水は成人の体重の3分の2を占めています。
体重70kgの男性の体内には42リットルの水分があります。
したがって、体内の水分を維持することは、脱水症状から体を守るために不可欠です。
したがって、水分の摂取量は、水分の喪失量と釣り合わなければなりません。
腎臓からの尿による水分の喪失が、体内からの水分の喪失の主な方法です。
さらに、便や汗の分泌によっても水分が失われることがあります。
体内への水分の取り込みは、主に食事からの摂取で行われます。
少量の水分は、代謝の過程でも生成されます。
体内の水分バランスは、水分摂取の調節と腎臓による水分排泄の調節によって維持される。
ウォーターバランスとは
水収支とは、特定の生体の恒常性のうち、体内の水分量を浸透圧調節と行動によって制御する側面を指します。
体内の水分バランスを保つことは、脱水を避けるために不可欠です。
また、腎臓結石の形成を防ぐなど、医学的な意味合いもあります。
体内の水分バランスは、水分摂取と水分喪失の両方を調節することで維持することができます。
水分の摂取量
体内の主な水分摂取は、水分摂取によって行われます。
水分は、飲料水、水分、食物の水分を通じて体内で消費されます。
健康な成人は、1日におよそ2リットルの水を飲まなければなりません。
水分摂取のうち、体液と水そのものが70〜80%を占め、食べ物の水分は20〜30%を占めています。
また、水素を含む基質の酸化により、代謝の過程で水分が生成されます。
栄養素別の代謝水生成量を表1に示す。
メタボリックウォーター生成
栄養素|代謝性水分産生量(mL/100g)|脂質|1,000mg/L | |
脂質|107 | |
炭水化物|55 | |
タンパク質|41 |
したがって、代謝水生成量は栄養素の摂取量に比例します。
水損失
体内から水分が失われる主な方法は、腎臓からの排泄です。
500mLから数リットルの水分が尿として排泄される。
体温調節は、体液量の調節に関与する体の機能の 1 つです。
ネフロンとは、腎臓の機能単位で、体液中の余分な水分を排出するために、尿を作る役割を担っています。
1つの腎臓には約100万個のネフロンが存在する。
血液は、ろ過、再吸収、分泌の3つのステップを経てろ過される。
便や汗の分泌により、少量の水分が体外に排出される。
健康な成人であれば、1日に約200mLの水分が便から失われる。
汗は、真皮にある汗腺から分泌されます。
成人では1日に約0.3~2.6ℓの汗が出ます。
気温が高いとき、湿度が高いとき、激しい運動をしたときなどは、汗の分泌が増えます。
水分のバランスはどのように保たれているのでしょうか?
身体は、水分の摂取と体外への排出を調節することで、水分バランスを保っています。
生物は、この2つの調節機構により、体内の水分を厳密に一定に保つことができる。
水摂取量の規制
身体は、主に生理的な渇きによって水分摂取量を調節している。
喉の渇きとは、水を飲みたいという意識的な欲求と定義される。
血漿浸透圧の上昇は、口渇の主な刺激です。
視床下部のオスモレセプターが血漿浸透圧の上昇を感知し、喉の渇きを感じる。
血漿浸透圧がわずかに上昇すると、抗利尿ホルモン(ADH)が分泌され、尿細管での水の再吸収が促進される。
また、血液量の減少や血圧の低下、循環アンジオテンシンの増加も口渇感をもたらす。
社会的影響、習慣、ドライマウスなどの社会的・環境的要因も水分摂取量を増加させる。
水損失の規制
体内の水分の損失は、主に腎臓からの排泄によって調節されています。
腎臓は、体内の水分補給状態や水分摂取量に応じて、尿から排泄される水分量を調節することができる。
そのため、腎臓は細胞外液の溶質組成を一定に保っている。
このフィードバック機構に関与するホルモンがADHです。
水不足になると、血漿の浸透圧は通常の値である280 mOsmol/kg H2Oよりも上昇する。
これがオスモレセプターによって感知され、ADHの分泌を促す。
これにより、細胞外液が希釈される。
体内の水分が過剰になると、ADHの分泌が抑えられ、水分の再吸収が減少する。
生体の水分バランスの維持は、図1のように行われている。
図1: 水分バランス維持の仕組み
水収支の悪化とは
水収支の障害は、低水分症や高水分症などの状態によって起こることがあります。
低水和は、脱水によって体内の水分が失われた結果です。
その結果、細胞外液が高張になります。
高水分症は、短時間に過剰に水を摂取した結果です。
低張性細胞外液になる。
等張性細胞外液は、体内の水分量のバランスがとれている場合に確認することができます。
細胞外液の状態の種類別の原因を表2に示す。
細胞外液の状態によって異なる##原因
細胞外液の状態|想定される原因 | |
低張性| * 高ナトリウム濃度の汗 | |
* 嘔吐や下痢による消化管液の喪失 | |
高張性| * 水分補給を伴わない発汗 | |
* 糖尿病による浸透圧利尿 | |
* 不十分な水分摂取 | |
* 利尿剤 | |
等張性| * 消化管液減少症 | |
* 水分・塩分摂取量の不足 | |
結論
ほとんどの生物は、体重のほとんどを水で占めている。
身体は、水分の摂取量と体外への排出量を調節することで、体内の水分量を維持している。
水分の摂取は、主に食事によって行われる。
また、生理的な喉の渇きを感じることで、摂取量を増やすことができます。
水分の損失は、主に腎臓からの排泄によって起こります。
腎臓は、細胞外液の張力に基づいて体内の水分量を調節することができます。