【0】水分摂取と排泄の概要

１）体水分構成と水分摂取

人体は約60%が水分で構成され、1日に約2Lの水を摂取および排泄しています。バランスを保つことで、体の細胞や組織は正常な機能を営みます。通常、ヒトは水分の約2分の1（約1L）を食品から摂取しています。

人体における体水分比：45～70%

体重に対する内訳：細胞内液40%、組織液15%、血液（血漿のみ）・リンパ液4.5%、その他の体液など0.5%

年齢における体液比：新生児約78%、4歳〜成人約60％、老人約50%以下

組織別の体水分比：血液90%、心臓80%、筋肉・肝臓72～75%、脂肪5%）

水分は食品の性状を表す基本成分のひとつで、食品の構造維持に関わります。体に入ってくる水分は、飲料から1,200ml。食品から800ml。そして体内の代謝によって生じる水を代謝水といい、1日約200～300ml生成されます。

２）排水

排出される水分は、尿が1,200ml。不感蒸泄が900ml。大便が100mlです。腎不全により尿量が減少した場合の水分摂取の目安は、前日の尿量＋不感蒸泄の合計と考えましょう。

糖質と脂質が体内で完全燃焼すると、水と二酸化炭素が老廃物として生成。二酸化炭素は肺から、水は尿中に排泄されるます。それ以外に1日約900～1000mlが、不感蒸泄として皮膚から蒸発されます。

1時間の有酸素運動※を行うと、平均的若年男性は約600kcal、平均的若年女性は約400kcalを消費。これにより、男性は体重の約1.5%、女性は約1.3%の発汗量があると言われます。この程度であれば、こまめな水分補給をそこまで気をつけなくても問題ありません。

※ここでの1時間の有酸素運動は、ウォーミングアップ・クールダウンを含まない、実運動時間を指す。上記運動を含めると、運動プログラムの合計時間は、75分程度に相当する。

また発汗量は、運動量だけでなく環境温度、湿度によって大幅に変化します。室内であれば熱中症回避のために、適切な空調が不可欠です。屋外や空調のない室内では、30分毎に体重を計測し、実際の発汗量を把握して適切な水分補給をするべきでしょう。

【１】発汗

汗は血液中の血漿をろ過した、身体に必要な成分を取り除いた水分です。皮膚の汗腺と呼ばれる汗を分泌する腺が、皮膚表面（約1～3mmの厚さ）の真皮層～皮下組織にあり、そこから汗が排出されます。

ちなみに汗腺は、主に以下の3種類が存在します。

１）汗腺の種類と特徴

（１）エクリン腺（小汗腺）

全身（特に掌や足底）にあり、平均350万個あるとされています。水（99% 以上）、Na、Cl、K、Ca、重炭酸イオン、アンモニア、尿素など、結晶の成分と同じ汗を排出します。

（２）アポクリン腺（大汗腺）

腋窩、外陰部、乳首、肛門、外耳道、臍周囲などにあります。中性脂肪、脂肪酸、たんぱく質、蛍光物質、ピルビン酸、アンモニアといった臭い・粘り気のある成分の汗を排出します。

（３）アポエクリン腺

腋窩にあり、エクリン汗腺と同じ表皮に開口しています。アポクリン汗腺に似た分泌部をしていますが、分泌能力はエクリン腺の7倍あります。

２）効果

（１）体温調節

暑いときは脳の温度が上がらないよう汗をかき、体の内にこもった熱を外に出すように働きます。物質が液体から気体になるためには、分子が液体の表面から飛び出す必要があります。

液体が蒸発する際、分子が飛び出すために必要なエネルギーを得るため、周囲から熱を奪うのです。これを気化熱といいます。

脳の適温は37℃とされ、1℃上昇すると朦朧とし、2℃で思考力が低下し、それ以上で意識障害を起こします。運動経験が多い人は、広い面積でうっすら汗をかくのが特徴です（広い面積で汗をかいた方が蒸発しやすいから）。

また運動経験の多い人の汗は、体水分を無駄にせず脱水を予防するため、流れ落ちないようにうっすらとした汗をかきます。このように身体が高体温に適応することを、「暑熱馴化」といいます。

逆に低活動の人は高体温に慣れていないので、汗腺が未発達で汗をかきにくいです。顔が真っ赤ななのに、汗をかいていない場合特に危険で、「シャツの胸・背中に汗をかいていない」「顔から汗が滴り落ちている」などが当てはまる人は、暑熱馴化ができていない状態を意味します。

（２）老廃物の排泄

体の中で生じた老廃物、有害物質は体内の水分と共になって排泄されます。

（３）体内の水分量の調節

体の水分量を汗（および尿）で調節します。

（４）保湿

汗とともに分泌される皮脂で表皮を乾燥から守り、肌の潤いを維持します。

３）種類

発汗の原因による主な分類は、以下の4種類があります。

（１）温熱性発汗（味覚性発汗）

全身（特に額・鼻頭）からかく汗で、体温調節中枢が働くことで、全身の汗腺から出ます。主に体温上昇（38℃以上）が原因です。

（２）精神性発汗

掌、足底、腋下でかく汗で、精神的緊張により大脳皮質の前運動野、大脳辺縁系、視床下部などからの指令で汗をかきます。いわゆる「冷や汗」です。掌は左右でかく量に偏りがあります。

（３）病的発汗

全身から（左右同時に）発汗します。炎症性疾患や内分泌疾患、慢性発熱性疾患、糖尿病、肥満、リウマチ性関節炎などを原因にかくことがあります。

（４）自律神経症異常による発汗

全身からかく汗で、更年期障害、自律神経症失調症、心身症などを原因に、怖い夢や心理的なストレスを感じることでかきます。

【１】熱中症

医学における脱水とは、体内の水分量が不足した状態を指す言葉で、水分喪失量に対して水分摂取量が不足することで起こります。実際には水分の摂取量が不足すると、同時に水分喪失も悪化します。

１）症状と内容

（１）発熱

発熱を起こすことで、全身倦怠感が強くなり、水分摂取量も減少します。一方で発汗が進み呼吸数が多くなることで、不感蒸泄も進みます。その状態が悪化すると、脱水にも繋がりやすいです。

（２）下痢・嘔吐

ウイルス性腸炎、食中毒、コレラといった旧姓の消化器疾患と同時に見られます。嘔吐で水分摂取量が減り、下痢で水分喪失が増加するため大変危険です。下痢も嘔吐も水分だけでなく、電解質を喪失してしまいます。

２）重症度による分類

熱中症は「どのくらい症状が重たいか」という重症度により、Ⅰ度、Ⅱ度、Ⅲ度の3つに分類されます。

従来は熱けいれん、熱疲労、熱射病、熱失神の4分類でした。現在は重症度と相関してない部分を排除し、重症度に応じた治療が行いやすいよう分類に改められています。

引用：日本救急医学会『熱中症ガイドライン 2015』

２）予防・対策

（１）脱水症の予防

熱中症の背景には脱水症が潜むため、脱水症予防は熱中症を予防するうえで非常に重要です。高温環境で運動・労働を行うと、熱中症のリスクが高まります。高温下で身体を動かすと、体温を下げるために発汗が誘発されます。発汗で大量に体液が失われると、水分不足で栄養素、酸素、老廃物の出し入れが滞り、電解質の不足から体内に様々な障害が発生します。

発汗による体液喪失が加速すると、体内では体液喪失を止めるために、発汗にストップさせます。それにより発刊による体温低下が起こらなくなり、体温が上昇し続けてしまいます。

こうして体温調節機構が維持できなくなると、臓器に深刻なダメージが起こります。特に脳への影響は甚大で、けいれん・意識障害を起こします。

（２）脱水症の認知

熱中症の予防は、外的な予防と内的な予防の2つで対応が必要です。

［外的な予防］

・涼しい服装

・風通しを良くする

・気温および湿度を下げる

・※WBGT計を用いた指針を守る

※WBGT（湿球黒球温度）計

気温・湿度・輻射熱（赤外線などを吸収した物体から発生する熱）の3つを取り入れた指標。熱中症に関して「ほぼ安全」「注意」「警戒」「厳重警戒」「運動は原則中止」という5段階で現在の状況を確認できる。

［内的な予防］

・無理なダイエットなど、食事や飲み物を制限しない

・十分な水分と電解質を補給する

・十分な睡眠、休息時間を確保する

・適度な運動で筋力を保ち、汗をかける体質になる

引用：厚生労働省ポスター「健康のために水を飲もう講座」

【３】水分補給

水分は体内において、溶媒・潤滑液・運搬液として働きます。アスリートにとっては、身体の冷却液としての役割も持つなど生命維持に欠かせない存在です。

１）補給する水分の種類・成分

胃へ送られた水分は、含まれるカロリーに応じて胃の滞留時間が変化します。安静時では350mlの純水は約12分をかけて、全体の約50%が胃から小腸へ送られます。

しかし10%グルコース溶液の場合、同じ量を腸へ輸送するのに40分近くもかかります。これでは、運動中の飲料としては輸送が遅いでしょう。

飲料水の糖濃度で胃の滞留時間が変化するのは、十二指腸にある化学センサーが、胃から送られる内容物を判断し、幽門からの内容物輸送の調節を行っているためとされます。高カロリーの糖溶液の場合、小腸での吸収時間を確保するためにゆっくりと輸送されるわけです。

そのため最近では、水分補給において浸透圧を重視する考えから、グルコース濃度を重視する考えへシフトしています。ちなみにデキストリンやフルクトースは、同じカロリーでもグルコースに比べてやや胃内滞留時間が短いと報告されています。

・運動が45分未満の場合の水分補給

糖分の補給は必要ないため、水での水分補給で十分です。

・運動が45分以上の場合

水分に加え糖分・ミネラル・ビタミンの補給が必要です。糖分補給により、筋グリコーゲンを節約できます。

２）水の選択と特徴

水といっても、その含有成分は様々。水分補給では適切な水を選択しうる知識が大切です。水の選択基準として重要な要素が、硝酸態窒素の有無です。

硝酸態窒素は水中の硝酸イオン・硝酸塩に含まれている窒素のこと。硝酸態窒素が体内で亜硝酸態窒素に変化すると、発ガン物質になり毒性も強くなります。

硝酸態窒素の危険性は硝酸塩と変わらず、血液の酸素運搬能力を奪い、特に乳幼児は窒息死の危険にさらします。水道水は厚生労働省が「硝酸態窒素および亜硝酸態窒素」の基準を10mg/Lと設定。環境省も水に同じ環境基準を設定しています。

（１）地下水

硝酸態窒素による汚染は主に地下水で進むため、名水の汚染レベルは自然と高くなります。「名水100選」に指定されている弘前市の「富田の清水」は、1994年に大腸菌が検出されて飲用停止になりました。しかし翌年には、紫外線殺菌した形で販売が再開。

こうした事例のようにもしかしたら全国各国の名水が、硝酸態窒素による汚染が進み飲用できなくなる日が来てしまうかもしれません。青森市だけでなく、横浜市、和歌山市、岡山市周辺の名水は、水道水よりも硝酸態窒素のリスクが高いとされています。

水道原水の22%は地下水から供給されるので、水道水さえも危険レベルに近い水が増えています。

引用：「食品と暮らしの安全」No.7 Webレポートより

硝酸態窒素は安定性の高い物質なので、浄水場では除去できません。水道原水の汚染が進むと、取水を停止するか、検出値の低い水と混ぜて使うかが必要となります。

ブルーベビー症

1945年、アメリカで硝酸態窒素の濃度が高い井戸水を飲み、乳幼児が死亡するという問題が判明しました。これをきっかけに、硝酸態窒素による水汚染が問題化。乳幼児は硝酸態窒素に非常に弱く、酸欠状態で体がブルーになって亡くなるケースが多かったため、「ブルーベリー症」と呼ばれました。

この問題が判明してからの5年間で、アメリカでは「ブルーベビー症」で39人の乳幼児が死亡。これにより、地下水への対策が必須となりました。

ヨーロッパでも、1948～64年に乳幼児が80人死亡。地下水の硝酸態窒素の濃度を調べ、危険性の高い水は飲めないように規制されることに。その後欧米では、ブルーベビー症の患者があまり報告されなくなりました。

ちなみに、自然には硝酸態窒素の浄化作用があります。特に水田は浄化作用が大きいため、日本でのブルーベビー症リスクは限りなく低いと言われました。

しかし2007年1月6日付けの東京新聞で、1995年の北関東でブルーベビー症患者が発生したという記事が出されます。現在は発生例がないものの、2000年度には国の定める基準値をオーバーする井戸が165本だったのが、2005年度には651本に増加。記事では軽度な中毒症状が、各地で起きているかもしれないと指摘されました。

硝酸態窒素に対して、大人はかなり抵抗力があります。しかし赤ちゃん・胎児には毒性が強く現れるので、水による硝酸態窒素リスクは、全国どこに住む人も優先して考えなくてはいけないでしょう。

（２）浄水器の選択

硝酸態窒素は、現時点で浄水場では除去されません。活性炭、中空糸膜、セラミックを使用した家庭用浄水器でも硝酸態窒素を除去できず、加熱も効果はないとされています。

逆浸透膜の場合、硝酸態窒素をほぼ100%除去可能です。しかしその場合、純粋となり飲用水に適さなくなってしまいます。純水にならないタイプの逆浸透膜式浄水器もあるものの、こうした製品は硝酸態窒素だけでなく、他の汚染物質も十分に除去されないというデメリットを抱えます。

現在期待されているのは、イオン交換樹脂を用いた浄水器です。このタイプも完璧というわけではないですが、硝酸態窒素の除去率は高いながら、ミネラルはある程度保持します。

そのため、イオン交換樹脂と活性炭、中空糸膜を組み合わせた浄水器が、現状では、一番安全に飲み水を得られる方法と考えられます。

（３）ミネラルウォーター

硝酸態窒素汚染あ、世界中の採水地で進んでいます。現在有名10銘柄中、8銘柄から硝酸態窒素が検出されているという報告もあります。一方全国各地の水を集めてみると、41銘柄中33本で硝酸態窒素の含有量が0.5ppm以下でした。

大手ブランド水よりも、地域銘柄水の方が安全といえます。これ以外に硝酸態窒素がまったく検出されなかった製品が、佐々長醸造製造の「早地峰霊水」など16本報告されています。

環境省指定の「名水100選」を謳った水や、採水地が名水100選の採水地に近い7本を選び硝酸態窒素汚染を調べましたところ、全く硝酸態窒素が検出されなかった水はなかったそうです。名水100選は、1985年に環境省が指定したものです。この「名水」という言葉を過信しすぎるのは危険と言えるでしょう。

引用：「食品と暮らしの安全」No.7 Webレポートより

引用：「食品と暮らしの安全」No.7 Webレポートより

【４】水分と一緒に摂取したい栄養素

１）糖質

運動前に大量の糖溶液を飲むと、血糖が上昇に伴いインスリン分泌され、その後急激な低血糖になります。インスリンが分泌されると脂肪の分解を抑制し、エネルギー源を糖の分解だけに頼らざるをえなくなるため、乳酸が急速に蓄積します。

長時間に及ぶ運動では、インスリン分泌をどれだけ抑えるかが鉄則です。マウスを用いた実験では、運動直前にグルコースを投与すると、限界水泳継続時間が減少することが確認されました。一方水泳の開始30分後に同じ量のグルコースを投与すると、今度は水泳継続時間が延長されました。

持久運動の後半は、交感神経が活性化されて神経末端からノルアドレナリンの多く分泌されます。これは身体が非常時であると判断し、体中からエネルギーを供給しろという信号を送るためです。

しかし実際には糖を貯蔵できるタイミングではないため、インスリンが出にくい状態です。貯蔵した糖や脂肪が血中に放出されているこのタイミングでなら、糖を摂取してもインスリンが分泌されにくいため、糖分の摂取によるエネルギー補給も非常に有効です。

逆に運動前や序盤では、糖濃度が高いとインスリンが分泌されるので避けましょう。このタイミングでは、水・電解質の補給に重点を置き、薄い糖と電解質の溶液で水分補給しましょう。そして運動時間が経過するにつれ、濃い濃度の糖溶液を摂取するのが理想的です。

運動前・序盤では体液の浸透圧280～300mOsm/kgに相当する、5%ぶどう糖溶液を摂取します。水は浸透圧が最も低くすぐ吸収できますが、体液が一気に薄まるのを防ぐため、自発的に体外に放出してしまいます。

こうなると自発的脱水のリスクがあがるので、わずかでも糖を含む飲料を飲みましょう。逆に糖質濃度が高いほど、糖吸収が優れる代わりに水分吸収は低下します。なお、果糖は運動中に摂取すると胃腸の不快感を招くことがあるので不適切です。

溶質であるぶどう糖の濃度を高めたい場合、マルトデキストリン（ぶどう糖が5～10分子結合したもの）を用いると血漿の浸透圧（280～300mOsm/kg、5%ぶどう糖溶液に相当）よりも低い浸透圧にでき、胃をすぐ通過して腸から吸収されるようにできます（糖濃度が高いと※ガストリック・エンプティングも当然遅くなる）。

※ガストリック・エンプティング

胃から腸への移行速度のこと

逆に分子が大き過ぎると、でんぷんのように溶けにくくドリンクには適しません。マルトデキストリンは、単体のぶどう糖よりも胃から腸への移行が速く、かつサラッとしていて、最も効果的なエネルギードリンクの素材です。

［浸透圧］

半透膜（細胞膜や血管壁）を通して、濃度の低い溶液から高い溶液に溶媒が移動しようする圧力のこと。濃度の高い溶液が濃度の低い溶液を引き込む力となります。

浸透圧は溶液中に含まれる、粒子の数に比例する。ぶどう糖などの個数（分子の数）、NaやKイオンに左右され、個数が多いほど浸透圧が高く、少ないほど低くなります。

浸透圧の種類と特徴

（１）アイソトニック（等浸透圧・等張）

糖分は6〜8%（血漿と同じ浸透圧）。糖質補給に優れるため、運動前の水分補給に適している。細胞内液と外液で濃度が同じとなる場合、水分の移動は起きない。

主な商品：ポカリスエット、アミノサプリ、ヴァーム

（２）ハイパーソニック（高浸透圧・高張）

糖分は8%以上（血漿と高い浸透圧）。運動時には胃からも水分吸収されるため、糖質が濃縮され胃から腸への移動が遅くなりがち。細胞外液の濃度が内液より高いと、細胞内の水分が出ていく。

主な商品：一般的なジュース

（３）ハイポトニック（低浸透圧・低張）

糖分は2〜3%以上（血漿と高い浸透圧）。水分が細胞壁間を移動しやすく、運動中・運動後にこのドリンクを摂取するのが望ましい。細胞外液の濃度が内液より低いと、水分が細胞内に入る。

主な商品：スポーツウォーター（ザバス）、スーパーH2O、アイスボックス

２）ナトリウム

1Lあたり1.2〜1.8gの食塩が適正濃度とされています。

人の体液のミネラル濃度は、常に一定に保つ必要があります。ミネラル濃度が変化すると、神経や筋肉の働きが制御できなくなり、最終的には心停止してしまいます。

汗には塩分（ナトリウム）などのミネラルが含まれため、発汗に伴いミネラルも喪失。ここで水だけを飲むと体液が薄まるため、自動的に尿量を増加させて体液濃度を元に戻します。これが「自発的脱水」です。

自発的脱水の問題は、排尿に伴いミネラルがさらに排泄されてしまう点です。そのため水分補給では汗と同じ濃さの食分濃度（0.1〜0.2%）の水を飲む必要があります。

口喝に任せて水を大量摂取すると、血中ナトリウム濃度が低下し血液塩分濃度を一定（0.9%）に保つことができなくなります。この状態で運動を続けると運動能力が下がり、体温が上昇、熱けいれんなどの暑熱障害を引き起こしすことになります。

これらの症状のことを、運動誘発性低ナトリウム血症といいます。

［運動誘発性低ナトリウム血症の死亡例］

2007年のロンドンマラソンでは、1人が運動誘発性低ナトリウム血症で死亡。トライアスロンや軍隊の行軍などでも、同様の報告例がある。

運動時間が4時間以上のスポーツでは、特に運動誘発性低ナトリウム血症に注意が必要である。過去のマラソン大会を調査したところ、レース中に3L以上の水を飲んだ選手で、運動誘発性低ナトリウム血症のリスクが高くなる傾向にあった（米国の医学誌『スポーツメディシン2007.5月号』より）

３）ビタミンB1

糖質の代謝のために必要です。

4）カリウム

汗1L中に200mgのカリウムが含まれます。

5）カルシウム

汗1L中に20mgのカルシウムが含まれます。

6）BCAA

分岐鎖アミノ酸（バリン・ロイシンン・イソロイシン）であるBCAAは、肝臓での代謝を必要としないため、筋肉で直接代謝される貴重なエネルギー源となります。

【５】タイミングと水分摂取量

適切な水分量を把握したい場合、運動前後の体重計測が非常に重要です。

１）運動前の水分補給

運動の2～3時間前から、体格・運動量に応じてアイソトニックウォーターを約500～600ml摂取します。

２）運動中の水分補給

15～20分ごとに飲水をとることによって、体温上昇を抑えられます。量としては、※必要最低水分摂取量あるいは発汗量の約70～80%を目安とします。

※必要最低水分摂取量

必要最低水分摂取量＝体重×1kg当たりの※必要水分量

※体重1kg当たりの必要水分量

・成人（15歳以上）50ml

・子ども（6～15歳未満）50～100ml

・幼児（6歳未満）100～140ml

食事でも平均1.5Lの水分が摂取されているため、上記数値より1.5L引いた値を、純粋水分として摂取すべき必要最低量となります。

３）運動後の水分補給

運動後すぐに、アイソトニックウォーターで体重減少分の約70～80%を補います。そして運動後1時間以内に、食事によって運動前の体重に戻します。

【６】温度

外気との関連性を考慮して、5℃～13℃（あるいは15℃）が、吸収速度が速い温度と知られています。冷たい飲み物は、胃腸の温度を約7℃下げると言われています。がん細胞は35℃台で活発に増殖するため、冷たい飲み物を一気に飲むのは危険です。

【７】飲水方法

運動中の水分補給方法は、飲水時間を設けて強制的に飲ませる方法、個人のタイミングに任せて飲む方法の2通り挙げられます。

１）自由飲水

個人のタイミングに任せた、一般的な飲水方法です。自由飲水を実施する場合、以下2点が揃っていることで十分に機能します。

・具体的で自分にあった水分補給方法（飲み方、知識、重要性）をひとりひとりが理解している

・水分を常時飲める雰囲気と、時間的余裕のある環境が整っている

自由飲水は運動者だけでなく、指導・管理者が十分な知識を持つことも必要です。

２）強制飲水

時間・量など飲水を義務付ける水分補給です。休憩をこまめに取らざるを得ないため、暑いときの飲水方法としては適しています。好きなタイミングで飲むよりも、定期的な水分補給の方が体温上昇を抑制できるという研究報告もあります。

自由飲水に比べ、熱中症のリスクを低減できる方法です。特に高齢者は口渇中枢の機能が低下している可能性があるので、強制飲水の方が望ましいでしょう。

［理想的な水分補給］

理想的な水分補給は、自由飲水・強制飲水の両方を組み合わせた方法です。どちらかしか採用できない場合は、条件付き（運動時の水分補給の目安にする）で強制飲水を行なうようにしましょう。

「熱中症は無知と無理から生まれる」と言われており、十分な体制があって始めて防ぐことができます。

［水分補給のポイント］

（１）ハイポトニックウォーターでこまめに飲む

「のどが渇いた」と感じた時は、既にかなりの水分が失われている。

（２）練習前後の体重計測

運動前後に体重を計測して、発汗量の約70～80%は最低限補給させる。

（３）尿の色・量をチェック

尿量が少なく明るい黄色（ビタミンB1）、濃い黄色の場合は、脱水気味の可能性がある。その場合は通常より多めに水分補給すること。

 

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