Origins for current water requirement equations

水分必要量の推定に使用されている方程式のオリジナルの出典を探すことは非常に困難であることがわかりました。 最も古い研究は1920年代と1930年代に行われましたが、過去80年間にこれらの予備的な研究の検証はほとんど行われていません。 水分必要量を推定する方法は5つあります。 これらの方法は、初期の推定から最近のものまで紹介されています。

体重に対するパーセンテージ

人間の水分必要量の推定に関する最も古い文献は、体重に対するパーセンテージでした。 1930年、Adolph21は、ヒトを含む様々な種の1日の水分代謝量を発表しました。 ヒトの場合、1日の水分代謝量は3.4%と報告されており21、その出典はAdolph22による1921年の論文とされています。 驚くべきことに、この数値は、1月と11月の暖かい時期にOxford（英国）で安静にしている2人の被験者（1人は著者、表2）の水回転を観察した結果に基づいています22。Adolph論文21で言及されている他の研究で、さらなる詳細と確認を得ようと試みましたが、これらの論文の焦点は腎臓の排泄のみであったため、失敗に終わりました22, 23, 24, 25。 その結果、24時間の水分代謝量が体重の3.4%というのは、1人の被験者だけに基づいていると思われます。

最近では、成人の水分代謝量を評価する手段として、体重の4%という数値を記載している文献があります11。 26 1980年と1989年の米国国家研究会議16, 17では、発汗を防ぐ条件下での1日の水分代謝量を総体重の4%としており、これは70kgの成人で2800mlに相当します17が、その後の文書では言及されていません27。

表面積 (ml/m2)

他の初期の論文では、表面積を平方メートルで表して水分必要量を推定していました12、21、30、31。 その後、表面積を用いたml単位の水分推定値は、ml/kcal（消費エネルギー12または消費エネルギー30のいずれかから算出）またはml/kgの基本単位に変換されました31

1933年、Adolph12は、（ヒトではなく）哺乳類の水分推定の基礎として初めて体表面積を使用し、消費kcalあたり1mlの水分必要量を推定する基礎となりました（表2）。 その後、HollidayとSegar30、Wallace32は、Crawfordら31を参考にして、表面積計算（ml/m2）で必要水分量を推定しています。 Holliday and Segar30は、Crawfordら31のml/m2に基づいた水分必要量の推定値を参照し、外挿しているようです。Crawfordら31の論文の大部分は薬物投与に焦点を当てており、表面積に基づいた薬物投与が水分などの他の必要量に外挿できると言及しているだけです31

最近の著者3334も、体表面積に基づいた水分必要量の推定値に言及しています。

ml/kcal expenditure

1ml/kcal expendedの式は多くの著者によって引用されていますが、28, 29, 35, 36, 37 Dietary reference intake documents, 27 Sawka et al.

1933年に発表されたAdolph12のオリジナル論文では、1ml/kcalという著者の合計値にmanではなくmammalという言葉が使われており、水分必要量を自由に見積もっているように見えます（表2）。 薬理学などの他の研究分野では、kg当たりの投与量を種や体重を超えて外挿することはできません。

全体的に見て、Adolphによる1933年のレビュー論文にはまばらな証拠しか示されていません。 水分必要量の計算と体表面積の出典は明示されていません。 水分必要量の最終的な計算は、2100ml（最小）から3400～5000ml（平均～寛大）の範囲です。

1950年、DarrowとPratt41は、「正常な」70kgの男性の水分必要量を代謝量126ml/100kcalと推定しましたが、汗や便による水分損失を考慮すると代謝量140ml/100kcalに増加します。 このことは、1989年に発表された、活動、発汗、溶質負荷を考慮して必要量を1.5 ml/kcalに増加させることができるという文書の根拠となるかもしれません17が、それ以前の1980年版には記載されていませんでした16

1957年に非経口栄養を研究していた著者は、再びkcal消費量によって水分必要量を決定し、100 ml/100 kcal/日の必要量をまとめました30。 この論文では、感覚障害による損失を補うために50ml/100kcal/日、腎性の水分損失を補うために66.7ml/100kcal/日が必要であるとしています。 また、他の著者30は、「すべての年齢」（成人ではなく、すべての年齢の子供を指す）に適した水分必要量の式は、エネルギー代謝に基づく必要があると考えている。

米国研究評議会（National Research Council）16,17は、一般的な値を使用することができない多くの要因を認識した上で、通常の状況下では成人の1ml/kcal（および乳児の1.5ml/kcal）が妥当な水分許容量であると考えている。 水中毒のリスクがない場合は、活動、発汗、溶質負荷を考慮して、必要量を1.5ml/kcalに増やすことが示唆されています17。 参考文献はありませんが、この数値は原著者が単位表面積あたりの水分必要量をkcalあたりの水分必要量に換算して報告した数値と一致しているようです。 2000人以上のドイツの成人を対象とした最近の全国消費調査では、男性の場合は1.01ml/kcal、女性の場合は1.06ml/kcalの消費量が記録されており、このような総水分摂取量の適切性の推定を裏付けるものとなっています42

ml/kg

論文を調べてみると、乳幼児30, 32, 41と成人の両方で、水要求量をml/kcalから使いやすいようにml/kgに変換していることが明らかになっています37, 37, 41, 43, 44

成人の水分必要量を推定するのによく使われる35-45ml/kg/dayという式20は、HollidayとSegarによるオリジナルの研究から導き出されたものかもしれません30。 当時広く用いられていた1ml/kcalと、男性2500kcal、女性2000kcalの推定エネルギー必要量30を用いると、平均的な70kgの男性で35.7ml/kg、平均的な45kgの女性で44.4ml/kgという推定値になります。 当時、45kgが典型的な女性を過小評価していることは認識されていましたが、著者は単位体重あたりの代謝重量が低いことを考慮したと述べています30

生理学的な原理に基づいて、DarrowとPratt41は、平均的な条件の下で70kgの人が必要とする水分量を38ml/kgと推定しました。 計算には、推定必要kcal、食事の種類、尿中濃度、無感覚的な水分損失のための42ml/100kcal、酸化による水分を調整するための12ml/100kcalなど、さまざまな要素が含まれていました。 28, 29, 43

多くの著者28, 29, 35が高齢者の水分必要量の推定値として30ml/kgとしています。 しかし、その計算式の原典は提示されていません。 Hodgkinsonら35は、ChidesterとSpangler29を引用していますが、彼らは公式を引用していません。 Holbenら28は、実際の体重を使用したとし、この数値の出典としてGrantとDeHoogを挙げている。 Holbenら28は、最低1500mlで30ml/kgという追加式の出典をChernoff43としているが、その出典は示されていない。 Austin36が報告した35ml/kgという数字は、Zeman34によると、35ml/kgは活動的な若年成人の範囲の下限（35-40ml/kg）と平均的な成人の範囲の上限（30-35ml/kg）とされていますが、ここでも出典は示されていません。

最近、1日の水分代謝量と必要量の研究には、ラベル付きの水を使ったより高度な技術が採用されています。 1日の水代謝量を平均体重で割ると、歩行可能な地域住民の水分必要量は約40-50ml/kgとなり、性別や年齢(40-69歳)による実質的な違いは見られませんでした45, 46, 47 また、75-100ml/kgのレベルは、高い身体活動48, 49や暑さ(消火活動)によって明らかになりました。45, 47, 48, 49, 50

体重10kgごとの必要水分量

この計算式の最も古い出典は、エネルギー必要量を推定するために使用された3つの別個の計算式と考えられています30。 水分必要量の推定値は1ml/kcalで表されており12, 30、kcalで表された式(例えば100kcal/kg)からmlで表された式(例えば100ml/kg)に直接変換することができます。 エネルギー必要量の推定値は、1949年に出版されたTalbot51の「Basal metabolism in children」に関する小児科の教科書の章を参考にしています。

この計算は他にも変更されています。 ChidesterとSpangler29が参照している小児科の教科書52では、最終的な数値として20ml/kgとされており、「成人サイズの患者」の1日あたりの最大水分量は2400mlとされています。 より最近では、Skipper 33, 53が子供に使用するためにこの計算を明確に文書化しており、21～40kgの間で20ml/kgというわずかに異なる計算を示しています（これは40kgの人の1900mlに相当します）。 しかし、この計算式は切り捨てられており、40kgを超える体重については何のコメントもありません。 また、HollidayとSegar30による研究では、参加者のほとんどが子供や幼児で、成人は61人中わずか5人でした（年齢は明記されていません）。

成人に適用する際には、さらに変更が加えられています。28、29、36 20kg以上の体重維持のための最終調整量は、当初の20ml/kgから説明なしに15ml/kg28、29、35または25ml/kg36に変更されています。 最終的な推定値に 15ml/kg を用いる計算式は、高齢者の水分摂取量（食品および飲料から）を評価する際に検討されました28, 29, 35。加齢に伴い kg あたりの kcal が低下することから32、成人に適用する場合、最終的な数値を高くするよりも低くする方が正当化される可能性があります。 もし、1ml/kcalという仮定に異議が唱えられることがあれば、水分必要量の推定値も変わってくるでしょう。