ2作用は、β1ほど強くはありません。またα1もごく弱いながら存在し、5〜10 μg/kg/min以上ではα1・β2の刺激が出てきます。ノルアドレナリンのβ2作用は、臨床的には明らかでないとされます。
並べ方にも意味があります。上に行くほどβ作用がメインの薬、下に行くほどα作用(血管収縮)が強い薬です。この順番ごと覚えてしまうのが早いと思います。
5剤それぞれの顔
ドブタミン ―― 血圧は上がるとは限らない
ドブタミンには基本的にα作用がありません。つまり血管をほとんど収縮させません。代わりにβ1の作用が非常に強く、心収縮力や心拍数を上げるのに優れた薬です。加えて、β2の作用も併せ持っています。
ただしβ2には血管拡張作用があります。式に当てはめると、心収縮力が大きく上がって心拍出量はぐっと増えますが、同時に血管抵抗が下がります。平均血圧にとって、心拍出量が上がることはプラス、血管抵抗が下がることはマイナス。差し引きがどちらに出るかは決まりません。
そのため臨床でドブタミンを使うと、血圧が上がることもあるし、下がることもあるという、少し不思議な作用を持った薬になります。
ドパミン ―― 心拍出量も血管抵抗も上げる
ドパミンもやや不思議な薬で、α作用もβ作用も持っていますが、用量によってどの作用が出るかが変わります(具体的な用量は後半で扱います)。
血管収縮作用もあり、心臓を強くする力もあり、血管拡張作用もあります。ただし最終的にはα作用のほうが強く出るので、血管収縮が表に出てきます。式で見ると、β作用で心収縮力が上がり、α作用で血管抵抗が上がります。さらにα作用は静脈も収縮させるので、前負荷も上がります。
心拍出量も血管抵抗も上げる。だからドパミンは、かなり高い確率で平均血圧を上げられる薬と考えられています。
もうひとつ、ドパミン受容体の話があります。この受け皿は主に血管にあり、ドパミンがここに働くと腎臓に入っていく血管が拡張して腎血流が増える、と言われてきました。ただし全身の血管も拡張してしまうため、血管抵抗が下がって血圧はむしろ下がるかもしれない、とも言われています。
補足 ドパミンによる腎保護作用については、近年その臨床的意義に否定的な見解もあります。
アドレナリン ―― 昇圧薬というより緊急薬
アドレナリンはα1作用もβ1・β2作用も持ち、ドパミンに比べるとα1作用がとても強い薬です。血管収縮もβ作用も強いので、かなり血圧を上げる薬と言えます。
ただし不整脈を誘発しやすいことが知られていて、昇圧薬として登場することは基本的にあまりありません。どちらかというと、心肺停止に陥ったときの心肺蘇生(CPR)の緊急薬として登場する薬です。
例外が2つあります。ひとつはアナフィラキシーで、ここではアドレナリンが第一選択です(0.01 mg/kg 筋肉内。ここだけ単位が mg/kg である点に注意してください)。もうひとつは、他の昇圧薬で支えきれない重度の低血圧に対する持続投与で、この場合は他剤と同じ μg/kg/min の単位で使います。
ノルアドレナリン ―― 血管抵抗も前負荷も上げる
ノルアドレナリンもα1作用がものすごく強い薬で、β作用も少なからずあります。ドパミンやドブタミンに比べると血管収縮薬に分類されることが多く、「α1が強い薬」と覚えておくとよいと思います。
式で見ると、血管抵抗を大きく上げる薬です。加えて、動脈と同時に静脈も収縮させるので、前負荷が上がり、1回拍出量が上がり、心拍出量も上がると説明されています。心拍出量も血管抵抗も上げるので、平均血圧を大きく上げられる、便利な薬です。
フェニレフリン ―― βを持たない
フェニレフリンはβ作用がないのが特徴です。血管収縮作用がとても強く、ノルアドレナリンと似て血管抵抗と前負荷を大きく上げます。
血圧は上がります。ただし後負荷が上がることで、心拍出量は下がるかもしれません。一方で静脈が収縮して前負荷が上がるぶん、1回拍出量が上がって心拍出量も上がるかもしれません。心拍出量の測定自体が難しいので、どちらに転ぶのかがはっきりしない薬です。
なお、血圧が上がると圧受容器反射がはたらいて心拍数が落ちます(反射性徐脈)。心拍出量が下がるとすれば、後負荷の増加とこの徐脈の合わせ技です。フェニレフリンを使うときは、血圧と心拍数をセットで見てください(ただし吸入麻酔下では反射が鈍り、心拍数が変わらないこともあります)。
臨床での使い方と、使い始めの用量
ここから先は私見を含みます。「こんな感じか」というくらいで読んでください。
| 薬 | 使い始め | 刻み・上限の目安 |
|---|---|---|
| ドパミン | 5 μg/kg/min | 10 μg/kg/min 以上は意識して慎重に |
| ドブタミン | 1〜3 μg/kg/min | 犬の一般的な治療域は5〜15 μg/kg/min。猫は5 μg/kg/minが上限(超えると振戦・けいれんといった中枢神経系の毒性の報告あり)。犬猫とも10 μg/kg/min以上は不整脈に注意 |
| ノルアドレナリン | 0.1 μg/kg/min | 0.1刻みで上げ、上限は1 μg/kg/min くらい |
| フェニレフリン | 0.5〜1 μg/kg/min | 0.5刻みで上げ、上限はおそらく2〜3くらい |
※表の単位はすべて μg/kg/min です。シリンジポンプの設定単位(/min か /hr か)を、投与を始める前に必ず声に出して確認してください。
※講義になかった数値(犬猫別の用量域、猫の上限、アナフィラキシー時のアドレナリン用量)は、Lumb & Jones『Veterinary Anesthesia and Analgesia』6版(第5章、第21章、表36.4)および Pascoe ら(AJVR 2006;67(9):1491-1499)に基づいて補いました。
投与ラインの管理(ここはVTの担当領域です) ノルアドレナリン・ドパミンをはじめとする血管収縮薬は、血管外に漏れると局所の血管収縮によって組織が壊死します。持続投与(CRI)の間は留置部位を定期的に見て触って確認し、腫れや漏れを疑ったら投与を止めて獣医師に報告してください。太く確実な血管を選び、確実に血管内にあることを確認してから開始します。
ドパミンは用量で顔が変わる
ドパミンは私の印象では、わりとマルチな場面で使える便利な昇圧薬です。一般的には5 μg/kg/minあたりからスタートすることが多く、効き始めるまでには印象として5〜10分かかります。
| 用量 | 主に出る作用 | 起きること |
|---|---|---|
| 1〜5 μg/kg/min(低用量) | ドパミン受容体 | 血管拡張。血圧はむしろ下がってしまうかもしれない |
| 5〜10 μg/kg/min(中用量) | β作用 | 血管はそこまで締まらず、心拍出量を有意に増やせる |
| 10 μg/kg/min 以上 | α作用 | 血管収縮が出て血圧はさらに上がるが、注意が要る |
※この3つの区切りは、覚えやすくするための整理です。実際の境界はもっと曖昧で、文献ではドパミン受容体が優位な域を1〜3 μg/kg/minとするものが多く、犬では7 μg/kg/min前後からすでに血管抵抗が上がり始めるという報告もあります。猫では平均血圧を70 mmHg超に保つのに約10 μg/kg/minを要したという報告があり、個体差も大きい領域です。
私が5から使い始めるのは、1〜5の低用量ではドパミン受容体による血管拡張が出て、血圧が下がってしまうかもしれないからです。5〜10の中用量では血管抵抗が上がらない、つまり1回拍出量にネガティブに働かないまま心拍出量を増やせる。「心拍出量を下げることが少ない安全な薬」と獣医領域では考えられていて、みんなが最初に好んで使い始めるのはそのためです。
10 μg/kg/min以上ではα作用と血管収縮作用が出始めるので血圧はさらに上がりますが、心臓に負担が掛かること、血管収縮によって何か悪いことが起きるかもしれないことを意識して、気をつけて使うことが多い領域になります。
注意 ドパミンは半減期が約3分と短く、投与を急に止めると平均血圧と心拍出量が下がります(反跳性低血圧。猫で特に報告があります)。手術終了時もポンプを一気に切らず、段階的に減量してください。
ドブタミンは場面を選ぶ
ドブタミンは、私はだいたい1〜3 μg/kg/minくらいの低用量から使い始めます。β1で心拍出量が上がり、β2で血管が拡張するので、血圧は上がるかもしれませんし、下がるかもしれません。少し難しい薬です。
そのためルーチンの昇圧薬として使うことは少なく、どちらかというと僧帽弁逆流(MR)や拡張型心筋症(DCM)のように収縮力が落ちている病態で活躍してくれる、限られた場面に登場する薬だと私は思っています。
注意(猫では逆になる) 「収縮力が落ちている=ドブタミン」は、犬の話です。猫でもっとも多い心筋症は肥大型心筋症(HCM)で、その半数近くが僧帽弁の収縮期前方運動(SAM)による左室流出路の閉塞を伴います。強心薬(陽性変力薬)は、この流出路閉塞と心筋の酸素消費をむしろ悪化させうるため、HCMが否定できない猫では、強心薬を低血圧の第一選択にしません。この場合は後負荷を上げるほうが流出路閉塞を軽くする方向に働くので、フェニレフリンのように少しずつ調整しやすい血管収縮薬が選ばれます。
注意 ドパミンもドブタミンもβ作用がとても強い薬です。β作用が過剰に働くと心臓の動きが過剰になり、不整脈などが起きる可能性があります。この2剤を使うときは、不整脈に注意しながら使ってください。
ノルアドレナリン
0.1 μg/kg/minから0.1刻みで上げていき、上限は1 μg/kg/minくらいで使うことが多い薬です。α作用がメインなので血管収縮が主体で、動脈が締まって血管抵抗が上がり、静脈が締まって静脈還流量が増え、心拍出量が上がります。
血管を締めるだけだと後負荷が1回拍出量にネガティブに働きますが、こちらはβ作用も少なからずあるので心拍出量を保ちやすいというメリットがあります。人医療や救急医療ではメインで使われる昇圧薬で、β作用が強すぎないぶん不整脈や心拍出量低下の恐れも少ない薬だという印象を私は持っています。今後、獣医でもマルチな場面で活躍していくのではないかと思っています。
フェニレフリン
0.5〜1 μg/kg/minあたりから0.5刻みで上げていき、上限はおそらく2〜3くらいの薬ではないかと思います。人医療では便利な薬と言われますが、β作用がないので、心臓を直接押し上げる働きはありません。血管抵抗をものすごく上げるので血圧は上がりますが、後負荷が1回拍出量にネガティブに働くため、心拍出量が下がる可能性があります。ただしこれは種で分かれていて、イソフルラン麻酔下の猫では逆に心拍出量と酸素供給量が上がったという報告があります(健常猫・HCMの猫の両方)。
また、フェニレフリンは子宮の血流を低下させるため、妊娠している動物への投与は一般に避けることが推奨されます。人医療で帝王切開時の低血圧に使われている薬ですが、そのまま持ち込まないでください。
最初からフェニレフリンを使うことは、獣医のスタンダードとしては確立されていません。
なぜドパミンから始めるのか
私が使い始める昇圧薬の第一選択は、やはりドパミンが多いです。理由は2つあります。
- 麻酔中に使っているイソフルランが心臓の力をものすごく弱めてしまうので、β作用が欲しい(これは個人的な印象です)
- 低用量から中用量で使い始めればβ作用がはっきり出て、足りなければ用量を上げるといずれα作用も出てきます。ドパミン1剤で麻酔中が完結できる可能性が高い
犬で隠れたMRやDCMがありそうな症例では、ドブタミンから使い始めることもあります。ドパミンでα作用がもう少し欲しいというときは、そこにノルアドレナリンやフェニレフリンを足して血管収縮を得ていきます。これが私の使い方です。
ただし、ここは人によって使い方がいろいろ違います。ノルアドレナリンから普通に使えますという人もいて、わりと好みが分かれるところです。
昇圧薬は、低血圧に対する最初の一手ではありません。麻酔中に血圧が下がったとき、先に来るのは ①その数字が本物か確かめる(カフ幅は肢の周囲径の30〜40%か、カフの位置・体位・不整脈の影響はないか) ②麻酔を浅くする・原因(出血、不整脈、体位、陽圧換気など)を探す ③輸液 で、昇圧薬はその次です。ただし心疾患のある症例では輸液がしばしば禁忌になり、その場合は昇圧薬・強心薬のほうが先に来ます。順番は一本道ではありません。この話については第1回で触れています。
まとめ
- 平均血圧=心拍出量×血管抵抗。昇圧薬はこの式のどこかを動かす薬として理解する
- 数字を上げること自体が目的ではない。血管抵抗を上げずに全身の灌流を保つことのほうが優先される。α作用で血圧の数字だけが上がっている状態はありうる
- αは血管を締める(血管抵抗と前負荷が上がる)、βは心臓を叩く(心拍数と心収縮力が上がる)。例外はβ2で、血管を拡張させる
- 5剤は上ほどβ寄り、下ほどα寄り。ドブタミン → ドパミン → アドレナリン → ノルアドレナリン → フェニレフリン
- ドブタミンとフェニレフリンは、血圧や心拍出量がどちらに転ぶか読みにくい
- ドパミンは用量で顔が変わる。1〜5はドパミン受容体、5〜10はβ作用、10以上はα作用(区切りは目安で、実際の境界は曖昧)。急に止めると血圧が落ちるので段階的に減らす
- ドパミン・ドブタミンはβ作用が強く、不整脈に注意
- 犬と猫で答えが変わる場面がある。猫のドブタミンは5 μg/kg/minが上限。HCMが否定できない猫では強心薬を第一選択にしない
- 血管収縮薬は血管外に漏れると組織が壊死する。持続投与中の留置部位の確認はVTの担当
- アドレナリンは不整脈を誘発しやすく、昇圧薬というより心肺蘇生の緊急薬。ただしアナフィラキシーでは第一選択で、ここだけ単位が mg/kg
- 用量と第一選択の話は私見。そして昇圧薬は低血圧への最初の一手ではない
この記事の元になった講義
VT薬理学セミナー 第9回「昇圧薬の使い方:αとβで整理する」(26分44秒)
https://youtu.be/FFYADNqFpgE
講師:風間 匠(DVM, MS, DACVAA/米国獣医麻酔疼痛管理専門医)
※本記事は2023年12月に収録した講義をもとに構成しています。薬の効き方や量の考え方は変わりませんが、製剤の入手性や法令上の扱いは収録後に変わっているものがあります。
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