2022年11月25日 19時00分サイエンス

人の体から1日に失われる水分量を正確に予測できる計算式が判明

人間の体の一部は水分で構成されています。その割合(体水分量)は、乳児が約60％、一般男性が約53％、一般女性が約45％だということがこれまでの研究でわかっているのですが、そのうちどれぐらいが1日に失われているのか、正確な数字はわかっていませんでした。このたび、国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所などの研究者により、人間の体への水の出入り(水の代謝回転)がどれぐらいなのか、正確に予測する計算式が導き出されました。

Variation in human water turnover associated with environmental and lifestyle factors | Science
https://doi.org/10.1126/science.abm8668

ヒトの体の水の代謝回転量を予測する式を世界で初めて発明～23カ国5604人を対象とした国際共同調査の結果から～ | 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
https://www.nibiohn.go.jp/information/nihn/2022/11/008211.html

ヒトの体の水代謝回転量を予測する – 早稲田大学
https://www.waseda.jp/top/news/85759

研究は国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所(NIBIOHN)身体活動研究部運動ガイドライン研究室の山田陽介室長のほか早稲田大学、京都先端科学大学、筑波大学、さらに中国やイギリス、アメリカ、カナダなどの研究機関の研究者が共同で行ったもの。

研究チームは、体内にある水(H₂)の安定同位体の値が、飲水によりわずかに高まったあと、数カ月もたたないうちに元の値に戻るという変化に着目。変化量を正確に捉えられる、安定同位体比質量分析計を用いることで、体水分量や水の代謝回転率を測定する手法を考案し、23カ国に住む生後8日の乳児から96歳の高齢者まで、男女合計5604名を対象に測定を行いました。

その結果、乳児では平均して体水分量の約25％、一般成人で体水分量の約10％が1日で失われていることがわかりました。以下は年齢ごとの水代謝回転率の平均値をグラフ化したもので、高齢になるほど水代謝回転率が下がることが示されています。性別による差はほとんどありませんでした。ただ、これはあくまで平均値で、個人の値を比較すると1日の水代謝回転率が5％しかない人がいる一方、20％もある人もいました。

量で見ると、水の代謝回転量が最も多いのは20歳～35歳の男性で1日平均4.2リットル。90歳代になると1日平均2.5リットルまで減少します。女性の場合は30歳～60歳の値が高く1日平均3.3リットルで、90歳代になると男性と同様1日平均2.5リットルまで減少していました。

このほか、水の代謝回転が高い値を示したのは気温が高い場合や赤道付近で生活している場合で、極端に寒いところや北極圏で生活している場合も高い値だったとのこと。また、春に比べて暑い夏の方が水の代謝回転は平均して高い値を示し、妊娠後期も胎児の成長と体水分量増加に伴って水の代謝回転量は多くなりました。さらに、発展途上国や肉体労働の多い国、日常の身体活動が多い人やアスリートも水の代謝回転の値が高くなったとのこと。

これらの要因の影響を明確にする式として導かれたものが以下。

水の代謝回転(ml/日)＝[1076×身体活動レベル]＋[14.34×体重(kg)]＋[374.9×性]＋[5.823×1日の平均湿度(％)]＋[1070×アスリート]＋[104.6×人間開発指数(HDI)]＋[0.4726×標高(m)]－[0.3529×年齢の二乗]＋[24.78×年齢(歳)]＋[1.865×平均気温の二乗]ー[19.66×平均気温(℃)]ー713.1
・身体活動レベル：座位中心の場合1.5、平均的な場合1.75、高い場合2.0
・性：女性0、男性1
・アスリート：非アスリート0、アスリート1
・HDI：先進国0、中間国1、発展途上国2

注意点として、20歳～35歳の男性が1日平均4.2リットルの水を失っているからといって、1日に4.2リットルの水を飲まなければならないわけではないということが挙げられています。これは、体内のエネルギー代謝で産生される水や呼気などから体内に入る水分があったり、食品自体に水分が含まれていたりするためで、日本人の場合は一般的な朝食・昼食・夕食を摂取していれば、約1.8リットルの水分を摂取しているため、液体として水分補給が必要な量は約1.8リットルだとのこと。20歳代女性の場合は約1.4リットルとなります。