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체수분

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목차

1. 개요

체수분은 동물의 다양한 체액에 포함된 물을 의미하며, 세포 내액, 세포 외액, 혈장, 간질액, 세포 간액 등으로 구성된다. 체수분은 지방 조직에 약 10%, 근육 조직에 약 75% 포함되어 있으며, 영양소 수송, 배설, 체온 조절, 윤활 작용, 충격 흡수 등 다양한 기능을 수행한다. 체수분량은 희석법, 생체 전기 임피던스 분석(BIA), 인체 측정 방정식을 통해 측정 및 추정할 수 있으며, 섭취와 신진대사, 동물의 나이, 호르몬 등에 의해 변화한다. 체수분 감소는 탈수로 이어질 수 있으며, 나트륨 및 칼륨 손실과 관련이 있다.

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체수분

2. 위치 및 구성

총 체수분의 세포 내 및 세포 외 유체 비율을 나타내는 다이어그램.


사람의 체수분은 나이, 건강, 수분 섭취량, 체중, 성별 등에 따라 달라지는데, 평균적으로 성인은 체중의 약 60%, 어린이는 약 65%가 수분이다.[2][3] 성인을 대상으로 한 연구에 따르면 평균 수분 함량은 약 65%였지만, 체성분의 지방량에 따라 남성은 58 ±8%, 여성은 48 ±6%로 차이를 보였다.[4] 신생아는 체중의 약 75%가 수분이지만, 비만인 사람은 체중의 약 45%만 수분이기도 하다.[5] 이는 지방 조직이 근육 조직보다 수분을 적게 함유하기 때문인데, 지방 조직은 약 10%, 근육 조직은 약 75%의 수분을 함유한다.[19][7]

동물의 체수분은 세포 내액, 세포 외액(혈장, 간질액, 세포 간액) 등 다양한 체액에 포함되어 있다.[6]

2. 1. 세포 내액



세포 내액은 세포 안에 포함된 액체로, 체수분의 2/3를 차지한다. 72kg인 사람의 체중에 40리터의 액체가 있다면, 약 25리터가 세포 내액이다.[8] 이는 체액의 62.5%에 해당한다. Jackson의 텍스트에서는 체액의 70%가 세포 내액이라고 명시하고 있다.[9]

2. 2. 세포 외액

세포 외액은 체수분의 약 1/3을 차지하며, 세포 외부 영역에 포함된 액체이다. 72kg 체중을 가진 사람을 기준으로 할 때, 약 15리터가 세포 외액에 해당한다.[8] 세포 외액은 혈장, 간질액, 세포 간액으로 구성된다.[6]

2. 2. 1. 혈장

세포 외액의 약 1/5을 차지하며, 혈액의 액체 성분이다. 72kg 체중을 가진 사람의 경우, 세포 외액 15리터 중 혈장량은 평균 3리터[8], 즉 20%를 차지한다.

2. 2. 2. 간질액

세포 외액의 약 4/5를 차지하며, 세포 사이를 채우는 액체이다.[6]

2. 2. 3. 세포 간액

위장액, 뇌척수액, 복막액, 안구액 등 장기 내부에 존재하는 액체이다. 일반적으로 계산에서 무시된다.[6]

3. 측정 및 계산

총 체수분량은 중수소, 삼중수소수 등을 이용한 희석법, 생체 전기 임피던스 분석(BIA) 등으로 측정할 수 있다. 인체 측정 방정식을 이용하여 총 체수분을 추정할 수도 있다.

총 체수분은 이전 질환 (또는 이상적인) 체중과 보정 인수를 기반으로 추정할 수 있다.

:TBW = weight * C

C는 자유 수분으로 구성될 것으로 예상되는 체중 비율에 대한 계수이다. 성인, 비노년 남성의 경우 C = 0.6이다. 성인 노년 남성, 영양실조 남성 또는 여성의 경우 C = 0.5이다. 성인 노년 또는 영양실조 여성의 경우 C = 0.45이다.

총 체수분 결핍 (TBWD)은 다음 공식으로 근사할 수 있다.

:TBWD=TBW*(1-\frac{[Na]t}{[Na]m})

여기서 [Na]t는 목표 나트륨 농도 (보통 140 mEq/L), [Na]m는 측정된 나트륨 농도이다.

결과값은 고나트륨혈증 상태를 교정하는 데 필요한 자유 수분의 근사량이다. 실제로, 무감각한 손실, 소변 배출량, 환자 간의 수분 분포 차이로 인해, 이 값은 결함을 교정하는 데 필요한 실제 자유 수분량을 거의 근사하지 않는다.[12]

3. 1. 희석법

개인의 총 체수분량은 유동 후광 질량 분석법(FA-MS)을 사용하여 호흡 샘플에서 중수소의 농도를 측정하여 결정할 수 있다. 알려진 양의 중수화된 물(중수, D2O)을 섭취하고 체내 수분과 평형을 이루도록 한다. 그런 다음 FA-MS 기기는 내쉬는 호흡의 수증기에서 중수소 대 수소 비율(D:H)을 측정한다. 총 체수분량은 섭취된 D2O의 양과 관련하여 호흡 중수소 함량의 증가로부터 정확하게 측정된다.

개별 구획의 물은 다른 물질로 측정할 수 있다.[10]

세포내액은 총 체수분에서 세포외액을 빼서 추정할 수 있다.

3. 2. 생체 전기 임피던스 분석 (BIA)

생체 전기 임피던스 분석(BIA)은 총체수분 비율(TBW%)을 결정하는 방법 중 하나이다. 전통적인 BIA 방법에서는 사람이 침대에 누운 상태에서 손과 맨발에 전극을 부착한다. 전해질 젤을 바른 후, 50kHz 주파수의 약한 전류를 흘려보낸다. 이 교류(AC) 파형은 직류(DC) 흐름이나 화상을 유발하지 않으면서, 매우 정전 용량적인 피부를 통해 신체 내에 전류를 생성하도록 하며, 안전을 위해 전류는 20mA 범위로 제한된다.[11]

BIA는 간편하고, 저렴하며, 재현성이 높고, 비침습적이라는 장점 덕분에 유망한 기술로 떠올랐다. BIA 예측 방정식은 일반화되거나 특정 인구 집단에 맞게 개발될 수 있어, 방법의 정확도를 높일 수 있다. 따라서 결과의 질을 높이기 위해서는 적절한 방정식을 선택하는 것이 중요하다.

임상 목적으로 과학자들은 다중 주파수 BIA 방법을 개발하여 수분 섭취 수준 예측 능력을 향상시키고 있다. 또한 더 많은 전극을 사용하는 새로운 분절 BIA 장비는 신체의 특정 부분에 대한 보다 정확한 측정을 가능하게 한다.

3. 3. 인체 측정 방정식

총 체수분량(TBW)은 인체 측정 방정식을 사용하여 추정할 수 있다.[13] 왓슨(Watson) 방정식은 다음과 같다.

  • 남성(L) = 2.447 - 0.09516 X 나이(세) + 0.1074 X 키(cm) + 0.3362 X 체중(kg)
  • 여성(L) = -2.097 + 0.1069 X 키(cm) + 0.2466 X 체중(kg)


왓슨 방정식은 다양한 피험자 데이터 세트가 사용되었기 때문에 대부분의 경우 합리적인 추정치를 제공하는 것으로 밝혀졌다.[13] 미국인,[14][15] 튀니지인,[16] 카메룬인[17] 등 특정 인구 집단에 대한 다른 방정식도 존재한다.

하지만, 인체 측정 TBW 방정식은 측정된 인구 집단 외의 건강한 성인 피험자를 넘어서 일반화되지 않으며, 대부분의 임상 환경에서는 BIA와 같은 보다 정확한 방법을 사용하는 것이 권장된다.[18]

4. 기능

체수분은 다음과 같은 여러 가지 기능을 수행한다.[19]


  • 영양소 수송을 위한 용매
  • 배설을 위한 매개체
  • 열 조절 수단
  • 관절 윤활제
  • 충격 흡수

5. 변화

체수분은 음료를 통해 섭취하는 것이 일반적이다. 또한 식물, 생고기, 생선 등 물이 풍부한 음식을 통해서도 체내에 들어오며, 신진대사의 부산물로도 생성된다.[20]

체수분량은 동물의 나이에 따라 달라지는데, 척추동물의 경우 나이가 들수록 상대적인 골밀도가 높아지고 체내 수분 함량은 낮아진다. 질병 상태에 따라서도 체수분은 영향을 받으며, 항이뇨 호르몬, 알도스테론, 심방 나트륨 이뇨 펩타이드 등의 호르몬에 의해 조절된다.

5. 1. 수분 손실

부피 수축은 체액 부피의 감소를 의미하며, 삼투질의 손실을 동반할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 체액의 물 성분 손실은 특히 탈수라고 한다.[21]

나트륨 손실은 세포 외액에서 나트륨 농도가 세포 내액보다 훨씬 높기 때문에 세포 외액으로부터의 체액 손실과 대략적으로 관련이 있다. 반대로 K+는 세포 내액에서 세포 외액보다 농도가 훨씬 높으므로 K+ 손실은 세포 내액으로부터의 체액 손실과 관련이 있다. 세포 외액에서 K+가 손실되면 세포 내액의 K+가 삼투에 의해 물을 끌어들이면서 세포 밖으로 확산되기 때문이다.

참조

[1] 웹사이트 Fluid composition of the body 1.3 https://openverse.or[...]
[2] 웹사이트 The water in you https://water.usgs.g[...] Howard Perlman 2016-12
[3] 서적 Principles of Renal Physiology, 5th edition Springer
[4] 논문 Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements. http://ajcn.nutritio[...] 1980-01
[5] 서적 Textbook of Medical Physiology https://archive.org/[...] W.B. Saunders
[6] 서적 Netter's Atlas of Human Physiology Icon Learning Systems
[7] 서적 Nutrient Requirements of Nonhuman Primates https://books.google[...] National Academies Press 2003-02-01
[8] 서적 Textbook of Medical Physiology https://archive.org/[...] W.B. Saunders
[9] 서적 Anatomy & Physiology for Nurses Bailliere Tindall
[10] 서적 Essentials of Human Physiology
[11] 웹사이트 US Patent 4719922, Stimulator Apparatus - this website has ended http://www.patentsto[...]
[12] 서적 Goldman's Cecil medicine Elsevier/Saunders 2012-01-01
[13] 논문 Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements. 1980-01
[14] 논문 Total body water reference values and prediction equations for adults 2001-06
[15] 논문 Total body water volume for white children and adolescents and anthropometric prediction equations: The Fels Longitudinal Study 2005-11
[16] 논문 Development and validation of anthropometric predictive equations that estimate the total body water and fat-free mass in Tunisian adults 2023-04
[17] 논문 Validity of anthropometry- and impedance-based equations for the prediction of total body water as measured by deuterium dilution in Cameroonian haemodialysis patients 2015-10
[18] 논문 Total body water in health and disease: Have anthropometric equations any meaning? 2008-03-07
[19] 서적 FCS Animal Production L2 https://books.google[...] Pearson South Africa
[20] 논문 Variation in human water turnover associated with environmental and lifestyle factors 2022
[21] 웹사이트 MedicineNet > Definition of Dehydration http://www.medterms.[...] 2009-07-02


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