渇き:脳が体液のバランスを調節する方法

暑い時や運動後は喉が渇くことがよくあります。食べているときでさえ、ほとんどの人は引きずられる感覚を克服するために飲み物を必要とします。では、渇きの根底にあるのは何でしょうか。

私たちの体は平均45〜75%の水で構成されています。コンパートメントと呼ばれるいくつかの部屋に分配された水域。ほとんどの水(±67%)は細胞内の空間を満たし、残りは細胞(±26.7%)と血管(±6.7%)の間の空間に分割されました。したがって、1Lの体液の質量が1kgの場合、体重が60kgの人は合計36Lの体液を持ち、そのうち4〜5Lが血液です[1]。

 

体液はコンパートメント間で異なる濃度を持ち、そのうちの1つは濃度または電解質レベルによって決定されます。電解質は、細胞膜と呼ばれる膜によって制限される各コンパートメント内の一定量の流体を維持する役割を果たします。

浸透の原理を使用すると、電解質レベルに変化がある場合、あるコンパートメントからの流体が別のコンパートメントに移動する可能性があります。液体は、粘度の低いコンパートメントから粘度の高いコンパートメントに移動します。電解質は体内の体液バランスを維持する役割を果たしているとも言えます。

通常の状態では、失われた体液は常に入ってくる液に置き換えられます。毎日、平均2.5 Lの水がさまざまな方法で体から失われます:尿から1.5 L、汗と無感覚な発汗として皮膚から600 mL、水蒸気として呼吸から300 mL、糞便で100mL。入る液体の供給源は、飲み物(±1.6 L)、食物(±700 mL)、および体内でのエネルギー処理の結果(200 mL)から来る可能性があります[1]。

失われた体液を流入する液で置き換えることができない場合、脱水が発生する可能性があります。体液量の減少だけでなく、脱水は体液粘度の増加によっても特徴づけられます。軽度の脱水は、体液の喪失により体重が2%も減少したときに発生します[1]。

脱水の結果は、細胞機能の破壊により発生します。液体、特に血液の粘度が変化すると、細胞環境の電解質と化学物質の含有量が変化し、細胞が適切な機能を実行できなくなる可能性があります。通常、±7%までの粘度の増加は重大な症状を示しませんが、±10%の粘度の増加は、意識の変化や発作に対してさえ、衰弱や吐き気を引き起こす可能性があります[2]。さらに、血液量と圧力の低下は、細胞に循環する栄養素と酸素中の血液の機能を妨害し、細胞が正常に機能するための摂取量を減少させます[3]。

体には、体液の適切性とバランスを維持するためのさまざまな複雑なメカニズムがあり、その1つは喉の渇きによるものです[1]。感情的な要素を含む反応として、喉の渇きは、健康な人々の水分摂取量を満たすための主要な調節因子または調節因子としての役割を果たします[2]。体液の一部である血液の粘度がわずか1%上昇すると、喉の渇きを引き起こす可能性があります[3]。

哺乳類に関する研究によると、喉の渇き、飢え、痛み、かゆみは、飲んだり、食べたり、引っ掻いたりするなどの特定の満足のいく行動の動機を与える原始的な感情です。このメカニズムは、意思決定プロセス、意識、感情を調節する脳内のいくつかの領域によって媒介されます[2]。喉が渇いたときに飲む飲み物はもっと美味しくなりませんか?これは、報酬センターと呼ばれるエリアも関係しているために発生します[2,3]。

喉の渇きを引き起こす条件の1つとして、脱水は必ずしも単一の単純なプロセスを伴うとは限りません。脱水が喉の渇きを引き起こす可能性がある少なくとも2つの方法があります。 1つ目は、粘度の増加によるものです。これは、たとえば汗をかいたときなど、他の流体成分の大幅な損失を伴わない流体損失の発生を表します。この状態は、喉の渇きを引き起こす最も強い信号です。脳は、体液バランスを調節し、喉の渇きの中心に信号を送信するための中心として機能するセンサーを介して、血液粘度のこの変化を即座に認識することができます。 2番目の方法は、人が出血しているときに発生する血圧の低下を伴う血液量の減少によるものです。その状態で、体積と血圧の変化を認識するセンサーが作動し、脳の喉の渇きの中心を引き起こす可能性のあるタンパク質の産生を引き起こします[2,3]。

では、なぜ私たちは食べるときに喉が渇くのですか?この渇きは、食物の吸収が血液の粘度を増加させる前にさえ現れませんか?

これは、予期的な渇きまたは食事の渇きとして知られています;食事=食事)、この状態は、消化管から血流への食物の吸収に伴う血液粘度の変化を予測する身体の方法です[3]。しかし、たどった道は異なっていました。消化管に沿って、私たちが食べる食品の塩分を認識することができるセンサーもあります。塩分が多いほど、これらのセンサーは脳の喉の渇きの中心に信号を送信します。塩は血液の粘度を上昇させる可能性があるため、体が喉の渇きを予測し、飲んで血液の粘度の上昇を防ぐことができることに注意してください[2]。だから塩辛いものを食べると喉が渇きやすくなります。

渇きは、熱渇きと呼ばれる温度によっても引き起こされる可能性があります。喉の渇きが始まったとき、熱による液体の蒸発はまだ起こっていないので、この状態は実際には予期的な喉の渇きに似ています。繰り返しになりますが、体は、血液粘度の上昇につながる可能性のある蒸発による体液の損失を防ぐための予防措置として喉を渇かせます[2]。

最後のものは、朝によく現れる喉の渇きです。この状態は、サーカディアン渇きとして知られています。サーカディアン自体は、体の体内時計に関連する現象です。何が起こるかというと、夜の睡眠中に、呼吸と尿による体液の喪失はすぐに取り替えることができず、脱水を引き起こします。ここから、発生する次のプロセスは、脱水について説明したセクションで前述したとおりです。

したがって、プロセスの複雑さは、渇きのような単純なものの背後にあることがわかります!面白いですね。

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参照:

[1] Tortora、GJ&Derrickson、B、2012、Principles of Anatomy&Physiology、13th ed、John Wiley&Sons、USA。

[2] Gizowski、C&Bourque、CW、恒常的および予測的渇きの神経基盤、Nature Reviews Nephrology  2018; 14:11–25。

[3] Leib、DE、Zimmerman、CA、Knight、ZA、Thirst、CurrBiol。 2016年12月19日; 26(24):R1260 –R1265。