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有効浸透圧
Tonicity
- 別名
- Effective osmolalityEffective serum osmolality張度有効血清浸透圧
- 臓器系
- 内分泌・代謝腎・泌尿器全身
- 科目
- AnesthesiologyInternal Medicine
- トピック
- 麻酔科学 A-01:ホメオスタシスとその障害麻酔科学 B-03:糖尿病性ケトアシドーシスと高浸透圧高血糖状態内科学 L-24:高血糖緊急症の管理
- 関連疾患
- 糖尿病性ケトアシドーシス・高血糖高浸透圧症候群
🧠 全体像:有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)(張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度))は、細胞膜を自由に通過しにくい溶質が作る水移動の力で、細胞が膨らむか縮むかを決める。実測血清浸透圧measured serum osmolality実測血清浸透圧(measured serum osmolality)measured serum osmolality(実測血清浸透圧)が全粒子を数えるのに対し、有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)は通常、尿素を除いてNaと高濃度ブドウ糖から計算する。高血糖緊急症hyperglycemic emergency高血糖緊急症(hyperglycemic emergency)hyperglycemic emergency(高血糖緊急症)では血糖だけでなく、この値と補正Nacorrected sodium補正Na(corrected sodium)corrected sodium(補正Na)の安全な変化速度を追う。
浸透圧との違い
血清浸透圧は血清1 kg中の全浸透圧粒子osmotically active particle浸透圧粒子(osmotically active particle)osmotically active particle(浸透圧粒子)を凝固点降下法freezing-point depression osmometry凝固点降下法(freezing-point depression osmometry)freezing-point depression osmometry(凝固点降下法)などで実測する。張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度)は、そのうち細胞膜を横切りにくく、細胞内外の水移動を持続させる有効溶質effective osmole有効溶質(effective osmole)effective osmole(有効溶質)だけを数える概念である。
| 概念 | 含める主な溶質 | 何を表すか |
|---|---|---|
| 実測血清浸透圧measured serum osmolality実測血清浸透圧(measured serum osmolality)measured serum osmolality(実測血清浸透圧) | Na塩、ブドウ糖、尿素、アルコールなど全粒子 | 検体中の総粒子濃度 |
| 計算総浸透圧calculated total osmolality計算総浸透圧(calculated total osmolality)calculated total osmolality(計算総浸透圧) | Na、ブドウ糖、尿素 | 実測値との浸透圧ギャップosmolal gap浸透圧ギャップ(osmolal gap)osmolal gap(浸透圧ギャップ)算出 |
| 有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)・張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度) | Na、細胞外にとどまる高濃度ブドウ糖 | 細胞容積cell volume細胞容積(cell volume)cell volume(細胞容積)を変える水移動 |
尿素は浸透圧粒子osmotically active particle浸透圧粒子(osmotically active particle)osmotically active particle(浸透圧粒子)だが、多くの細胞膜を比較的自由に通過して細胞内外で平衡化するため、通常は有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)から除外する。したがって高尿素血症hyperuremia高尿素血症(hyperuremia)hyperuremia(高尿素血症)は実測浸透圧を上げても、同じ程度に細胞を脱水させるとは限らない。
計算式と単位
Naとブドウ糖をmmol/Lで表す場合:
ブドウ糖をmg/dLで表す場合:
総計算浸透圧calculated osmolality計算浸透圧(calculated osmolality)calculated osmolality(計算浸透圧)ではさらに、BUN/2.8(BUNがmg/dL)または尿素(mmol/L)を加える。BUNと尿素を取り違えず、式と単位を報告に残す。
| 計算での注意 | 理由 |
|---|---|
| Kを含める式と含めない式を混在させない | 基準と閾値が変わる |
| BUNと尿素を区別する | 換算係数が異なる |
| 実測値と計算値を同じ名称で呼ばない | 浸透圧ギャップosmolal gap浸透圧ギャップ(osmolal gap)osmolal gap(浸透圧ギャップ)の意味が失われる |
| 有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)へ尿素を加えない | 細胞容積cell volume細胞容積(cell volume)cell volume(細胞容積)への持続的効果を過大評価する |
有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)は計算値で、分析装置が直接測る項目ではない。丸め誤差より、採血時刻と治療前後の整合性が重要である。
高値と低値の意味
| 方向 | 主な機序 | 代表的状況 |
|---|---|---|
| 高値 | Naに対する水不足 | 高Na血症、水喪失、尿崩症diabetes insipidus, DI尿崩症(diabetes insipidus, DI)diabetes insipidus, DI(尿崩症) |
| 高値 | 高濃度ブドウ糖が細胞外へ水を引く | 高浸透圧高血糖状態HHS高浸透圧高血糖状態(HHS)HHS(高浸透圧高血糖状態)、重い高血糖 |
| 低値 | Naに対する水過剰water excess水過剰(water excess)water excess(水過剰) | 真の低張性低Na血症hypotonic hyponatremia低張性低Na血症(hypotonic hyponatremia)hypotonic hyponatremia(低張性低Na血症) |
| 見かけの低Naだが高張 | 高血糖などが細胞外へ水を移動 | 転位性低Na血症 |
| Na低値だが張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度)正常 | 高脂血症Hyperlipidemia高脂血症(Hyperlipidemia)Hyperlipidemia(高脂血症)・高蛋白血症による測定上の偽低Na | 直接電極法Naや実測浸透圧で確認 |
神経症状は値だけでなく変化速度に左右される。急な高張化は細胞脱水cellular dehydration細胞脱水(cellular dehydration)cellular dehydration(細胞脱水)、急な低張hypotonic低張(hypotonic)hypotonic(低張)化は脳浮腫を起こし、慢性適応chronic adaptation慢性適応(chronic adaptation)chronic adaptation(慢性適応)後の過速補正overly rapid correction過速補正(overly rapid correction)overly rapid correction(過速補正)も危険になる。
高血糖と補正Na
高血糖では細胞外ブドウ糖が水を引き出し、測定Naが低く見える。代表的な概算は、血糖が100 mg/dLを超える100 mg/dLごとにNaを約1.6 mmol/L加える。
補正係数は極端な高血糖や病態で変わり得るため、精密な真値ではなく輸液選択fluid selection輸液選択(fluid selection)fluid selection(輸液選択)と推移を考える補助値として使う。治療で血糖が100 mg/dL下がるとNaが約1.6 mmol/L上がるのは予想される変化であり、この上昇だけで低張液hypotonic fluid低張液(hypotonic fluid)hypotonic fluid(低張液)へ切り替えない。
DKA・HHSでの使い方
2024年の国際コンセンサスでは、HHSの診断に血糖≥600 mg/dL、有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)>300 mOsm/kgまたは総浸透圧>320 mOsm/kg、βヒドロキシ酪酸beta-hydroxybutyrate (ketone body)βヒドロキシ酪酸(beta-hydroxybutyrate (ketone body))beta-hydroxybutyrate (ketone body)(βヒドロキシ酪酸)<3.0 mmol/Lまたは尿ケトンurine ketones尿ケトン(urine ketones)urine ketones(尿ケトン)2+以下、pH≥7.3かつHCO₃⁻≥15 mmol/Lの4条件すべてを要する。DKAとHHSは重なることがあるため、意識、循環を含む全身状態も同時に評価する。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hyperglycemic emergency'>高血糖緊急症</span>"] --> B["血糖・Na・K・尿素・ケトン・pHを測定"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tonicity (effective osmolality)'>有効浸透圧</span>と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='corrected sodium'>補正Na</span>を計算"]
C --> D["循環を回復し原因治療"]
D --> E["血糖・Na・浸透圧の変化速度を反復評価"]
E --> F{"浸透圧が安全に低下しているか"}
F -->|"はい"| G["段階的に治療継続"]
F -->|"速すぎる・停滞"| H["輸液・インスリン・腎機能・入力値を再評価"]
| HHS治療中の目安 | 安全上の意味 |
|---|---|
| 血糖低下は原則90〜120 mg/dL/時を超えない | 急な浸透圧低下を避ける |
| 有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)低下は3〜8 mOsm/kg/時 | 脳浮腫などの神経合併症neurologic complication神経合併症(neurologic complication)neurologic complication(神経合併症)を避ける |
| Na低下は24時間で10 mmol/Lを超えない | 急な張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度)変化を避ける |
⚠️ これらは成人HHSの安全上限の目安であり、小児、妊娠、腎不全、心不全では専用プロトコルと頻回監視が必要になる。DKAではケトン消失と酸塩基回復acid-base recovery酸塩基回復(acid-base recovery)acid-base recovery(酸塩基回復)が治療の中心で、血糖正常化だけを終了基準にしない。
測定・計算上の注意
- 治療中は同じ時刻のNaとブドウ糖から計算し、別時点の値を組み合わせない。
- 高脂血症Hyperlipidemia高脂血症(Hyperlipidemia)Hyperlipidemia(高脂血症)・高蛋白血症では間接イオン選択電極indirect ion-selective electrode間接イオン選択電極(indirect ion-selective electrode)indirect ion-selective electrode(間接イオン選択電極)のNaが偽低値spuriously low value偽低値(spuriously low value)spuriously low value(偽低値)となり得る。
- マンニトールmannitolマンニトール(mannitol)mannitol(マンニトール)、造影剤、毒性アルコールtoxic alcohol毒性アルコール(toxic alcohol)toxic alcohol(毒性アルコール)は実測浸透圧を上げるが、単純なNa・糖の式では捉えない。
- エタノールや尿素は浸透圧ギャップosmolal gap浸透圧ギャップ(osmolal gap)osmolal gap(浸透圧ギャップ)を上げても、張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度)への効果はNa・糖と同じではない。
- 数値が臨床像と矛盾すれば、入力単位、検体時刻、実測浸透圧、直接法Naを確認する。
まとめ
- 有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)は細胞容積cell volume細胞容積(cell volume)cell volume(細胞容積)を決める有効溶質effective osmole有効溶質(effective osmole)effective osmole(有効溶質)の計算値である。
- 実測浸透圧は尿素を含むが、張度tonicity張度(tonicity)tonicity(張度)では通常、尿素を除外する。
- 国際単位系では
2×Na+ブドウ糖、従来単位では2×Na+ブドウ糖/18を用いる。 - 高血糖では補正Nacorrected sodium補正Na(corrected sodium)corrected sodium(補正Na)と有効浸透圧tonicity (effective osmolality)有効浸透圧(tonicity (effective osmolality))tonicity (effective osmolality)(有効浸透圧)を追い、予想されるNa上昇を悪化と誤認しない。
- HHSは血糖だけでなく、浸透圧とNaを安全な速度で下げる。