Intravenous fluid therapy – background and principles

By Katharina Floss, MRPharmS, DipClinPharm, Mark Borthwick, MSc, MRPharmS, and Christine Clark, PhD.By Katharina Floss, MRPharmS, DipClinPharm, and Christine Clark, PhD.By Katharina Floss and Mark Borthwick, MRPharmS, and Christine Clark, PhD, FRPharmS

安全で効果的な点滴の処方には、体液や電解質の恒常性の生理学、傷害や病気に対する生理学的反応、そして点滴の特性に関する知識が必要とされます。 1

不適切な輸液療法から生じる医原性の問題は、病的状態の悪化や入院期間の延長を招く可能性があります。

基礎体液生理学

体内の体液と電解質レベルは、いくつかの恒常性維持機構により比較的一定に保たれている。 通常、体液は食事や飲み物から摂取されます（炭水化物代謝による少量も含む）。 体内の水分は、尿、汗、便、および肺や皮膚からの不感蒸泄によって失われる。

体内で、水分は細胞内と細胞外の区画に分配される。 細胞外コンパートメントは、間質コンパートメントと血漿コンパートメントの両方から構成される。

細胞膜にあるナトリウム-カリウムポンプは通常、カリウムを細胞内に、ナトリウムを細胞外に送り出すため、細胞内のナトリウム濃度は細胞外のナトリウム濃度より低くなる（カリウムはその逆）-パネル1参照。

パネル1: 体液の主成分
成分	血漿中濃度（mmol/L）	間質液中濃度（mmol/L）細胞内液濃度（mmol/L）
ナトリウム	142	145	12
カリウム	4	4.1	150
塩化物	103	113	4
重炭酸	25	27	12

健康体において。 体積の恒常性は主に抗利尿ホルモン（ADH）により調節されている。 オスモレセプターと圧受容器は、浸透圧と血圧のわずかな低下を感知し、ADHの放出を誘発する。 レニン-アンジオテンシン機構は、腎灌流圧の低下により活性化する。

外傷後（外傷または手術による）、あるいは敗血症やその他の重症の際には、通常の恒常性維持機構が十分に機能しないことがあることを覚えておくことが重要である。

輸液療法の適応

輸液療法は、経腸摂取が不十分な場合（例えば、患者が「nil by mouth」である場合や吸収率が低下している場合）、恒常性を維持し、さらなる損失を補うために使用される。 これらの損失は、消化管（嘔吐、下痢または瘻孔による）または尿路（例：糖尿病性消耗症）から起こるか、外傷または手術による出血が原因となることがある。

手術中や麻酔中、あるいは炎症性疾患（敗血症など）の結果として、通常は最小限の体積の液体を含む空間（腹腔や胸腔など）に液体が蓄積されることがある。 これは “第三の空間 “と呼ばれ、血管拡張と血管上皮壁の “漏出 “によって引き起こされる。

Assessing requirements

A an example of an intravenous fluid prescription (Mark Borthwick)

Patients’ medical histories give an indication of their expected fluid status.This breakdown of normal compartment integrity can cause to lose of circulating intravascular volume.The half weight of a lot. 脱水の原因には、術前の絶食、進行中の胃腸疾患、急性錯乱後の自己否定などがあります。 詳細な診断を知ることは、失われた体液の組成に関する情報を得るために不可欠である。 医師はまた、体液分布を変化させたり、患者が体液療法の副作用を受けやすくなるような併発する症状（例えば、心不全の既往歴）にも注意する必要がある。

脱水の識別

身体診察で、脱水の徴候は以下の通りである。

• 口渇
• 皮膚の弾力性低下
• 粘膜の乾燥
• 毛細管再充填時間の増加
• 意識レベルの変化

患者が水分（量）減少に苦しんでいる場合、次の症状が見られます。 心拍数を上げて心拍出量を増加させ、血圧を上昇させ、組織の酸素化を維持する。 血圧が下がるのは、血管内容積が20～30％低下した後である。

尿量減少の場合、尿は濃縮され、より重症の場合は尿量が低下する。 血漿尿素値（6mmol/L以上）およびナトリウム値（145mmol/L以上）の上昇は、血液ガス分析におけるアシドーシスと同様に、脱水を示唆することがある。

体液バランス

全体の摂取量と排出量の体液バランスを正確に把握することは、適切な水分補給を行うために不可欠である。 尿、ドレーン、ストーマまたは経鼻胃吸引による喪失を記録しておく必要がある。 さらに、呼吸器と皮膚（体温で調整）経由の無感覚性喪失を推定し、患者の通常の生理的必要量と比較する必要がある。

患者の臨床診断との関連ですべての観察を解釈することが重要である-浮腫患者は体液バランスがプラスでも血管内が枯渇し、組織灌流と酸素化が不十分となる。 外傷性脳損傷では、平均動脈圧が脳灌流圧に関係するため、平均動脈圧に応じて輸液量を調整することがある。 外傷や敗血症性腹膜炎では、大量の輸液が必要となる。

心不全、腎障害、明らかな呼吸不全のある患者には、輸液のバランスを特に慎重にとらなければならない。

成功の測定

薬物治療と同様に、輸液は臨床反応と有害作用をモニタリングして安全性と効力を確認することが必要である。

脱水は不完全灌流、腎不全、最終的には細胞死につながるが、過剰な輸液も合併症と関連している。

さまざまな研究が、術後および重症患者の転帰は、体重1kgあたりミリリットルの設定レシピに従って給液を行うのではなく、対象を絞った、さらには制限的な給液療法によって改善できることを示してきた。 この文脈では、「制限的」治療とは、必要な量より少ない量の輸液を行い、必要以上に輸液を行わないことと誤解されてはならない。 治療がうまくいっていることを示すのは次のような場合である。

• 臨床的徴候（例：尿量の改善、毛細血管再充填時間の短縮、心拍数の低下）
• 生化学的徴候（例：ナトリウム、尿素、クレアチニン値の正常化）
• 患者の主観的経験（例：「気分がよくなった」、「もう喉が渇かない」）

他の要因により隠されているとこれらの知見がないことがある。

尿量はまた、患者の体液状態を知らずに尿量を維持するために不適切に開始された利尿剤によっても影響を受ける可能性がある。

侵襲的手法

パネル2：輸液チャレンジ

輸液チャレンジを行うには、250-500mLの適切な液体（例：ハルトマン液）の静脈内ボーラスを15-30分にわたって投与する。 中心静脈圧が変化しないか低下する場合は、さらなる輸液チャレンジが必要である。 中心静脈カテーテルによる中心静脈圧（CVP）の測定は、血管内容積を評価するためにしばしば使用される。 絶対値はいくつかの患者固有のパラメータに影響されるが、「体液チャレンジ」（パネル2参照）に対するCVPの傾向は、患者の体液量が増加しているかどうかを示す良い指標となる。 9022>

同様の結果は、食道ドップラーや熱希釈などの様々な技術を用いた心拍出量測定からも得られる。 これらの方法は重症患者領域での使用に限定され、値はいくつかのパラメータ（例：血管作動薬の使用）の影響を受けるため、その解釈と臨床治療への適用には専門知識が必要である

Timing

水分療法のタイミングは時に投与量よりも重要である。 輸液蘇生を必要とする重症患者を積極的かつ早期に治療する（悪化してから6時間以内にほとんどの蘇生液を投与する）ことで、輸液蘇生が遅れた患者（悪化してから6時間以上経ってからほとんどの輸液を投与する）よりも、予後が良いことが示されている。2,3

Types of fluid available

IV fluids can be categorized according to their physical composition:

• 結晶体は水中の小分子の溶液（例：塩化ナトリウム、グルコース、ハルトマン）
• コロイドは大きな有機分子の分散体（例：ゲロフシン、ボルベン）

また体内の分布機構や電解質負荷によって分類することが可能です。

さまざまな種類の液体は、さまざまな体液コンパートメントに異なる方法で分布します（特集「静脈内治療-薬剤師が監視すべきもの」の図1を参照ください）。 一般に、コロイドは血管内腔にとどまり、結晶質は他の組織により容易に分布する。

塩化ナトリウム（NaCl）は細胞外腔（血管内腔および間質腔）に分布している。 ブドウ糖溶液は、血管内、間質、細胞内区画全体に分布する。

ブドウ糖溶液は、5％の濃度で、血漿と同じ張力を持ち、水分療法に使用されている。 グルコースの高張溶液（10％または50％）は、グルコース代替が必要な場合（例：低血糖の治療）に使用される。

低張および高張のNaCl溶液も利用できるが、その使用は限定的である。 低張性NaClは高ナトリウム血症の治療に使用される。 高張NaClは低ナトリウム血症を改善するために使用されることがあり、非常に強い溶液は頭部外傷の局面を管理するために使用される。 9022>

Colloid solutions

コロイド輸液の特性は主に分子サイズに依存する。 最近のコロイド輸液の多くは、高分子量（70,000-450,000ダルトン）のヒドロキシエチルスターチ（HES）をベースとしており、6-24時間の体積膨張をもたらすことができる。 9022>

平均分子量13万ダルトンのテトラスターク（40％置換HES）は、4～6時間効果を発揮する。 動物性コラーゲン由来の変性流動ゼラチンは、分子量30,000daltonsである。

輸液の選択

患者ごとにどの輸液が適切かは、失われた輸液の種類と追加量を必要とする体の部位による。 腎臓が健康で、体液の恒常性に影響を与える合併症がなく、体液の維持が必要な患者には、ブドウ糖ベースの輸液と血管内容量を増やすための第2液（通常はナトリウムベースの輸液）の組み合わせが適切である

後者は、1日にナトリウム1～5mmol/kgとカリウム1mmol/kgを提供する必要がある。 カルシウムおよびマグネシウムの補給は、経口摂取が数日以上中断された場合に検討されるべきであり、血漿レベルの測定によって導かれるべきである。

多くの場合、これはNaCl 0.9%およびグルコース5%の輸液、または「ブドウ糖-食塩」（通常2.9022>

このブドウ糖食塩液は、過剰な量を投与しない限り、1日に必要なナトリウム量より少ないので、長期的な維持には推奨されない。 また、血管内容積を回復させる効果は通常のブドウ糖輸液よりわずかに高いだけなので、余分な量を投与すると間質性浮腫のリスクが高まる。

体液の蘇生

体液の蘇生は、急性循環性ショックや血管内容量の減少がある状況で必要とされるものである。 その目的は、循環量を回復し、心拍出量を増加させ、それによって組織の灌流と酸素供給を回復することである。

蘇生状況では、血管内容量の回復がまず重要であり、ナトリウムまたはコロイドベースの液体はすべて、これを行うために使用することができる。 全身の水分に分散する液体(例えばブドウ糖)は血管内容積を回復せず、敗血症や他の炎症状態にある患者の間質性水腫を悪化させることがある。

実務家は、蘇生期に投与された液体(とそれに伴う電解質負荷)は、体内で排出または再分配されなければならないことを忘れてはいけない。

過剰なNaCl負荷に伴う合併症を考慮すると（下記参照）、大量の輸液が必要な場合は、より「生理的」な組成の晶質溶液（例えば、ハルトマン溶液）が望ましい。

コロイド vs 晶質溶液

コロイドにより血管内容量を迅速に回復できるが、安全性およびコロイドに対する優位性について多くの議論がなされてきた。 最近更新されたCochraneメタアナリシス4では、体液蘇生にコロイドを使用した患者とクリスタロイドを使用した患者の死亡率に差はないことが示された。 元のCochraneレビューでは、アルブミン輸液に関して特に論争がありました。

その後、アルブミンと生理食塩水を比較したSAFE研究5では、集中治療中の患者に対してアルブミン4％とNaCl0.9％の間で転帰に差がないことが示されました。

コロイド輸液は、結晶質輸液よりかなり高価であり、しばしばコスト効率は低くなっています。 アルブミンの使用は、英国では現在、凝固因子の合成が低下している状態（例：重症肝不全）に限定されています。 しかし、他の国（例：オーストラリア、ニュージーランド）ではそうではない。

コロイドは体積負荷が低いことがしばしば利点として指摘される。 晶質溶液の血管内容量補充能力については、一般に3Lの晶質溶液は1Lの膠質溶液と同等であると考えられている。 しかし、SAFE試験では、アルブミン1Lに対して、生理食塩水1.4Lと報告されている

ゼラチン輸液はアルブミンと分子サイズが似ているため、投与量を大きく減らせない可能性がある。 澱粉の分子サイズが大きい（例えば、Voluven）溶液を少量使用して、血管内容量を補充することは可能であろう。

特に、上皮壁の透過性が高まっている状態（例：敗血症、その他の炎症状態、麻酔）では、オンコティック圧を高めることにより、間質空間への漏出を減らすために、デンプンがより効果的である場合がある。 しかし、さまざまな研究が含まれており、さらなる研究が必要である。

最近まで、すべてのコロイドは相当量のナトリウムを含んでおり、その投与は必ず患者に相当量のナトリウム負荷を与える結果となりました。 しかし、より生理的な溶液（つまり、ナトリウム含有量が少ない）で提供されるデンプン輸液であるHextendは現在利用可能であり、同様のゼラチンベースの製品も1年以内に利用可能になると予想されている。 おそらく最も明らかなのは、過剰な輸液の投与であろう。 これが起こると、心臓は拡張した循環体積を効果的に送り出すことができなくなります。

左心室の過度の拡張は心不全を引き起こし、その結果、肺水腫を引き起こします。 この合併症にかかった患者は、咳（ピンク色の泡のような痰が出る）と呼吸困難の症状を示し、横になっていると悪化することが多い。 腎不全と既存の心室機能障害は、この状態を悪化させます。

腹部コンパートメント症候群と急性呼吸窮迫症候群は、どちらも過度の体液蘇生と体液過負荷の結果として知られています。 心不全または呼吸不全を併発している患者、あるいは血行動態が不安定になる危険性のある患者を治療する際には、特に注意が必要である。 末梢水腫や肺水腫が明らかになる頃には、これらの患者は過剰な輸液量や間違った静脈内輸液の選択によってすでに傷つけられているのである7,8

Biochemical disturbances

Biochemical abnormalities occur frequently in patients receiving IV fluid therapy and reflect the response to the fluid administered.

Panel 3: Mechanism of acidosis caused by sodium chloride infusion9

The “Stewart approach” can explain the mechanism by which sodium chloride 0.9 per cent can cause metabolic acidosis. このアプローチでは、酸塩基平衡に影響を与える変数が3つだけであると仮定している：

• 強イオン差（SID）-血漿中の元素陽イオン（ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム）と陰イオン（塩素）の合計濃度間の差である。 ある種の強酸も含まれる（硫酸塩、乳酸塩など）。 SIDは通常42mmol/L程度である。
• アルブミンやリン酸塩を含む血漿中の弱酸（すなわち、イオン化したものとイオン化していないものの両方）の総濃度
• 炭酸ガスの動脈圧

Stewartは、これらの変数が組み合わせて動脈pHの計算に使用できることを示した。 このモデルでは、強イオン差が大きくなるか、弱有機酸の総濃度が低下すると、pHは上昇する(アルカローシス)。 SIDが減少するか、弱有機酸の総濃度が増加すると、pHは低下する（アシドーシス）。

塩化ナトリウム溶液では、ナトリウムイオンの数は塩化物イオンの数と同じで、弱酸は存在しない。 塩化ナトリウム0.9％（154mmol/L Na+と154mmol/L Cl-を含む）を血流に加えると、これら両方の電解質の血漿濃度が上昇するが、比例してCl-の方が増加する（Cl-の血漿濃度は通常低いため-パネル1参照）。 これはSIDを狭め、弱酸を希釈する。

Hartmannのソリューションは、SIDへの影響をより小さくし、重炭酸塩（肝臓で重炭酸塩に変換される乳酸の形で）を含めることでこの問題を克服しています。

アシドーシスの基礎的傾向を持つ患者（例えば、呼吸不全によるCO2貯留、手術後の乳酸値上昇）では、補償メカニズムが容易に圧倒され、重度の代謝性アシドーシスになる可能性もあります。 高ナトリウム血症を緩和するために輸液を行う場合、特に慢性期間（2日以上）の場合は、血漿ナトリウム濃度を1時間当たり0.5mmol/L以上低下させないことを目標とする必要がある。 これは脳浮腫の発生を防ぐためである。

あまりに急速に補正すると、細胞外浸透圧の急激な上昇に反応して脳細胞が収縮し、中心性橋本髄膜溶解と呼ばれる症候群を引き起こす。 これを避けるため、治療開始後48時間はナトリウム値の絶対変化量が20mmol/Lを超えてはならない。

高張力食塩水は心不全を誘発するため、体液過多の患者には投与してはならない。

血液希釈

大量の輸液を行うと、必然的に血液が希釈される。 蘇生が成功すると、余分な水分が腎臓から排出されるため、結果として生じるヘモグロビン値の低下は通常数日以内に修正される。 しかし、患者の状態や地域の輸血基準によっては輸血が必要になることもある。

希釈性凝固障害は、大量投与によるもう一つの影響である。 さらに、一部のコロイド注入は、凝固カスケードの構成要素を障害する。 これは、おそらく分子量の小さいコロイドでは臨床的な影響は少ないが、分子量の大きいデンプンでは出血の増加と関連している。 例えば、デキストラン溶液は抗血栓剤として知られており、現在では主にこの適応で使用されている。

腎障害

最近、デンプン溶液が腎障害を引き起こす可能性が示唆されている。 考えられるのは、高浸透圧の急性腎不全である。 これらの製品が不十分な水とともに投与されると、血漿のオンコシス圧が腎臓のろ過圧に効果的に対抗するところまで上昇し、それによって正常な糸球体ろ過が損なわれる。

これに関する現在の証拠は、ある種のHESが病的状態の上昇と関連していることを示唆している。

過敏症

コロイド、特に高分子量デンプンやデキストランに関連したさらなるリスクは、過敏症やアナフィラキシー反応の発生である

1. Lobo DN, Dube MG, Neal KR, Simpson J, Rowlands BJ, Allison SP. このような場合、「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」。 このような状況下において、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」、「医療費抑制のために必要なことは何か」などです。 Dellinger RP, Levy MM, Carlet JM, Bion J, Parker MM, JaeschkeR, et al. Surviving sepsis campaign（敗血症生存キャンペーン）。 を作成した。 Critical CareMedicine 2008;36:296-327.

4. Perel P, Roberts I. Colloids versus crystalloids for fluidresuscitation in critically ill patients.重症患者における水分補給のためのコロイドとクリスタロイドの比較。 このような状況下で、「医療費抑制のために必要なことは何か？ SAFE研究の研究者。 集中治療室での水分補給のためのアルブミンと食塩水の比較。 このような状況下において、「医療費抑制のために、どのような工夫が必要なのか？ このような場合、「臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、臓器移植を行う前に、. 成人における周術期の体液管理と臨床転帰。 また、「鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと、鍼灸師が鍼を打つと。 積極的な水分補給戦略の細胞、代謝、全身への影響。 ショック 2006;26:115-21.

9. Morgan TJ. クリニカルレビュー。 集中治療室における酸塩基平衡異常の意味-輸液の効果．

カタリーナ・フロスは、オックスフォード・ラドクリフ病院NHSトラストのクリティカルケア、劇場、麻酔科のディレクター・ファーマシストである。

Christine Clark is a freelance journalist and former member of a nutrition group at Hope Hospital, Manchester