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体液バランスとは?人間の身体はほとんどが水分です

体液バランス

体液とは血液や唾液など人体に存在する液体の総称です。

水は体の単一要素として年齢と性別に依存して45-75%を占めると言われ人体はまさにその半分近くの組成が水分で出来ています。

水の獲得と喪失源

必要な水分量

主な水の供給源は液体の摂取1600mLと水気のある食べ物700mLであり、消化管で吸収され、一日約2300mLと言われます。(必要水分量は1.5L/日もしくは35mL/kg/日)

もう一つの水の供給源は代謝水(酸化水)で、これは主に酸素が電子を受け取るという細胞の有酸素呼吸で生じる水と化学反応の時に生ずる水である。代謝水は一日約200mL程度である。

一日の水の獲得量は合計で2500mLになります。

勿論、運動することでこの反応は高まるので体内での水分の産生も多くなります。

 

水分排出量

(1)尿量 腎臓は約1.5L/日の尿を作りだす。飲食物の量、季節などに著しく変動する。しかし正常の場合は500mL~2Lの範囲にある。尿量は最低500mL必要であり、体内における代謝産物、不要物などを溶かして排泄させる尿で不可避尿と呼ばれます。

(2)蒸発

皮膚や呼吸器の粘膜は空気よりも湿っているので、ここから常に水分の蒸発が行われている。水分蒸発のしくみには不感蒸発と発汗があります。

①不感蒸泄

水分無意識に行われている水分の蒸発で ①皮膚表面500~700mL/日 ②気道(肺)150~450mL/日の水分が蒸発している。

②発汗(温熱性発汗)

温度上昇が刺激となり、体表面のエクリン腺から温熱性発汗が生じる。汗の量は最高で1~1.5L/時間にも達する。

睡眠中は昼間活性化した脳を休ませるため、体温を1℃程度下げる仕組みになっている。体温調整のため健常者は睡眠中に約200mL(コップ一杯分)の発汗が生じる。 

汗の働き

主に体温の調節がメインとなっています。

デトックスという言葉はありますが、水とミネラルを流すだけで血液を浄化するなどという働きは医学的には無いと考えられます。

気化熱という水が蒸発する際に周囲の温度を奪う機構により体温を冷やしてくれます。

ボイルシャルルの法則などで習ったと思いますが、物体の密度が薄くなると熱量も分散され温度が下がるのですが、水が蒸発すると体積が1000倍に膨張するため密度が急激に低下し、温度が下がります。

熱勾配により、熱は高いところから低い方へ流れるので汗をかいて蒸発したら、体温が蒸発した気体の方へ逃げていき体温が下がる仕組みとなります。

また気圧が下がれば気体は膨張するのですが、流体は運動速度が上がると陰圧になるので風が吹くと水分が蒸発しやすくなり涼しくなります。

これが濡れた部分に風を当てると涼しい理由ですね。

【汗の成分】

主成分は水で、ミネラル、乳酸塩、尿素も含む。ミネラル分の目安としては、ナトリウムが 0.9 g/L、カリウムが 0.2 g/L、カルシウムが 0.015 g/L、マグネシウムが 0.0013 g/L である。その他のさまざまな微量元素も汗と共に排出される。濃度の目安(実測値には15倍ほどものばらつきがある)は、亜鉛が 0.4 mg/L、銅が 0.3–0.8 mg/L、鉄が 1 mg/L、クロムが 0.1 mg/L、ニッケルが 0.05 mg/L、鉛が 0.05 mg/L です。

 

(3)消化管

消化管からは便として150mLの水分が排出される。

 

※ある特定の経路での水喪失は非常にばらつく。激しい運動、消化管の感染による下痢、月経など。

 

水の獲得の調節

体の水獲得の調節は、主に飲む量の調節、より多く飲むかより少なく飲むかによって行われます。

視床下部にある渇き中枢が飲水の欲求を調節します。

①唾液量の減少→口と咽頭の乾燥→口腔の渇きを感知する感覚神経へ

②血漿浸透圧の増加→視床下部の浸透圧受容器の刺激による神経インパルスの増加

③血漿量の減少→血圧の低下→腎臓の傍糸球体細胞からレニン分泌増加→アンジオテンシンⅡ形成の増加

①、②、③により視床下部の渇き中枢が刺激されます。

その結果渇きの感覚が生じ、液体の摂取を促し正常な体液量の回復をもたらすこととなります。

しかしながら、渇きの感覚がすぐに生じなかったり、十分な飲料水がない場合には脱水症状が生じます。

このようなことは高齢者や幼児に起こりやすく、患者は錯乱状態になる。大量の汗や、下痢や嘔吐により水分が減少した時は渇きの感覚が生じる前に飲水を促すべきです。

 

水と溶質の喪失の調整

運動による蒸散と汗を介しての水と溶質の生じている時でも、過剰な水と溶質を尿としてどのくらい排出するのかを調節するのが主な調節メカニズムになります。

尿中の塩(NaCl)の排出量が体液量を決定する主要な因子である。

NaClの増加は血漿中のナトリウムイオンと塩素イオンのレベルを上昇させます。

その結果、間質液の浸透圧が上昇し、細胞内から細胞外へ水の移動が生じることとなり、血液量が増加します。

ナトリウムイオンと塩素イオンの腎臓での再吸収を決定する主要なホルモンはアンジオテンシンⅡ、アルドステロン、心房性ナトリウム利尿ペプチドです。

 

【血液量の増加】

①傍糸球体細胞からのレニン分泌が減少し、アンジオテンシンンⅡの形成が少なくなる。アンジオテンシンⅡの減少により糸球体濾過量の増加と尿細管でのナトリウムイオン、塩素イオンおよび水の再吸収を減らします。

さらに、少なくなったアンジオテンシンⅡは集合管でのNa、Clの再吸収を促進するアルドステロンの分泌量を減らすので、再吸収量がより低下します。

より多くのNa+、Cl-が濾過されて尿細管内に残り、尿中に排出される。浸透圧作用により、多くの水を尿中に排出し、血液量と血圧を下げる結果となります。

②心房を伸展させ、この伸展は心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)の放出を促す。ANPは腎臓でナトリウム利尿を、つまり尿中へのナトリウムイオンの分泌を促し、これにより血液量の減少をもたらす。

【血液量の減少】

先ほどの反対でアンジオテンシンⅡとアルドステロンの分泌が亢進し、腎臓でのナトリウムイオンと塩素イオンの再吸収を促進します。

それにより尿量を減少させることで体液を保持する。

水の喪失を調節するホルモンは抗利尿ホルモン(バソプレッシン、ADH)です。

ADHは視床下部から下垂体後葉へ軸索投射している神経分泌細胞が作り出す。

渇きのメカニズムに加え、体液の浸透圧の増加がADH分泌を促すこととなります。

ADHは腎集合管を構成する主細胞の管腔側膜に水チャネルタンパク質を挿入させます。

その結果、この細胞の水の透過性が亢進されます。

水分子は尿細管から浸透圧の影響で細胞内に移動し、細胞から血流へ移動する。これらの作用により少量の濃縮尿が生成されます。

渇きのメカニズムにより水を摂取すると血液と間質液の浸透圧が低下するため、数分以内にADH分泌は減少し、血中レベルでほとんどゼロとなります。

 

 

最後に

最近、似たような内容の記事を連投してしまっているのですが、少しずつ違います。

ただ、血圧と浮腫と、体液とかは大本の部分が一緒なのでキーワードが被っちゃうんです(*^^)

でも、復習がてらに読んでみるかという感じで読んで下さると嬉しいです(;^ω^)

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