ホメオスタシスとその障害

🧠 全体像：ホメオスタシス homeostasis ホメオスタシス（homeostasis） homeostasis（ホメオスタシス） は、体液量body fluid volume体液量（body fluid volume）body fluid volume（体液量）・浸透圧・電解質・酸塩基・体温などを狭い範囲に保つ動的平衡 dynamic equilibrium 動的平衡（dynamic equilibrium） dynamic equilibrium（動的平衡） であり、重症患者では「不足か過剰か」「どの区画の異常か」「原因と臓器障害は何か」を同時に評価する。

ホメオスタシスの考え方

恒常性は、外界や代謝の変化に対して、受容器・統合中枢integration center統合中枢（integration center）integration center（統合中枢）・効果器effector 効果器（effector）effector（効果器） による負のフィードバックで内部環境 internal milieu (internal environment) 内部環境（internal milieu (internal environment)） internal milieu (internal environment)（内部環境） を維持する仕組みである。正常値は固定点ではなく、臓器間の調節で保たれる範囲である。

この概念は、「内部環境internal milieu (internal environment) 内部環境（internal milieu (internal environment)）internal milieu (internal environment)（内部環境） の固定性は自由な生活の条件である」と述べたクロード・ベルナール（19世紀）の考えを受け、ウォルター・キャノンが「恒常性」という語で表し、1932年の著書『からだの知恵』で体系的に示した。ただし現在の理解は「固定」ではなく動的な平衡で、需要と供給の天秤が絶えず取り直されている状態を指す。

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='internal milieu (internal environment)'>内部環境</span>の変化"] --> B["受容器が検知"]
    B --> C["中枢が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='reference range'>基準範囲</span>と比較"]
    C --> D["神経・内分泌・腎による応答"]
    D --> E["変化を打ち消して恒常性を回復"]
    E -->|"負のフィードバック"| C

代表例には、浸透圧受容器osmoreceptor 浸透圧受容器（osmoreceptor）osmoreceptor（浸透圧受容器） と抗利尿ホルモン antidiuretic hormone, ADH抗利尿ホルモン（antidiuretic hormone, ADH） antidiuretic hormone, ADH（抗利尿ホルモン）、圧受容器baroreceptor 圧受容器（baroreceptor）baroreceptor（圧受容器） と交感神経、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系renin-angiotensin-aldosterone system レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系（renin-angiotensin-aldosterone system）renin-angiotensin-aldosterone system（レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系） （renin-angiotensin-aldosterone system：RAAS）、呼吸・腎による酸塩基調節がある。

保つべき4つの「等」と、それを支える機能

臨床で守る目標は、次の4つの「等」である。

これらを支えるのは、有効な呼吸、有効な循環、中枢性の調節、腎・肝の機能、凝固の5つである。どれか一つが破綻すると、残りの機能が代償を始め、代償の限界を超えたところで臨床症状 clinical manifestation 臨床症状（clinical manifestation） clinical manifestation（臨床症状） が表に出る。

💡 重症患者の初期評価は、「均衡を保てているか」「代償できているか」「刺激に反応するか」を順に問うことから始まる。まず安全を確認し、反応や生命徴候を見て、なければ心肺蘇生 cardiopulmonary resuscitation (CPR)心肺蘇生（cardiopulmonary resuscitation (CPR)） cardiopulmonary resuscitation (CPR)（心肺蘇生）、あればABCDEの系統的評価に入る。具体的な評価項目と介入は集中治療intensive care集中治療（intensive care）intensive care（集中治療）・麻酔の範囲、重症の認識、ABCDEアプローチと集中的モニタリングにまとめてある。

体液区画

70 kgの標準的成人を仮定した概算が「60・40・20の法則」である。実際の割合は年齢、性別、脂肪量、病態で変わる。

• 細胞膜：水は移動できるが、多くの電解質は輸送体を介して区画差が保たれる。
• 毛細血管壁capillary wall 毛細血管壁（capillary wall）capillary wall（毛細血管壁） ：水と小分子は移動し、血漿蛋白plasma proteins 血漿蛋白（plasma proteins）plasma proteins（血漿蛋白） は膠質浸透圧 oncotic pressure 膠質浸透圧（oncotic pressure） oncotic pressure（膠質浸透圧） によって血管内水分を保持する。
• Na⁺量は主に細胞外液 extracellular fluid, ECF 細胞外液（extracellular fluid, ECF） extracellular fluid, ECF（細胞外液） 量を、血清Na⁺濃度は主に水とNa⁺の比を反映する。

主要な電解質は、細胞内外で濃度が大きく違い、その差が静止膜電位 resting membrane potential 静止膜電位（resting membrane potential） resting membrane potential（静止膜電位） と興奮性の土台になる。

水分出納と調節

安静成人の一例では、飲水1.5 L、食物0.8 L、代謝水0.3 Lに対し、尿1.5 L、不感蒸泄insensible perspiration 不感蒸泄（insensible perspiration）insensible perspiration（不感蒸泄） 0.8 L、便0.2 L、発汗0.1 Lで約2.6 L/日が釣り合う。ただし、これは固定必要量ではない。発熱、頻呼吸、発汗、下痢、腎機能、輸液、人工呼吸で大きく変化する。

浸透圧と張度

血清計算浸透圧calculated serum osmolality 血清計算浸透圧（calculated serum osmolality）calculated serum osmolality（血清計算浸透圧） は、SI単位で用いられる代表的な簡便式の一つとして次式で概算する。用途によって式の診断精度は異なる。¹

通常は約275〜295 mOsm/kgである。実測質量浸透圧濃度 osmolality 質量浸透圧濃度（osmolality） osmolality（質量浸透圧濃度） は凝固点降下法 freezing-point depression osmometry 凝固点降下法（freezing-point depression osmometry） freezing-point depression osmometry（凝固点降下法） などで測定する。実測値と計算値との差は浸透圧ギャップ osmolal gap 浸透圧ギャップ（osmolal gap） osmolal gap（浸透圧ギャップ） で、エタノールや毒性アルコール toxic alcohol 毒性アルコール（toxic alcohol） toxic alcohol（毒性アルコール） などの未測定浸透圧物質 osmotically active solute 浸透圧物質（osmotically active solute） osmotically active solute（浸透圧物質） を示唆する。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） の検出が目的のときは、単純加算式よりブドウ糖・尿素の係数を1.4・1.2とした式（エタノールは1.2）のほうが診断精度が高かったという報告がある（単施設・外部検証external validation 外部検証（external validation）external validation（外部検証） なし）。¹張度tonicity 張度（tonicity）tonicity（張度） の評価では、細胞膜を比較的自由に移動する尿素を通常除外する。

酸塩基の恒常性

動脈血pHarterial blood pH 動脈血pH（arterial blood pH）arterial blood pH（動脈血pH） は通常7.35〜7.45に保たれる。肺はCO₂排出を分単位で、腎はH⁺排泄とHCO₃⁻調節を時間〜日単位で担う。一次性変化は次の4型に整理でき、詳しい血液ガス判読と代償計算は酸塩基平衡 acid-base balance 酸塩基平衡（acid-base balance） acid-base balance（酸塩基平衡） の項で扱う。

体液量異常

身体所見、体重、出納、尿量、乳酸、腎機能、肺・心エコーを組み合わせる。人工呼吸中の成人では、輸液反応性fluid responsiveness 輸液反応性（fluid responsiveness）fluid responsiveness（輸液反応性） を予測するAUCは、中心静脈圧central venous pressure, CVP 中心静脈圧（central venous pressure, CVP）central venous pressure, CVP（中心静脈圧） が0.77、下大静脈径inferior vena cava diameter 下大静脈径（inferior vena cava diameter）inferior vena cava diameter（下大静脈径） の変動が0.83で、脈圧変動pulse pressure variation, PPV脈圧変動（pulse pressure variation, PPV）pulse pressure variation, PPV（脈圧変動）・一回拍出量変動stroke volume variation, SVV一回拍出量変動（stroke volume variation, SVV）stroke volume variation, SVV（一回拍出量変動）・容積脈波変動指標の0.87〜0.88より劣るので、中心静脈圧central venous pressure, CVP 中心静脈圧（central venous pressure, CVP）central venous pressure, CVP（中心静脈圧） や下大静脈径 inferior vena cava diameter 下大静脈径（inferior vena cava diameter） inferior vena cava diameter（下大静脈径） だけで判定してはいけない。受動的下肢挙上試験passive leg raise test (PLR) 受動的下肢挙上試験（passive leg raise test (PLR)）passive leg raise test (PLR)（受動的下肢挙上試験） などの他の試験も併せて用いる。²

主要なNa⁺異常

低Na血症

血清Na⁺が135 mmol/L未満の状態で、水の貯留がNa⁺の貯留を上回って起こる（入院患者に多く、低浸透圧は275 mOsm/kg未満）。細胞内への水の移動で脳浮腫を来し、頭蓋内圧が上がり、悪心・頭痛・錯乱confusion 錯乱（confusion）confusion（錯乱） から痙攣・昏睡へ進む。型は低容量性 hypovolemic低容量性（hypovolemic） hypovolemic（低容量性）・等容量性euvolemic等容量性（euvolemic）euvolemic（等容量性）・高容量性hypervolemic 高容量性（hypervolemic）hypervolemic（高容量性） で、原因は順に嘔吐・下痢・利尿薬／抗利尿ホルモンantidiuretic hormone, ADH 抗利尿ホルモン（antidiuretic hormone, ADH）antidiuretic hormone, ADH（抗利尿ホルモン） 不適切分泌症候群／心不全・肝硬変・ネフローゼ症候群nephrotic syndrome ネフローゼ症候群（nephrotic syndrome）nephrotic syndrome（ネフローゼ症候群） が代表である。

低Na血症では、まず血清浸透圧 serum osmolality血清浸透圧（serum osmolality） serum osmolality（血清浸透圧）、症状、発症速度、体液量body fluid volume体液量（body fluid volume）body fluid volume（体液量）、尿浸透圧、尿Na⁺を評価する。重い神経症状ではNa⁺値だけで待たず、3%高張食塩水 hypertonic saline 高張食塩水（hypertonic saline） hypertonic saline（高張食塩水） を規定量ずつ投与し、症状とNa⁺を頻回再評価する。初期目標は通常4〜6 mmol/L程度の上昇（欧州の指針は最初の1時間で約5 mmol/L）であり、慢性例、とくに低栄養 malnutrition低栄養（malnutrition） malnutrition（低栄養）、アルコール使用、肝疾患、低K血症では浸透圧性脱髄症候群 osmotic demyelination syndrome, ODS 浸透圧性脱髄症候群（osmotic demyelination syndrome, ODS） osmotic demyelination syndrome, ODS（浸透圧性脱髄症候群） を避けるため過補正 overcorrection 過補正（overcorrection） overcorrection（過補正） を厳格に防ぐ。投与量・補正速度rate of correction 補正速度（rate of correction）rate of correction（補正速度） の上限は致死的な電解質異常に置く。

高Na血症

血清Na⁺が145 mmol/Lを超える状態で、水の喪失がNa⁺の喪失を上回るか、Na⁺を過剰に負荷して起こる（高齢者・重症患者に多く、高浸透圧hyperosmolality 高浸透圧（hyperosmolality）hyperosmolality（高浸透圧） は295 mOsm/kg超）。細胞の収縮による口渇・錯乱confusion錯乱（confusion）confusion（錯乱）・筋力低下・痙攣・昏睡に加え、脳の収縮による頭蓋内出血 intracranial hemorrhage (intracranial bleeding)頭蓋内出血（intracranial hemorrhage (intracranial bleeding)） intracranial hemorrhage (intracranial bleeding)（頭蓋内出血）・硬膜下血腫subdural hematoma, SDH 硬膜下血腫（subdural hematoma, SDH）subdural hematoma, SDH（硬膜下血腫） の危険がある。型は低容量性 hypovolemic低容量性（hypovolemic） hypovolemic（低容量性）・等容量性euvolemic 等容量性（euvolemic）euvolemic（等容量性） （まれ）・高容量性hypervolemic 高容量性（hypervolemic）hypervolemic（高容量性） で、尿崩症diabetes insipidus, DI 尿崩症（diabetes insipidus, DI）diabetes insipidus, DI（尿崩症） や高張液 hypertonic solution 高張液（hypertonic solution） hypertonic solution（高張液） の大量投与も原因になる。

自由水欠乏free water deficit自由水欠乏（free water deficit）free water deficit（自由水欠乏）、Na⁺過剰、腎・腎外喪失を分ける。循環不全があればまず等張晶質液 isotonic crystalloid 等張晶質液（isotonic crystalloid） isotonic crystalloid（等張晶質液） で灌流を回復し、その後に自由水欠乏 free water deficit 自由水欠乏（free water deficit） free water deficit（自由水欠乏） を補う。慢性または発症時期不明では脳浮腫を避けて緩徐に補正し、急性Na⁺負荷では専門的管理下でより速い補正を検討する。

主要なK⁺異常

高K血症で心電図変化または循環不安定があれば、静注Ca塩で心筋を保護し、K⁺の細胞内移動と体外除去 extracorporeal removal 体外除去（extracorporeal removal） extracorporeal removal（体外除去） を並行する。Ca塩自体はK⁺濃度を下げない。低K血症では原因とMg²⁺を評価し、腎機能、静脈路IV access静脈路（IV access）IV access（静脈路）、監視体制 body plan 体制（body plan） body plan（体制） に合わせて補充速度を決める。具体的な救急用量は緊急電解質異常の項で扱う。

💡 興奮性は複数のイオンの比で決まる。 古典的な模式では、骨格筋の興奮性skeletal muscle excitability 骨格筋の興奮性（skeletal muscle excitability）skeletal muscle excitability（骨格筋の興奮性） は（Na⁺×K⁺×OH⁻）÷（Ca²⁺×Mg²⁺×H⁺）、心筋は（Na⁺×Ca²⁺×OH⁻）÷（K⁺×Mg²⁺×H⁺）と表される。定量的な式ではなく、K⁺が上がると心筋の興奮性が下がり、Ca²⁺は心筋の興奮性を保つ方向に、Mg²⁺とH⁺は下げる方向に働くことを覚える図である。高K血症で静注Ca塩を使うことも、低K血症でMg²⁺を併せて補正することも、この図から説明できる。

アシドーシスとK⁺。 アシドーシスでは、細胞内に入ったH⁺が蛋白に結合してK⁺を追い出し、細胞内アシドーシスintracellular acidosis 細胞内アシドーシス（intracellular acidosis）intracellular acidosis（細胞内アシドーシス） がK⁺の再取り込みも妨げるので、K⁺は細胞外へ出て高K血症の方向に傾く。乳酸やケトン体などの有機酸によるアシドーシスでは、この移動は小さいとされる。

心電図の進み方（教育用の模式）。 高K血症では、尖鋭T波peaked T wave 尖鋭T波（peaked T wave）peaked T wave（尖鋭T波） （5.5 mmol/L前後）、P波の平坦化（6.5前後）、P波の消失とQRS幅の増大（8.0に向かって）、正弦波様波形sine-wave pattern 正弦波様波形（sine-wave pattern）sine-wave pattern（正弦波様波形） の順に進む。低K血症では、T波の平低化 flattening 平低化（flattening） flattening（平低化） （3.5前後）、T波の逆転・PR延長PR interval prolongationPR延長（PR interval prolongation）PR interval prolongation（PR延長）・U波U wave U波（U wave）U wave（U波） （3.0前後）、頻脈と致死的不整脈 fatal arrhythmia 致死的不整脈（fatal arrhythmia） fatal arrhythmia（致死的不整脈） （2.5前後）の順である。⚠️ K⁺値と心電図変化は一致しないことが多く、心電図が正常でも重症高K血症は除外できない。血漿K⁺は総K⁺量を正確には反映しないので、補充中は反復して測る。

評価の流れ

flowchart TD
    A["バイタル・意識・尿量・体重・出納"] --> B{"直ちに蘇生が必要か"}
    B -->|"はい"| C["気道・呼吸・循環を安定化"]
    B -->|"いいえ"| D["体液区画と浸透圧を評価"]
    C --> D
    D --> E["血清・尿の電解質と浸透圧"]
    E --> F["腎・内分泌・薬剤・喪失源を同定"]
    F --> G["原因治療と段階的補正"]
    G --> H["症状・出納・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Labs'>検査値</span>を再評価"]

まとめ

• ホメオスタシスhomeostasis ホメオスタシス（homeostasis）homeostasis（ホメオスタシス） は、体液区画・浸透圧・循環・腎・内分泌が作る動的平衡 dynamic equilibrium 動的平衡（dynamic equilibrium） dynamic equilibrium（動的平衡） である。
• 「60・40・20」は概算であり、患者背景と病態に合わせて解釈する。
• 血清Na⁺濃度は水との比、総Na⁺量は主に細胞外液 extracellular fluid, ECF 細胞外液（extracellular fluid, ECF） extracellular fluid, ECF（細胞外液） 量を表す。
• 保つ目標は、等水素イオン・等容量euvolemia等容量（euvolemia）euvolemia（等容量）・等イオン・等温の4つで、有効な呼吸・循環・中枢性調節・腎肝機能・凝固がそれを支える。急性期の評価はABCDEで系統的に行う。
• 電解質異常は数値だけでなく症状、発症速度、心電図、原因を統合し、過速な補正を避ける。
• 輸液も除水 fluid removal 除水（fluid removal） fluid removal（除水） も介入であり、投与後の反応を必ず再評価する。