低酸素症
- 低酸素症は、体の中の酸素が足りなくなり乳酸がたまる状態で、重い場合は乳酸アシドーシスや臓器の障害を起こします。
- DNA領域rs9987289のA型変異を持つ人は低酸素症になりやすい傾向があることが研究で分かっています。
- 日本人の約98.0％がGG型で、A型変異の保有率は約1.9％と世界平均（17.4％）より低いです。
概要
【疾患の概要】 乳酸は、ふだんから血液中に少しだけある物質で、酸素が足りなくなると増えます。 これは、細胞の中でピルビン酸（糖が分解されてできる物質）が乳酸に変わる量が増えるために起こります。
【症状と特徴】 このエネルギーの作り方の変化は、短い間なら役に立ちますが、重くなると乳酸が血液中にたまり、乳酸アシドーシス（血液が酸性に傾きすぎる状態）になります。 酸素が十分にあるふだんの状態では、細胞は酸素を使ってミトコンドリア（細胞の中の発電所のような部分）でエネルギーを作ります。 しかし、酸素が足りない低酸素状態では、体はエネルギーの作り方を切り替え、酸素を使わない代謝（嫌気性代謝）で乳酸を増やすため、血液中に乳酸がたまります。 乳酸の量を測ると、体がどれくらい酸素不足になっているか、体がどう反応しているかを知ることができます。 乳酸の値が高いことは、体の中で酸素の「届く量」と「必要な量」のバランスが崩れているサインで、重い感染症や虚血（血の流れが足りなくなること）などにつながります。
【遺伝的リスク】 ジョンズ・ホプキンス大学のTinらの研究により、低酸素症へのなりやすさがrs9987289というDNA領域と関係していることが分かりました。 このDNA領域にはAA、AG、GGの3つの遺伝子型があり、Aを持つ遺伝子型の人は、低酸素症になりやすい傾向があることが分かりました。
低酸素症とは何か
低酸素症とは、体の組織や臓器に十分な酸素が届かない状態のことです。酸素が足りなくなると、細胞は酸素を使わない代謝（嫌気性代謝）に切り替わり、血液中の乳酸の濃度が上がります。
低酸素症が起こるメカニズム
酸素が十分にあるふだんの状態では、細胞はミトコンドリア（細胞の中の発電所のような部分）で酸素を使ってエネルギーを作ります。酸素が足りなくなると、次のような変化が起こります。
- 嫌気性代謝への切り替え：細胞がピルビン酸（糖が分解されてできる物質）を乳酸に変えてエネルギーを作ります。
- 乳酸の蓄積：血液中の乳酸の濃度が上がります（正常値：0.5〜1.5 mmol/L → 重いとき：4 mmol/L以上）。
- 乳酸アシドーシス：乳酸がたまって血液が酸性に傾き、代謝性アシドーシス（体の中の酸が増えすぎた状態）が起こります。
低酸素症の主な原因
低酸素症を引き起こす原因は以下の4つに分類されます。
- 呼吸器の病気：慢性閉塞性肺疾患（たばこなどで肺が傷む病気）、肺炎、気管支ぜんそく、肺線維症（肺が硬くなる病気）です。
- 心臓や血管の病気：心不全、ショック（血圧が急に下がる状態）、重い不整脈です。
- 貧血：ヘモグロビン（血液中で酸素を運ぶ成分）が減り、酸素を運ぶ力が落ちます。
- 環境：高い場所（標高2,500m以上）で空気中の酸素が薄くなること、締め切った空間です。
低酸素症の主な症状
低酸素症の症状は、重さによって変わります。
- 脈や呼吸が速くなります（体が酸素不足を補おうとする初期の反応）。
- チアノーゼ（皮膚や唇などが青紫色になる）
- 意識がぼんやりしたり、混乱したりします（脳に届く酸素が減るため）。
- 息切れ・呼吸困難
- 体のだるさ・筋力の低下
低酸素症の重さの分け方
| 重さ | 血中酸素飽和度（血液中の酸素の割合） | 血中乳酸値 | 主な症状 |
|---|---|---|---|
| 軽度 | 90〜94％ | 2.0〜4.0 mmol/L | 軽い息切れ・脈が速くなります。 |
| 中等度 | 85〜89％ | 4.0〜8.0 mmol/L | 強い呼吸困難・チアノーゼ |
| 重度 | 85％未満 | 8.0 mmol/L以上 | 意識障害・臓器がうまく働かなくなります。 |
乳酸の値が持つ意味
乳酸の値は、体の酸素不足の程度や体の反応を知るための大切な目安です。乳酸の値が高いことは、体の中で酸素の届く量と必要な量のバランスが崩れているサインで、重い感染症（敗血症）や虚血（血の流れが足りなくなること）などの深刻な状態と関係します。
- 正常値：0.5〜1.5 mmol/L
- 少し上昇：2.0〜4.0 mmol/L（体の組織への血液の流れが足りない可能性があります）。
- 大きく上昇：4.0 mmol/L以上（乳酸アシドーシスと判断される目安です。命に関わる危険が高まります）。
遺伝子と低酸素症の関連
DNA領域rs9987289となりやすさの関係
ジョンズ・ホプキンス大学のTinらの研究(1)により、DNA領域rs9987289が低酸素症へのなりやすさと関係していることが分かりました。
- rs9987289にはAA・AG・GGの3つの遺伝子型が存在します。
- A型変異を持つ遺伝子型の人は、低酸素症になりやすい傾向があります。
日本人における遺伝子型分布（rs9987289）
| 遺伝子型 | 日本人の割合 | 世界の割合 |
|---|---|---|
| AA型 | 0.1%以下 | 0.8％ |
| AG型 | 1.9％ | 16.6％ |
| GG型 | 98.0％ | 82.4％ |
日本人はGG型の割合が98.0％ととても高く、世界平均の82.4％と比べて、A型変異を持つ人が少ないという特徴があります。
検査の科学的な根拠
代表的なDNA領域：低酸素症
低酸素症に最も強く関係するDNA領域は、rs9987289です。日本での各遺伝子型を持つ人の割合は下のとおりです。
- AA
0.1%以下 - AG
1.9 % - GG
98.0 %
検査の根拠
ジョンズ・ホプキンス大学のTinらの研究により、低酸素症へのなりやすさが遺伝子と関係していることが分かりました。人のDNAには、rs9987289という場所があり、そこにはAとGの2種類のタイプがあります。Aタイプを持つ人は、低酸素症になりやすい傾向があることが分かりました。
今回調査したDNA領域
細胞の中にあるDNAマップの模式図
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関連遺伝子
| 関連遺伝子 | PPP1R3B-DT |
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よくある質問
Q1. 低酸素症とは何ですか？
低酸素症とは、体の組織や臓器に十分な酸素が届かない状態のことです。酸素が足りなくなると、細胞は酸素を使わない代謝（嫌気性代謝）に切り替わり、乳酸がたまります。重い場合は、乳酸アシドーシス（血液が酸性に傾きすぎる状態）や臓器の障害を起こします。
Q2. 低酸素症の原因は何ですか？
主な原因は呼吸器の病気、心臓や血管の病気、貧血、環境の4つです。慢性閉塞性肺疾患（たばこなどで肺が傷み、息を吐きにくくなる病気）、肺炎、心不全、ショック（血圧が急に下がり、体に血液が行き届かなくなる状態）などの病気によって、酸素の届く量と必要な量のバランスが崩れ、低酸素症が起こります。遺伝子の影響としては、DNA領域rs9987289のA型変異もなりやすさに関係します(1)。
Q3. 低酸素症と乳酸アシドーシスの関係は？
低酸素状態では酸素を使わない代謝（嫌気性代謝）が活発になり、ピルビン酸から乳酸に変わる量が増えます。血液中の乳酸の濃度が4.0 mmol/L以上に上がると乳酸アシドーシスと診断され、きちんと治療しないと臓器がうまく働かなくなる（臓器不全）危険があります。
Q4. 遺伝子検査で低酸素症へのなりやすさは分かりますか？
DNA領域rs9987289の遺伝子型を調べることで、低酸素症へのなりやすさの傾向を知ることができます。A型変異を持つ遺伝子型の人はなりやすい傾向があることが、ジョンズ・ホプキンス大学の研究で分かっています(1)。
参考文献
- 参考リンク1 : 2016 Jul., A Tin, Diabet Med