生理学 において、体液とは、 動物の体内 の組織、血液、骨などに含まれる水分 の総量を指します。様々な体液区画 に含まれる体液の割合を合計したものが総体液量(TBW)です。この水分は、重量と体積の両面で、 人体 のかなりの部分を占めています。適切な量の体液量を維持することは、体液バランス 、すなわち恒常性 の一側面です。
位置 全身の水分量を細胞内液と細胞外液の割合で示した図。[ 1 ] 体重比で、成人の平均体水分率は約 60%、子供の平均体水分率は約 65% です。[ 2 ] [ 3 ] 年齢、健康状態、水分摂取量、体重、性別など、多くの要因に基づいて体水分率にかなりのばらつきが生じる可能性があります。あらゆる年齢と両性の成人を対象とした大規模な研究では、成人の体水分率は平均約 65% でした。ただし、これは年齢、性別、および肥満度 (体組成 中の脂肪量) によって大きく異なりました。このサンプルにおける体重あたりの水分率は、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% が体水分であるのに対し、肥満の人の中には体重の 45% しか水分がない人もいます。[ 5 ] これは、脂肪組織が除脂肪組織ほど水分を保持しないためです。これらの統計平均値は、対象集団の種類、サンプル対象者の年齢、サンプル対象者の数、調査方法などの要因によって変動します。したがって、この生理学的指標に限らず、すべての人に当てはまる全く同じ数値は存在しませんし、存在し得ません。
動物の体内の水分は、さまざまな体液 に多く含まれています。これらには、細胞内液 、細胞外液 、血漿 、間質液 、細胞間液 が含まれます。[ 6 ] 水分は、臓器 内、消化管液、脳脊髄液 、腹膜液 、眼 液にも含まれています。 脂肪組織 には約10%の水分が含まれていますが、筋肉組織 には約75%の水分が含まれています。[ 7 ] [ 8 ]
ネッターのヒト生理学アトラス(2002年) では、体内の水分は次のように分類されています。 [ 6 ]
細胞 内液 (体液の2/3)は細胞内に含まれる液体です。72 kg(159 lb) の体には40リットルの体液があり、そのうち約25リットルが細胞内液です[ 9 ] 。これは62.5%に相当します。ジャクソンのテキストでは、体液の70%が細胞内液であるとされています[ 10 ] 。 細胞外液 (体内の水分の1/3)は、細胞の外側の領域に含まれる液体です。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 ] これは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、血漿量は平均3リットル[ 9 ] 、つまり20%です。間質液 (細胞外液の4/5)細胞間液 (「第三空間」とも呼ばれ、通常は計算では無視される)は、消化管液、脳 脊髄液 、腹膜液、眼 液など、臓器内部に存在する液体である。
測定
希釈と平衡化 フローイングアフターグロー質量分析法 (FA-MS)を用いて呼気中の重水素 濃度を測定することで、個人の総体水分量を測定することができます。まず、既知量の重水素化水(重水 、D₂O ) を摂取し、体内で平衡状態になるまで放置します。次に、FA-MS装置を用いて、呼気中の水蒸気中の重水素と水素の比(D:H)を測定します。そして、摂取したD₂Oの量に対する呼気中の重水素濃度の増加量から、総体水分量を正確に算出します 。
個々の区画内の水は、さまざまな物質で測定できます。[ 11 ]
細胞内液量は、総体水分量から細胞外液を差し引くことで推定できる。
生体電気インピーダンス分析 体水分総量(TBW%)を測定するもう1つの方法は、生体電気インピーダンス分析 (BIA)によるものです。従来のBIA法では、被験者はベッドに横になり、手と素足にスポット電極を装着します。最初に電解質ゲルを塗布し、次に周波数50kHzの弱い電流を 流します。この交流波形により、直流電流や火傷を引き起こすことなく、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、安全のため電流範囲は約20mA に制限されています。 [ 12 ]
生体インピーダンス分析(BIA)は、その簡便性、低コスト、高い再現性、非侵襲性から、有望な技術として注目されています。BIAの予測式は、汎用的なものと集団特異的なものがあり、この方法は非常に高い精度を実現できる可能性があります。結果の質を左右する上で、適切な式を選択することが重要です。
臨床用途向けに、科学者たちは多周波BIA法を開発しており、これにより被験者の水分レベルをより正確に予測できるようになる可能性がある。より多くの電極を使用する新しいセグメント別BIA装置によって、身体の特定部位のより精密な測定が可能になるかもしれない。
機能 動物の体内の水は、以下のような多くの機能を果たします。
・栄養素輸送のための溶媒 ・排泄 のための媒体 ・熱制御手段 ・関節用潤滑剤 •衝撃吸収のためのベクトル[ 7 ]
変更点 体内に水分を補給する一般的な方法は、水を飲むことです。水は、特に植物、 生肉 、魚など水分を多く含む食品からも体内に取り込まれます。成人の水分摂取量の約10%は、代謝の副産物として得られます。[ 13 ]
動物の体内に保持される水分量は、いくつかの要因によって影響を受ける。水分量は動物の年齢によって変化する。脊椎動物は高齢になるほど、相対的な 骨量 が増加し、体内の水分含有量は減少する。
体内の水分量が影響を受ける病状においては、変化した体液コンパートメント(または複数のコンパートメント)から 、問題の性質を推測する手がかりが得られることがあります。体内の水分量は、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 によって調節されています。
水分の喪失 体積収縮とは、 浸透圧物質 の喪失を伴う場合と伴わない場合がある、体液 量の減少のことである。体液の水分成分の喪失は、特に脱水症 と呼ばれる。[ 14 ]
ナトリウムの損失は、細胞外液からの体液損失とほぼ相関関係にある。これは、ナトリウムが細胞外液(ECF)に細胞内液 (ICF)よりもはるかに高い濃度で存在するためである。一方、カリウム(K +) は細胞内液(ICF)にECFよりもはるかに高い濃度で存在するため、その損失はむしろ細胞内液(ICF)からの体液損失と相関関係にある。これは、ECFからのK +の 損失によって細胞内液(ICF)中のK +が細胞外に拡散し、 浸透 によって水分も一緒に引きずり出されるためである。
計算 ヒトの場合、総体水分量は、発症前 (または理想)体重 と補正係数に基づいて推定することができる。
T B W = w e 私 g h t * C {\displaystyle TBW=体重*C}
Cは、自由水が占める体重の割合を表す係数です。成人男性(高齢ではない)の場合、C = 0.6です。成人高齢男性、栄養失調男性、または女性の場合、C = 0.5です。成人高齢女性または栄養失調女性の場合、C = 0.45です。総体水分不足量(TBWD)は、次の式で近似できます。
T B W D = T B W * ( 1 − [ N 1 + ] t [ N 1 + ] m ) {\displaystyle TBWD=TBW*(1-{\frac {[Na^{+}]\,t}{[Na^{+}]\,m}})}
ここで、[ Na + ] t = 目標ナトリウム濃度(通常140mEq/L)、[ Na + ] m = 測定されたナトリウム濃度です。
結果として得られる値は、高ナトリウム血症 状態を補正するために必要な自由水の概算量である。実際には、不感蒸泄、尿量、患者間の水分分布の違いにより、この値は不足を補正するために必要な実際の自由水量と近似することはほとんどない。[ 15 ]
総水分量は人体計測方程式を用いて推定することもできる。[ 16 ]
T B W 男 (L) = 2.447 − 0.09516 × 年齢(歳) + 0.1074 × 身長(cm) + 0.3362 × 体重(kg) 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)}}} T B W 女性 (L) = − 2.097 + 0.1069 × 身長(cm) + 0.2466 × 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)}}}
上記のワトソン方程式は、多様な被験者データが使用されたため、ほとんどの場合妥当な推定値を与えることがわかっています。[ 16 ]アメリカ人 [ 17 ] [ 18 ] 、チュニジア人[19]、カメルーン 人 [ 20 ] などの特定の集団向けに他の方程式が示されています。人体計測によるTBW方程式は、 測定対象集団外の健康な成人被験者以外にはうまく一般化できず、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。[ 21 ]
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さらに読む 小動物診療における体液、電解質、酸塩基平衡障害 動物生理学の基礎 家畜栄養学百科事典 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 医学主題見出し (MeSH)における 「Body+water」米国国立医学図書館の 医学主題見出し (MeSH)における 「体液・体腔」