尿浸透圧

尿浸透圧（にょうしんとうあつ、）とは、尿に含まれる溶質の粒子数を表す指標であり、腎臓における水の排泄および再吸収の能力を反映している。
臨床検査としての尿浸透圧は、主に、腎臓の濃縮能の評価や高ナトリウム血症および低ナトリウム血症（血漿の浸透圧の異常）の原因の検索に使用される。尿浸透圧は、水分の摂取状況に応じて非常に幅広い値を生理的に取りうるものであり、絶対値ではなく、その値が身体の水分バランスに対し適切な動きをしているかどうかで評価するのが通常である。

生理的背景
尿の浸透圧調整にもっとも重要な役割を果たしているのは抗利尿ホルモン（ADH）である。
尿は糸球体で血漿から濾過された時点では血漿（275-290 mOsm/kg前後）とほぼ同じ浸透圧を持つ。水分と電解質の大部分を再吸収されて集合管に到達したときは低張（100 mOsm/kg前後）となっている。
集合管は、高浸透圧（1200 mOsm/kg前後）が維持されているを通過するが、
この際、ADHの作用で集合管の水透過性が上昇していると、尿の水分は高浸透圧の間質に移動して尿は濃縮される。
逆に、ADHが作用しないと水は透過せず、尿は低張のまま排泄されることになる。
ADHの分泌は主に血漿浸透圧により視床下部の浸透圧受容体を介して制御されているほか、細胞外液量の減少も、主に心房に存在する容量受容体から迷走神経を介してADH分泌を刺激する。

尿の浸透圧を生じる電解質・尿素などの浸透圧物質は1日体重あたり、およそ、10 mOsm/kg排泄される。
体重が60kgとすれば約600 mOsmとなり、これを排泄するには、最大濃縮尿（約1300 mOsm/kg）でも約500 mLの尿を生成する必要がある。
（一般に、1日尿量が400mLないし500 mL未満であれば乏尿とされる。）

検査の適応
腎臓の濃縮能の評価（腎不全が進行すると濃縮能が低下する）、および、人体の水・電解質代謝の評価、特に、高ナトリウム血症および低ナトリウム血症の
原因検索および経過観察に用いられる（血漿の浸透圧の大部分はナトリウムとそれに対応する陰イオンが担っているため、ナトリウム濃度の異常は、通常、浸透圧の異常に直結している）。

検査の方法
通常、氷点降下法が用いられる。（浸透圧が高いほど氷点は低下し、1000 mOsm/kgの水溶液は純水と比べ、1.86度氷点が低下する。この関係を利用して、氷点から浸透圧を逆算する。）

基準値・結果の解釈
健常人の尿浸透圧は500-800 mOsm/kg程度であることが多いが、水分摂取状況により大きく変化し、健常成人では50-1300 mOsm/kg と広い範囲をとりうる。
一定の基準範囲というものはない。
尿の浸透圧が正常か異常かは、絶対値ではなく、体内の水分・電解質バランスに適合した値であるかどうかで判断される。
一般に、尿浸透圧と血漿浸透圧が同じ方向（上昇または下降）に動く場合は、正常な生理的反応の範囲の可能性があり、
逆に動いている場合は、何らかの異常が示唆される。

尿浸透圧が血漿浸透圧より高値をとる病態
血漿浸透圧高値
脱水(水分摂取不足、または水分喪失)に対する生理的に適切な応答の場合がある。その他、高血糖、SGLT2阻害薬投与（尿糖）、マンニトール・グリセリン・造影剤など高浸透圧物質の投与、デスモプレッシン製剤投与（ADH様作用）、などが考えられる。

血漿浸透圧が低いのに尿浸透圧が不適切に高い場合
抗利尿ホルモン不適合分泌症候群（SIADH）、
浮腫性疾患（心不全、ネフローゼ、肝硬変など細胞外液量が減少する病態）、
利尿剤投与、腎不全、
塩類喪失（副腎不全、腎性塩類喪失、腎外性塩類喪失(下痢、嘔吐、ドレーン)）、などが考えられる。

尿浸透圧が血漿浸透圧より低値をとる病態
血漿浸透圧低値
生理的に適切な応答である可能性が高い。心因性多飲による水分大量摂取、ポトマニア、水中毒などが考えられる。

血漿浸透圧が高いのに尿浸透圧が低い場合
尿崩症（中枢性：ADH分泌の不足、腎性：ADH感受性の低下）や腎の尿濃縮能低下（低K血症、高Ca血症、リチウム中毒など）が考えられる。

等張尿
等張尿とは、尿の浸透圧が血漿の浸透圧に近い範囲であることを意味し、一般には、およそ、300 mOsm/kg前後、比重では1.010前後が等張尿とされる。
腎不全が進行すると尿の濃縮および希釈能力が障害されるため、血漿に近い浸透圧の尿（等張尿）しか生成できない状態となる。等張尿が持続するのは腎不全の徴候の一つである。
また、フロセミドなどのループ利尿薬使用時にも、尿の希釈と濃縮の双方が障害されるため等張尿となる。

なお、急性腎障害の原因の鑑別において、尿浸透圧が500 mOsm/kg以上であることは腎前性の急性腎不全（腎血流量低下によるもので腎臓の機能自体は維持されている）、尿浸透圧が350 mosm/kg以下（すなわち等張尿）はを示唆する所見の一つであるが、糸球体腎炎、敗血症、など様々な例外があり、絶対的なものではない。

高張尿・低張尿
高張尿とは、通常、浸透圧が相対的に高い尿（高浸透圧尿）を意味する。しかし、400 mOsm/kg以上を高張尿（高浸透圧尿）とする場合や、血漿浸透圧より高値であれば高張尿とする場合もあり、一定の定義は存在しない。低張尿（低浸透圧尿）についても、同様に、100 mOsm/kg以下、血漿浸透圧より低値など、さまざまである。

生理的変動
尿浸透圧は水分摂取および汗などの水分喪失の状況に依存する。
一般に、夜間は高値傾向となる。
乳児期には腎機能が未成熟であり、尿の最大濃縮能は、新生児800 mOsm/kgから徐々に増加し、1から3歳ごろには成人と同レベルになる。

関連する検査
尿比重
尿中の溶質量の指標としては浸透圧がもっとも優れているが、
測定には浸透圧計が必要となるため、
一般臨床の場では尿浸透圧のかわりに尿比重を利用することが多い。
等張尿に該当する比重は1.010で、そのときの浸透圧はおよそ300から350 mOsm/kgである。
比重の0.01増減は、浸透圧の、およそ、35 mOsm/kgの変化に相当する（蛋白や造影剤など分子量の大きい物質がない場合）。
。

比重の欠点としては、尿中のタンパクや糖の影響を受けやすい点があげられる。
浸透圧は粒子の数のみに依存するのに対し、比重は粒子の分子量にも影響されるため、
タンパク質、グルコース、ヨード造影剤など、分子量の大きい物質が尿中に存在していると、
その濃度以上に比重が大きくなることに留意する必要がある。


フィッシュバーグ濃縮試験（Fishberg concentration test）は腎臓の濃縮力の古典的なスクリーニング検査である。苦痛を伴い、脱水による合併症が生じることもある（腎不全、糖尿病、尿崩症、などでは禁忌とされる）。近年はあまり行われない。
手順としては、前日午後6時までに乾燥食を摂取した後は絶飲食とし、就寝前に排尿、翌朝、6時、7時、8時に尿を採取して浸透圧または比重を測定する。判定基準は文献により異なるが、たとえば、
尿浸透圧が 850 mOsm/kg 未満、ないし、尿比重が 1.022未満、または、1.025未満であれば、
腎濃縮力障害ありと判定する。

水制限試験
尿崩症の診断のためにおこなう検査である。（苦痛を伴う検査であるので、実施の要否は慎重に検討する必要がある。）
試験開始時に排尿させ、以後、絶飲食で、1時間おきに体重・尿量・尿浸透圧を測定する。
（体重が3 %減少の時点、または、開始後最長6時間程度までで検査は中止する。）
尿浸透圧が 300 mOsm/kgを超えなければ尿崩症が疑わしい（体重・尿量とも併せて判断する）。
次項のピトレシン試験もあわせて行うことがある。その場合は、体重が3 %減少した時点でピトレシンを投与し、その後、30〜60分おきに尿浸透圧を3回測定する
。ピトレシン投与により尿浸透圧が 300 mOsm/kg以上に改善すれば、中枢性尿崩症（ADH分泌不足）、改善しなければ、腎性尿崩症（腎のADH不応性）と判断する。。

バソプレシン負荷試験（ピトレシン試験）は腎の濃縮能評価や尿崩症の鑑別に用いる検査である。
朝食前、排尿後に、バソプレシン（抗利尿ホルモン(ADH)、商品名：ピトレシン）を注射する（デスモプレシンを使用する方法もある）。
その後、4時間毎に3回採尿し、尿浸透圧800 mOsm/kg以上、比重1.020以上となれば、
腎臓の濃縮能は維持されている。フィッシュバーグ試験と比較して、尿濃縮度はそれほど高くならない（100〜300 mOsm/kg程度低い）が、
飲水制限が不要なことが利点である。

尿浸透圧ギャップ
実測尿浸透圧と計算尿浸透圧（尿浸透圧推定値）の差を尿浸透圧ギャップ（urine osmolality gap：UOG）と呼ぶ。
尿浸透圧ギャップは、通常、10～100 mOsm/kg程度であり、その約半分がアンモニウム（NH4+）濃度に相当する。
 計算尿浸透圧mOsm/kg  ＝ 2 × （ NamEq/L ＋ KmEq/L ） ＋ （ グルコースmg/dL ／ 18 ） ＋ （ 尿素窒素mg/dL ／ 2.8 ）

 尿浸透圧ギャップmOsm/kg ＝ 尿浸透圧実測値mOsm/kg ー 尿浸透圧推定値mOsm/kg

尿浸透圧ギャップは、尿アニオンギャップと同様に、正常アニオンギャップ代謝性アシドーシス（高Cl性アシドーシス）の原因の鑑別に用いられる。代謝性アシドーシスにおいては、腎臓は主にアンモニウムの形で酸を排泄する。正常アニオンギャップ（高Cl性）代謝性アシドーシスにおいて、尿浸透圧ギャップが40未満であれば腎からのアンモニウム排泄の障害が示唆される（1型尿細管性アシドーシス(遠位型)、4型尿細管性アシドーシス(アルドステロン作用低下型)、腎不全など）。逆に、尿浸透圧ギャップが増大していれば、腎からのアンモニウム排泄は適切に増大しているので、腎以外の下痢などがアシドーシスの原因と考えられる。
一般に尿浸透圧ギャップの方が尿アニオンギャップよりも尿中アンモニウムとの相関は優れているとされるが、
アルコール、有機酸、造影剤、などの浸透圧物質が存在する場合は、この方法ではアンモニウム量は過大評価となる。

浸透圧クリアランス
浸透圧クリアランス（osmolar/osmolal clearance）とは、
時間あたりの、尿に排泄される全ての溶質が腎で除去される血漿量に相当する。
また、仮想的に等張尿を排泄する場合に必要な尿量とも考えることができる。
等張尿では浸透圧クリアランスは尿量とほぼ等しくなる。
浸透圧クリアランスは腎臓の溶質排泄能力を水排泄能力と分離して評価するための指標である。

 浸透圧クリアランス（Cosm） ＝ （尿浸透圧／血漿浸透圧） × 分時尿量

健常人の浸透圧クリアランスは、3 mL/分前後である。浸透圧利尿や水利尿がおきている場合は増加し、
尿が濃縮されている場合は減少する
。　

自由水クリアランス
自由水クリアランス（free water clearance）とは、腎臓から溶質を含まない水が一分間にどれだけ排泄または吸収されたかを表す。
正なら水が排泄されて希釈尿が生成されており、負なら水が保持されて濃縮尿が生成されている。等張尿では、自由水クリアランスはほぼゼロになる。
尿量は浸透圧クリアランスと自由水クリアランスの和となる。

 自由水クリアランス（CH2O） ＝ 分時尿量 － ｛（尿浸透圧／血漿浸透圧） × 分時尿量 ｝
 　　　　　　　　　　　　　＝ 分時尿量 － Cosm

自由水クリアランスは腎臓の水排泄能力の指標である
。

 脚注 

 注釈 
尿浸透圧ギャップのほとんどは、陽イオンであるアンモニウムと、対応する陰イオン（クロールなど）で構成されているので、浸透圧ギャップのおよそ半分がアンモニウム濃度となる。

クリアランスとは、腎臓が血漿からさまざまな物質を尿に排泄する能力の指標であり、［時間尿量×尿中濃度／血漿濃度］
の式で表される。よく用いられるのは、糸球体濾過量に近いとされるクレアチニンクリアランスである。クリアランス (薬理学)も参照されたい。

糸球体で濾過された尿は、近位尿細管で約3分の２が再吸収されるが、近位尿細管は水透過性が高いため、浸透圧は変化しない。ヘンレループの下行脚では高浸透圧の髄質を通過する際に水を失って尿の浸透圧は上昇するが、水透過性に乏しい上行脚と遠位尿細管ではナトリウムが能動的に汲み出されるため、尿浸透圧は低下していく。

英語では、たまたま、ある時点で尿浸透圧が血漿浸透圧に近い尿をisotonic urine、腎機能不全のため尿浸透圧が血漿浸透圧に近い値で固定されていることをisosthenuriaと呼ぶが、日本語ではどちらも「等張尿」と呼ぶので混乱しやすい。

腎髄質の高浸透圧は、主に、ヘンレループ上行脚で汲み出されたナトリウムと、髄質内集合管でバソプレッシンの作用により汲み出された尿素による。

ポトマニア（potomania）とは、電解質に乏しいビール等の飲料を大量・慢性的に飲むことにより起きる低ナトリウム血症を意味する。

「高張」（hypertonic）と「高浸透圧」（hyperosmolal）は、厳密には、異なる概念である。浸透圧（osmolality）は溶液中の溶質粒子の総数の尺度であり、浸透圧計で測定可能である。一方、（tonicity）は、特定の半透膜（たとえばヒトの細胞膜）を自由に通過できない溶質により生じる有効浸透圧（膜を介して浸透圧差が生じ水が移動する）を意味する。例をあげれば、ナトリウムイオンは細胞膜を自由に通過できず有効浸透圧を形成する。一方、体液や尿に含まれる尿素は比較的容易に細胞膜を通過できるので、張度、すなわち有効浸透圧には寄与しない。しかし、尿に関しては、尿浸透圧（ないし尿比重）が指標として一般的に使用されており、高張尿と高浸透圧尿は慣用的に区別されずに使われることが多い。

浸透圧の単位としては、重量あたりの浸透圧モル濃度（英語でosmolality）：mOsm/kgと容積あたりの浸透圧モル濃度（英語でosmolarity）：mOsm/L　の2つがあるが、医学では一般に重量あたりの単位がもちいられる。ただし、医療で扱う、比較的溶質濃度の低い体液については、両者の差は無視しうる程度である。なお、mOsm/kgを、溶媒が水であることを明示して、mOsm/kg H2Oと表記することもあるが、同じ意味である。

 出典 

 関連項目 
 浸透圧
 バソプレッシン（ADH）
 尿崩症・抗利尿ホルモン不適合分泌症候群（SIADH）
 低ナトリウム血症・高ナトリウム血症
 慢性腎臓病
 尿中電解質濃度
 尿アニオンギャップ

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