体内水分

生理学では、体水分とは、動物の体の組織、血液、骨などに含まれる水分のことです。さまざまな体液区画に含まれる体水の割合を合計すると、総体水分量(TBW)になります。この水は、重量と体積の両方で人体のかなりの部分を占めています。適切な量の体水を確保することは、恒常性の一側面である体液バランスの一部です。

位置

体重で見ると、成人の平均体は約 60% が水分で、子供の平均体は約 65% が水分です。^[2]^[3]年齢、健康状態、水分摂取量、体重、性別など、さまざまな要因によって体水分率に大きなばらつきがあります。全年齢および男女の成人を対象とした大規模な研究では、成人の体の平均水分率は約 65% でした。ただし、これは年齢、性別、肥満度 (体組成における脂肪の量) によって大幅に異なりました。このサンプルの体重に対する水分の割合は、男性で 58 ±8%、女性で 48 ±6% であることがわかりました。^[4]新生児の体重の 75% は体水分ですが、肥満者の中には体重の 45% しか水分を含まない人もいます。^[5]これは、脂肪組織が除脂肪組織ほど水分を保持できないためです。これらの統計的平均値は、人口の種類、サンプルの年齢、サンプル数、方法論などの要因によって異なります。したがって、この数値、あるいは他の生理学的測定値に関して、すべての人にとってまったく同じ数値は存在せず、また存在することもできません。

動物の体液のほとんどは、様々な体液に含まれています。これらには、細胞内液、細胞外液、血漿、間質液、経細胞液が含まれます。^{[6]水は臓器内、}消化管液、脳脊髄液、腹膜液、眼球液にも含まれています。脂肪組織には約10％の水分が含まれ、筋肉組織には約75％の水分が含まれています。^[7]^[8]

ネッターの『人体生理学アトラス』（2002年）では、体内の水分は以下のように分類されている。^[6]

細胞内液（体液の2/3）は細胞内に含まれる液体です。体重72kg（159ポンド）の体には40リットルの液体が含まれており、そのうち約25リットルが細胞内液であり^[9] 、これは62.5%に相当します。ジャクソンの文献には、体液の70%が細胞内液であると書かれています。^[10]
細胞外液（体液の1/3）は細胞の外側にある液体です。40リットルの体の場合、約15リットルが細胞外液であり、^[9] 37.5%に相当します。
- 血漿（細胞外液の1/5）。この15リットルの細胞外液のうち、血漿の量は平均3リットル、^[9]または20%です。
- 間質液（細胞外液の4/5）
- 細胞内液（別名「第三の空間」、通常は計算では無視されます）、例えば、胃腸液、脳脊髄液、腹膜液、眼液など、臓器の内部に含まれる液。

測定

希釈と平衡

個人の体内総水分量は、フローティング残光質量分析法(FA-MS)を使用して、呼気サンプル中の重水素の存在量を測定することで判定できます。既知の量の重水素化水 (重水、D _{2 O) を摂取し、体内の水分内で平衡状態になるまで待ちます。次に、FA-MS 機器で、呼気中の水蒸気中の重水素と水素の比率 D:H を測定します。次に、摂取した D}₂ Oの量に対する呼気中の重水素含有量の増加から、体内総水分量を正確に測定します。

個々の区画内の水は、さまざまな物質で測定することができます。^[11]

細胞内液は、体全体の水分量から細胞外液を差し引くことによって推定できます。

生体電気インピーダンス分析

体水分率（TBW%）を測定する別の方法は、生体電気インピーダンス分析（BIA）です。従来のBIA法では、人がベッドに横たわり、手と裸足にスポット電極が置かれます。最初に電解質ゲルを塗布し、次に周波数50kHzの微弱電流を導入します。このAC波形により、非常に容量性の高い皮膚を介して体内に電流を発生させることができますが、DCフローや火傷を引き起こすことはありません。安全のため、電流は20mA程度に制限されています。^[12]

BIA は、そのシンプルさ、低コスト、高い再現性、非侵襲性から、有望な技術として浮上しています。BIA 予測方程式は一般化することも、特定の集団に限定することもできるため、この方法は潜在的に非常に正確です。適切な方程式を選択することは、結果の品質を決定する上で重要です。^{[引用が必要]}

臨床目的で、科学者たちは、人の水分補給レベルを予測する能力をさらに向上させる可能性のある多周波数 BIA 法を開発しています。より多くの電極を使用する新しいセグメント BIA 装置により、体の特定の部分のより正確な測定が可能になります。

計算

人間の場合、体内の総水分量は、病前（または理想）体重と補正係数に基づいて推定できます。

$TBW=重量*C$

C は、自由水が占める体重の予想割合を表す係数です。成人の非高齢男性の場合、C = 0.6 です。成人の高齢男性、栄養失調の男性、または女性の場合、C = 0.5 です。成人の高齢または栄養失調の女性の場合、C = 0.45 です。総体的水分不足 (TBWD) は、次の式で概算できます。

$TBWD=TBW*(1-{\frac {[Na]t}{[Na]m}})$

ここで、[Na]t = 目標ナトリウム濃度（通常 140 mEq/L）、[Na]m = 測定されたナトリウム濃度です。

得られた値は、高ナトリウム血症の状態を是正するために必要な自由水のおおよその量です。実際には、不感蒸泄、尿量、患者間の水分分布の違いにより、この値が不足を是正するために必要な実際の自由水の量に近づくことはほとんどありません。^[13]

総水分量は人体測定方程式を用いて推定することもできる: ^[14] $TBW_{\text{男性}}{\text{ (L)}}=2.447-0.09516\times {\text{年齢 (歳)}}+0.1074\times {\text{身長 (cm)}}+0.3362\times {\text{体重 (kg)}}$ $TBW_{\text{女性}}{\text{ (L)}}=-2.097+0.1069\times {\text{身長 (cm)}}+0.2466\times {\text{体重 (kg)}}$

上記の式（ワトソン式）は、多様な被験者データが使用されたため、ほとんどの場合に妥当な推定値を与えることがわかっています。^{[14]アメリカ人、}^[15]^[16]チュニジア人、^[17]カメルーン人など、特定の集団を対象とした式も示されています。 ^[18]人体測定による TBW 式は、測定対象集団以外の健康な成人被験者には十分に一般化できないため、ほとんどの臨床現場では BIA などのより正確な方法を使用することが推奨されています。^[19]

機能

動物の体内の水は、栄養素を輸送するための溶媒として、排泄媒体として、熱調節手段として、関節の潤滑剤として、そして衝撃吸収として、多くの機能を果たします。^[7]

変更点

体内に水分を補給する一般的な方法は、飲料水を飲むことです。また、植物、生肉、魚など、水分を多く含む食品からも水分が体内に入ります。成人の水分摂取量の約10％は、代謝の副産物として摂取されます。^[20]

動物に保持される水分の量は、いくつかの要因によって左右されます。水分量は動物の年齢によって異なります。脊椎動物は、年齢が上がるほど相対的な骨量が多くなり、体内の水分量が少なくなります。

体液が影響を受ける病気の状態では、変化した体液コンパートメントが問題の性質の手がかりとなることがあります。体液は、抗利尿ホルモン、アルドステロン、心房性ナトリウム利尿ペプチドなどのホルモンによって調節されます。

水分の喪失

体積収縮とは、体液量の減少であり、浸透圧調節物質の喪失を伴う場合と伴わない場合がある。体液の水分成分の喪失は、特に脱水と呼ばれる。^[21]

ナトリウムの損失は細胞外液からの水分損失とほぼ相関しています。これは、ナトリウムは細胞外液 (ECF) の方が細胞内液 (ICF) よりも濃度が高いためです。対照的に、K +^はECF よりも ICF の方が濃度が高いため、K + の損失はむしろ ICF からの水分損失と相関しています。これは、ECF からの K ⁺損失により ICF 内の K ^{+ が}細胞外に拡散し、浸透圧によって水も引きずり込まれるためです。^{[引用が必要]}

参考文献

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さらに読む

小動物診療における体液、電解質、酸塩基障害
動物生理学の基礎
家畜栄養百科事典
動物の浸透圧調節
動物栄養科学

外部リンク

米国国立医学図書館の医学件名標目(MeSH)における Body+water
米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)における体液コンパートメント

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