물과 생명의 관계- THE NATIONAL ACADEMIES Washington, D.C.

[dhleepaul]

출전: "물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참고 섭취"를 NAP.edu 에서 읽어보세요

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National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/10925.

물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 기준 섭취 량 (2005)
장: 4 물

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
4
물
요약
물은 인체에서 가장 큰 단일 구성 요소이며 세포 항상성과 생명에 필수적입니다. 총 수분 섭취량에는 식수, 음료에 든 물, 그리고 음식에 포함된 물이 포함됩니다. 총 물 섭취량이 적은 것이 일부 만성 질환과 연관되어 있지만, 만성 질환 위험을 줄이기 위한 수분 섭취 권고를 확립하기에는 이 증거만으로는 충분하지 않습니다. 대신, 전체 수분에 대한 적정 섭취량(AI)은 대사 및 기능 이상을 포함한 탈수의 해로운 급성 영향을 예방하기 위해 설정됩니다.

수분 상태의 주요 지표는 혈장 또는 혈청 삼투압입니다. 정상적인 수분 섭취는 다양한 물 섭취량에서 유지할 수 있기 때문에, 전체 수분(식수, 음료, 음식의 조합)에 대한 AI는 미국 조사 데이터의 중앙값 총 수분 섭취량을 기준으로 설정됩니다. 젊은 남성과 여성(19세에서 30세)의 총 수분 섭취량 AI는 각각 하루 3.7L와 2.7L입니다.1 수분(식수와 음료)은 19세에서 30세 남성, 여성에게 각각 하루 3.0L(101 액체 온스; ≈ 13컵)과 2.2 L(74 액체 온스; ≈ 9컵)을 제공했으며, 이는 미국 조사에서 전체 물 섭취량의 약 81%를 차지했습니다. 제공된 음식에 포함된 물-

1  

환산 계수: 1 L = 33.8 유량 온스; 1 L = 1.06 qt; 1컵 = 8 액체 온스.

 

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전체 물 섭취량의 약 19%에 해당합니다. 캐나다 조사 데이터는 총 수분 섭취량이 다소 낮은 것으로 나타났습니다. 다른 영양소에 대한 AI와 마찬가지로, 건강한 사람에게는 AI 이하의 일일 섭취가 추가 위험을 초래하지 않을 수 있습니다. 왜냐하면 다양한 섭취가 정상적인 수분 섭취와 호환되기 때문입니다. 이 상황에서 AI는 특정 요구사항으로 해석되어서는 안 됩니다. 신체적으로 활동적이거나 더운 환경에 노출되는 사람들은 더 많은 총 물 섭취가 요구됩니다.

몇 시간 동안 신체 활동 및 환경(예: 열) 노출로 인한 수분 손실이나 감소로 인해 체내 수분 부족이 발생할 수 있습니다. 하지만 일상적으로는 갈증과 식사 시 음료 섭취가 결합되어 수분 섭취를 통해 수분 상태와 체내 수분을 정상 수준으로 유지할 수 있습니다.

건강한 사람들은 과도한 수분을 배출하여 수분 균형을 유지할 수 있는 능력이 상당하기 때문에, 물에 대해 허용 가능한 상부 섭취량(UL)이 설정되지 않았습니다. 그러나 신장의 최대 배설량인 약 0.7에서 1.0 L/시간보다 훨씬 초과되는 급격한 양의 수분 섭취로 인해 급성 수질 독성이 보고된 바 있습니다.

배경 정보
생화학 반응의 용매인 물은 체내 대사열을 흡수하는 독특한 물리적 특성(예: 높은 비열)을 가지고 있습니다. 물은 혈관 용적 유지에 필수적이며, 영양분을 공급하고 노폐물을 제거함으로써 체내 운반 매개체 역할을 합니다. 또한 세포 수분 공급은 세포 대사와 유전자 발현을 조절하는 중요한 신호로 제안되었습니다(Haussinger et al., 1994). 체내 수분 섭취는 손실과 균형을 이루어야 전체 체내 수분을 유지할 수 있습니다. 체내 수분 부족은 질병, 신체 운동, 환경 노출 등 교란 시 항상성 유지를 어렵게 하며, 기능과 건강에 영향을 줄 수 있습니다. 매우 드문 상황에서는 저긴장성 체액 과다 섭취와 나트륨 섭취 부족이 체내 수분 과잉으로 이어져 저나트륨혈증과 세포 부종을 초래할 수 있습니다.

적절한 물 섭취의 중요성에도 불구하고, 일반 대중과 의료 제공자들 사이에는 이전 권고사항의 오해로 인해 어느 정도의 물을 소비해야 하는지에 대해 혼란이 있습니다(Valtin, 2002).

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
체내 수분
지방 없는 덩어리
체내 수분 양은 지방 없는 질량 대비 비율로 영아에서 가장 높으며, 나이가 더 많은 어린이일수록 감소합니다(Fomon, 1967; 반 론과 보일로, 1996). 체내 수분 양이 높은 현상은 특히 신생아에서 두드러지며, 지방 없는 체내 수분 함량이 75%를 넘을 수 있습니다(Fomon, 1967). 영아는 또한 나이가 많은 아이들에 비해 세포외 구획의 수분 함량이 상대적으로 높고, 세포 내 구획의 수분 함량이 더 낮다(Van Loan과 Boileau, 1996). 그림 4-1은 청소년기부터 어린이의 무지방 체중과 체량 대비 체내 수분을 나타냅니다. 체내 체액 비율은 무지방 질량 대비 감소 속도가 유아기보다는 느리지만 감소합니다.

성인의 경우 무지방 물질은 약 70%에서 75%가 수분이며, 지방 조직은 약 10%에서 40%가 수분입니다. 지방이 증가할수록 지방 조직의 수분 비율이 감소합니다(Martin et al., 1994). 그림 4-2와 4-3은 의 백분율을 제공합니다.


그림 4-1 체내 수분을 체중의 비율(FW)과 지방 없는 질량의 비율(FWFFM)로 나타냅니다. Van Loan과 Boileau(1996)의 허가를 받아 재게재함. 저작권 1996년 CRC 프레스.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.

그림 4-2 95명의 아프리카계 미국인(폐쇄된 원)과 204명의 백인(열린 원) 남성의 연령에 따른 무지방 물질의 수분 섭취. 비서와 갤러거(1998)의 허가를 받아 재게재함. 저작권 1998년 존 리비 유로텍스트.


그림 4-3 99명의 아프리카계 미국인 여성(폐쇄 원)과 270명의 백인 여성(열린 원)의 연령에 따른 무지방 물질의 수분 섭취. 비서와 갤러거(1998)의 허가를 받아 재게재함. 저작권 1998년 존 리비 유로텍스트.

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Suggested Citation: "4 Water." Institute of Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/10925.
water (tritiated water) in fat-free mass measured by dual energy X-ray absorptiometry (DEXA) in relation to age for men and women, respectively (Visser and Gallagher, 1998; Visser et al., 1997). Note that individual variation exists for the hydration of fat-free tissue and values remain relatively stable with increasing age. Neither ethnicity nor gender altered the hydration of fat-free mass. Similar values were reported for whites (men = 74 percent, women = 74 percent) and African Americans (men = 75 percent, women = 75 percent). Other investigators have supported the observation that age and gender do not markedly alter the hydration of fat-free mass in adults (Baumgartner et al., 1995; Goran et al., 1994; Mazariegos et al., 1994).

Total Body Water
Total body water (TBW), comprising extracellular fluid (ECF) and intracellular fluid (ICF), averages approximately 60 percent of body weight, with a range from approximately 45 to 75 percent (Altman, 1961). Variability in TBW is primarily due to differences in body composition. TBW is usually measured by volume distribution of an appropriate indicator (e.g., antipyrine, deuterium oxide, tritium oxide). Table 4-1 provides TBW values for different age and gender groups based upon indicator dilution methods (Altman, 1961). Women and older persons have reduced TBW primarily because of having lower fat-free mass and increased body fat. Gender

TABLE 4-1 Total Body Water (TBW) as a Percentage of Total Body Weight in Various Age and Gender Groups

Lifestage

TBW as a Percentage of Body Weight, Mean (range)

0–6 mo

74 (64–84)

6 mo–1 yr

60 (57–64)

1–12 yr

60 (49–75)

Males, 12–18 yr

59 (52–66)

Females, 12–18 yr

56 (49–63)

Males, 19–50 yr

59 (43–73)

Females, 19–50 yr

50 (41–60)

Males, 51+ yr

56 (47–67)

Females, 51+ yr

47 (39–57)

SOURCE: Altman (1961).

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Suggested Citation: "4 Water." Institute of Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/10925.
TBW의 차이는 약 12세가 지난 후에야 관찰되며(Novak, 1989), 이 시기부터 남아는 무지방 체량이 여자아이보다 더 빠르게 증가하기 시작합니다.

운동선수들은 높은 무지방 질량, 낮은 체지방, 높은 골격근 글리코겐 수치를 가지고 있어 상대적으로 높은 TBW 수치를 가지고 있습니다. 골격근 글리코겐 수치가 높으면 근 사코플라즘 내 글리코겐 과립이 가하는 삼투압으로 인해 무지방 조직의 수분 함량이 증가합니다(Neufer et al., 1991; 올손과 살틴, 1970).

분포
체수분은 ICF와 ECF에 분배되며, 각각 TBW의 65%와 35%를 포함하고 있습니다. ECF는 추가로 간질(interstitial space)과 플라즈마(plams) 공간으로 나뉩니다. 평균 70kg의 남성은 약 42L의 총체액, 28L의 ICF, 14L의 ECF를 가지고 있으며, ECF는 약 3L의 혈장과 11L의 간질액으로 구성되어 있습니다. 이들은 정적인 부피가 아니라, 구획 간 회전률이 달라지는 동적 유체 교환의 순효과를 나타냅니다(Guyton and Hall, 2000). 운동, 열 노출, 발열, 설사, 외상, 피부 화상과 같은 교란은 이 체액 구획 사이의 순부피와 수분 교체 속도를 크게 변화시킵니다.

교환
ICF와 ECF 간의 수분 교환은 삼투압 구배에 따라 달라집니다. 물은 용질 농도가 낮은 영역에서 높은 영역에서 삼투압을 통해 막을 통과하며, 이는 막 전체의 농도 차이를 평형화하려고 시도합니다. 세포막은 물에 자유롭게 투과되어 있지만, 용질에는 선택적으로 투과될 뿐입니다. 따라서 물은 세포막을 가로질러 분포하여 세포외 및 세포 내 액체의 삼투압 농도를 균등하게 만듭니다. 두 구획은 각각 다른 용질 농도를 포함하지만, 깁스-도넌 평형에 따라 양이온과 음이온의 총 평형 농도는 각 구획에서 동일합니다. ECF에서 가장 풍부한 양이온은 나트륨이며, 염화물과 중탄산염이 주요 음이온입니다. 이 이온들은 ECF의 삼투 활성 성분의 90%에서 95%를 차지하며, 이들의 함량 변화는 ECF 부피를 변화시킵니다. ICF에서 가장 풍부한 양이온은 칼륨과 마그네슘이며, 단백질은 주요 음이온입니다. 나트륨과 칼륨 농도의 뚜렷한 차이는 다음과 같습니다-

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중간 ICF와 ECF는 세포막 내 능동 수송 매개 이온 펌프에 의해 유지됩니다.

혈관 내 공간과 간질 공간 간의 수분 교환은 모세혈관에서 일어납니다. 서로 다른 조직의 모세혈관은 해부학적 구조가 다르기 때문에 물과 용질에 대한 투과율도 다릅니다. 순여과(즉, 혈관 공간을 떠나는 수분)와 순 흡수(즉, 혈관 공간에 물이 유입되는 것)를 결정하는 경모세관 힘은 정수압과 암막압입니다. 종양 압력은 모세혈관막 전반에 걸친 혈청 단백질 농도(예: 혈청 알부민 수치) 차이에 의해 발생하는 삼투압입니다. 일반적으로 여과는 모세혈관의 동맥 끝에서 이루어지고, 흡수는 정맥 끝에서 이루어집니다.

불완전한 체액 대체로 인해 전체분이 감소하여 자유 체액 교환의 결과로 각 체공에 영향을 미칩니다(Costill and Fink, 1974; Durkot 등, 1986; Nose 등, 1983). 체내 수분 손실의 분포는 수분 부족(탈수 또는 저수화 상태) 동안 체액 공간 간 및 다양한 기관 간 분포를 동물 모델에서 확인하였다(Nose et al., 1983). 체온탈수 상태에서 체중의 10% 정도 체액 부족은 세포 내 공간(41%)과 세포외 공간(59%)에 분배되었다. 장기 체액 손실은 근육에서 40%, 피부에서 30%, 내장에서 14%, 뼈에서 14%로 나왔습니다. 뇌와 간 모두 상당한 수분 함량 손실은 없었다. 다양한 탈수 방법이 유체 공간에서의 수분 손실 분배에 영향을 미칩니다(Mack and Nadel, 1996).

체내 수분 균형의 결정 요인
체내 수분 균형은 수분 섭취와 손실의 순 차이에 따라 달라집니다. 수분 손실은 섭취(액체와 음식)와 생성(대사수)에서 발생하며, 수분 손실은 호흡기, 피부, 신장, 위장관 손실로 발생합니다. 물은 보통 액체와 음식을 통해 입으로 섭취되며, 이 혼합물은 위장관 내에서 소화되고 흡수됩니다. 따라서 측정된 액체 부피와 식품 구성 표를 통해 물 섭취량을 추정할 수 있습니다. 수분 손실은 다양한 생리학적 및 생물물리학적 측정과 계산을 통해 추정할 수 있습니다(Adolph, 1933; Consolazio 등, 1963; 존슨, 1964). 개인의 나이, 건강 상태, 식단, 활동 수준, 환경 노출에 따라 수분 균형 요소를 정량화하기 위해 다양한 생리학적 및 생물물리학적 방법이 사용될 수 있습니다. 표

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TABLE 4-2 Estimation of Minimum Daily Water Losses and Productiona

Reference

Source

Loss (mL/d)

Production (mL/d)

Hoyt and Honig, 1996

Respiratory loss

−250 to −350

 

Adolph, 1947b

Urinary loss

−500 to −1,000

Newburgh et al., 1930

Fecal loss

−100 to −200

Kuno, 1956

Insensible loss

−450 to −1,900

Hoyt and Honig, 1996

Metabolic production

 

+250 to +350

 

Total

−1,300 to −3,450

+250 to +350

Net loss

−1,050 to −3,100

 

a Assuming conditions in which there is minimal water loss from sweating.

4-2 displays estimated minimum losses and production of water (mL/day) in healthy sedentary adults, assuming conditions in which there is minimal water loss from thermoregulatory sweating. The following sections describe each source of water loss or production listed in this table.

Respiratory Water Loss
폐 내 증발을 통한 호흡기 수분 손실량은 환기량과 수증기압 구배 모두에 따라 달라집니다(Mitchell et al., 1972). 환기량은 신체 활동, 저산소증, 고탄산수증에 의해 증가하는 반면, 수증기압은 주변 온도, 습도, 기압에 의해 조절됩니다. 신체 활동은 일반적으로 환경적 요인보다 호흡기 수분 손실에 더 큰 영향을 미칩니다. 앉아서 생활하는 사람들의 일일 호흡기 수분 손실은 하루 평균 약 250에서 350 mL이지만, 온대 생활 활동자들은 하루 500에서 600 mL까지 증가할 수 있습니다2 해수면 기후(Hoyt와 Honig, 1996). 이러한 조건에서 호흡기 체액 손실(y = mL/day)은 대사율(x = kcal/day)으로부터 방정식 y = 0.107x + 92.2로 예측할 수 있습니다(Hoyt and Honig, 1996). 고지대 노출(4,300m 이상, 448 mm Hg) 노출은 호흡기 수분 손실을 하루 약 200mL 정도 추가로 증가시킬 수 있습니다(Hoyt and Honig, 1996).

2  

일반적으로 이 보고서에서는 온대, 온난, 더운 조건에 대해 약 70°F, 80°F, 90°F의 건구(drybulb) 온도를 사용합니다.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
주변 기온과 습도는 호흡기 수분 손실을 조절합니다. 격렬한 신체 운동 중 뜨겁고 건조한 공기를 흡입하면 호흡기 수분 손실이 하루 120에서 300mL까지 증가할 수 있습니다(Mitchell 등, 1972). 휴식 중과 스트레스가 심한 신체 운동 중 차갑고 건조한 공기를 호흡하는 것(표 4-3)은 호흡기 수분 손실을 각각 시간당 약 5 mL, 약 15에서 45 mL/시간까지 증가시킬 수 있습니다(Freund and Young, 1996). Freund와 Young(1996)은 24시간 군사 시나리오(8시간 휴식, 12시간 중간, 4시간 중강도 활동) 시 −20°C에서 호흡 수분 손실이 +25°C 공기에 비해 하루 약 340mL 증가한다고 계산했습니다.

요로 및 위장관 수분 손실
신장은 복잡한 신경내분비 경로를 통해 ECF의 부피와 구성을 조절하는 역할을 합니다(Andreoli et al., 2000). 신장 내 체액 배출량은 특정 다량 영양소, 염분, 수분 부하에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 평균적인 북미식 식단을 섭취하는 사람들에게는 이러한 효과 중 일부가 눈에 띄지 않을 수 있습니다(Luft et al., 1983). 신장이 소변을 농축할 수 있는 한계가 있기 때문에, 필요한 최소한의 물량은 배출해야 할 최종 산물(예: 크레아티닌, 요소)의 양에 의해 결정됩니다. 일반적인 서양식 식단에서는 평균 650 mOsmol의 전해질 및 기타 섭취량을 섭취합니다

표 4-3 차가운 공기를 호흡하고 대사율이 호흡기 수분 손실에 미치는 영향

온도

상대습도 (%)

수증기압 (mm Hg)

대사율 (와트)

호흡기 수분 손실 (mL/h)

°F

°C

77

25

65

15

나머지 (100)

≈ 10

32

0

100

5

나머지 (100)

≈ 13

−4

−20

100

1

나머지 (100)

≈ 15

77

25

65

15

경-중등 (300)

≈ 30

32

0

100

5

경-중등 (300)

≈ 40

−4

−20

100

1

경-중등 (300)

≈ 45

77

25

65

15

중간-무중도 (600)

≈ 60

32

0

100

5

중간-무중도 (600)

≈ 80

−4

−20

100

1

중간-무중도 (600)

≈ 90

출처: Freund와 Young(1996)의 허가를 받아 재게재함. 저작권 1996년 CRC 프레스.

페이지 82
추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
용질은 전해질 균형을 유지하기 위해 하루에 배설되어야 하며; 따라서 소변이 최대 농도(UOSM 최소 소변량은 약 500 mL/kg입니다. 더운 날씨에 거주하는 탈수 대상자의 경우 최소 일일 소변 배출량은 하루 500mL 미만일 수 있습니다(Adolph, 1947b).

소변 배출량은 일반적으로 하루 평균 1에서 2L이지만, 많은 양의 체액을 섭취하는 경우에는 하루 20L에 이를 수 있습니다(West, 1990). 하지만 건강한 노인은 젊은 사람들보다 소변을 잘 농축하지 못해 최소 소변량이 더 높습니다. 예를 들어, 평균 연령 79세의 노인 남성과 여성은 각각 808 mOsm/kg의 최대 소변 삼투압이 808과 843 mOsm/kg으로 낮았으며, 젊은 남성(평균 24세)은 1,089 mOsm/kg이었습니다. 이는 노년 남녀의 최소 소변량이 700 및 1,086 mL/일로 더 높았고, 젊은 남성은 392 mL/일에 해당합니다(Dontas et al., 1972).

소변 배출량은 체내 수분 상태에 반비례합니다. 그림 4-4는 소변 배출량과 간의 쌍곡선 관계를 보여줍니다


FIGURE 4-4 Relation of urine output to body hydration status. Reprinted with permission, from Lee (1964). Copyright 1964 Handbook of Physiology, Section 4, American Physiological Society.

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Suggested Citation: "4 Water." Institute of Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/10925.
body hydration status: one asymptote ascends steeply with hyperhydration, while the other descends gradually with dehydration (Lee, 1964). The apex of this hyperbolic relationship approximates a urine output of approximately 50 mL/hour. The extremes depicted in Figure 4-4 can be exceeded. For example, investigators have reported that urine output can transiently increase to approximately 600 to 1,000 mL/hour with water loading (Freund et al., 1995; Noakes et al., 2001; Speedy et al., 2001) and decrease to approximately 15 mL/hour with dehydration (Adolph, 1947b). Urine output can vary widely to maintain total body water; however, there are clearly limits to the amount of conservation and excretion.

Physical activity and climate also affect urine output. Exercise and heat strain will reduce urine output by 20 to 60 percent (Convertino, 1991; Mittleman, 1996; Zambraski, 1996), while cold and hypoxia will increase urine output (Freund and Young, 1996; Hoyt and Honig, 1996).

Gastrointestinal and thus fecal water loss in healthy adults is approximately 100 to 200 mL/day (Newburgh et al., 1930).

Insensible and Sweat Losses
피부를 통한 수분 손실은 무감각한 확산과 분비된 땀을 통해 발생합니다. 평균적인 성인의 경우, 무분별한 확산으로 인한 수분 손실은 하루 약 450mL입니다(Kuno, 1956). 열 스트레스 시 에크린 땀샘은 피부 표면에 땀을 분비하여 땀에서 증발하는 수분을 통해 몸을 냉각시킵니다. 더운 날씨에는 땀 증발이 체온을 지키기 위한 주요 열 손실 경로를 제공합니다. 30°C에서 1g의 땀 물을 기화시키면, 2.43 kJ(0.58 kcal)의 열이 운동 에너지(증발 잠열)로 변합니다(Wenger, 1972). 특정 더운 날씨에서 증발 냉각을 위한 발운 속도는 신체 활동 수준(대사율)에 따라 달라집니다.

다음 계산은 더위 속에서 중간 강도(대사율≈ 600W) 운동을 수행할 때 발생하는 최소 땀을 제공합니다(Sawka 등, 1996a). 활동 효율이 20%라면, 생성된 대사 에너지의 나머지 80%는 체내에서 열로 변환되어 480W(0.48 kJ/초, 또는 분당 28.8 kJ, 분당 6.88 kcal)를 소산해야 열저장을 피합니다. 체내 조직의 비열(1 kg 조직이 1°C 온도를 올리는 데 필요한 에너지)은 약 3.5 kJ(0.84 kcal)/kg/°C에 해당합니다. 예를 들어, 70kg의 남성은 245kJ(59kcal)/°C의 열용량을 가졌고, 50kg의 여성은 173의 열용량을 가집니다

페이지 84
추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
kJ (41 kcal)/°C. 이들이 증발 열 손실만 가능한 뜨거운 환경에서 운동하고 땀을 나지 않는다면, 남성의 체온은 8.5분마다 약 1.0°C씩 상승합니다(분당 245 kJ/÷ 28.8 kJ 또는 59 kcal/°C ÷ 분당 6.88 kCal), 여성은 6분마다 173 kJ/C ÷ 28.8 kJ/분 또는 41 kcal/°C ÷ 6.88 kcal/분)입니다. 증발 잠열은 2.43 kJ/g(0.58 kcal/g)이므로, 이들은 분당 약 12g의 땀(분당 28.8 kJ ÷ 2.43 kJ/g 또는 분당 6.88 kcal ÷ 0.58 kcal/g) 또는 시간당 0.72 L/1의 땀을 증발시켜야 합니다. 분비된 땀은 몸에서 떨어져 증발하지 않기 때문에, 이러한 냉각 요구를 충족하기 위해 더 많은 땀 분비가 필요합니다. 신체적으로 활동적이고 환경적인 열 스트레스에 노출된다면, 열 저장을 피하기 위해 24시간 동안 땀 손실이 상당할 수 있습니다.

더운 기후에 사는 사람들의 땀 손실은 종종 몇 리터를 초과합니다. 앞서 설명한 대로, 일일 땀 손실은 증발 열 손실 요구량에 의해 결정되며, 이는 대사율(위 예시)과 환경에 의해 영향을 받습니다. 땀 손실을 조절하는 환경적 요인으로는 착용한 옷, 주변 온도, 습도, 공기 운동, 태양 부하 등이 있습니다. 따라서 사람마다 일일 땀 손실에 상당한 차이가 존재합니다. 그림 4-5는 일일 땀 분포를 보여줍니다-


그림 4-5 사막 및 열대 기후에서 현역 군인들의 일일 땀 발생률 분포. 발생률은 대상 인구 중 일일 땀 손실을 달성한 비율을 의미합니다.

출처: 몰나르 (1947). 로체스터 대학교 의과대학 에드워드 G. 마이너 도서관의 에드워드 아돌프 문서 컬렉션에서 허가를 받아 재게재함.

페이지 85
추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
에어컨이 없는 사막 및 열대 기후에 거주하는 군인들의 ING 요금. 사막에서 97명의 남성이 일일 평균 땀을 잃은 것은 4.9L였다; 열대 지방에서 26명이 탑승한 경우 2.3L였습니다. 열대 지방에서 일일 땀 손실이 적은 것은 아마도 낮은 주변 온도와 낮은 태양 부하(둘 다 필요한 증발 냉각을 줄이는 역할을 함)였기 때문일 것입니다. 두 그룹 모두의 정확한 활동 수준은 알려지지 않았습니다.

대사수 생산
대사수는 대사 과정에서 수소 함유 기질이 산화되거나 에너지를 생성하는 영양소가 생성됩니다. 탄수화물, 단백질, 지방의 산화는 각각 약 15, 10.5, 11.1 g/100 kcal의 대사 가능한 에너지를 생성합니다(Lloyd et al., 1978). 따라서 대사수분 생산은 에너지 소비에 비례하며, 산화된 기질에 대한 약간의 조정이 있습니다. 그림 4-6은 혼합 식단을 섭취하는 사람들의 일일 에너지 소비에 대한 대사수 생산량을 보여줍니다(Hoyt and Honig, 1996). 그림 4-6의 회귀선을 하루 에너지 소비 ≈ 2,500 kcal로 외삽하면, 대사 수분 생산량은 약 250 mL/일에 해당합니다. 따라서 일일 대사량의 합리적인 추정치입니다


그림 4-6 일일 에너지 소비에 대한 대사적 수분 생산. 허가를 받아 Hoyt와 Honig(1996)에서 재게재함. 저작권 1996년 CRC 프레스.

페이지 86
추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
앉아서 활동하는 사람의 경우 하루 평균 약 250에서 350 L의 물 생산량이 나오지만, 신체 활동적인 사람들에게는 하루 500에서 600 mL까지 증가할 수 있습니다(Hoyt and Honig, 1996). 따라서 호흡기 수분 손실은 대사 수분 생성과 대략 동등하거나 상쇄됩니다(표 4-2; 호이트와 호닉, 1996). 대사수는 음식에서 에너지를 생성하는 영양소를 이산화탄소와 에너지로 대사하는 부산물로, 식품 자체에 존재하는 수분은 포함하지 않습니다. 이를 조성 수분, 즉 수분으로 간주합니다. 이는 종종 식품이 건조되기 전과 후 무게 차이로 분석적으로 결정됩니다.

소비
체액은 음식과 음료 형태로 섭취되며, 형태와 상관없이 위장관에서 흡수되어 생리적으로 동일하게 작용합니다. 미국 성인 인구를 대상으로 한 조사(1977–1978 전국 식품 소비 조사)에서는 총 물 섭취량이 약 28%가 음식에서, 28%가 식수에서, 44%가 기타 음료에서 섭취되었습니다(Ershow와 Cantor, 1989). 성인을 대상으로 한 국가 조사 데이터(부록표 D-1, D-3, D-4)도 약 20%의 물이 음식에서 나오고, 나머지 80%는 수체에서 나온다고 시사합니다.

물 부족으로 유도된 음주는 항상성 효과가 있습니다(Greenleaf와 Morimoto, 1996). 음주 행동에 영향을 미치는 다른 요인들(예: 사회적, 심리적)은 비규제적이다(Rolls and Rolls, 1982). 장기간에 걸쳐 수분 섭취량은 체내 수분 수요에 맞춰집니다(충분한 양이 있을 경우). 하지만 단기간에 걸쳐 불일치가 발생할 수 있다(Johnson, 1964). 건강한 성인의 수분 섭취량은 활동 수준, 환경 노출, 식습관, 사회적 활동에 따라 크게 달라질 수 있습니다; 그럼에도 불구하고, 주어진 조건 집합에 대해서는 섭취가 사람 내에서 재현 가능하다(Johnson, 1964). 따라서 건강한 것으로 보이는 대규모 인구 연구에서는 섭취하는 체내 수분 양이 체내 수분 필요량과 같거나 더 크다고 보는 것이 합리적입니다.

수분 요구량 추정 방법
수분 균형
건강한 성인의 경우 휴식 시 24시간 동안 체중의 0.2% ±이내에 수분 균형이 조절됩니다(Adolph, 1943).

페이지 87
추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
Adolph(1943)는 수분 부족과 과잉 수준에 따른 물 유입과 손실 속도를 기술했다. 유발된 물 부족 또는 과잉 수분은 물 수분 증가와 손실의 보상적 변화를 초래했으며, 수분 균형이 회복될 때까지 계속 수분 손실이 발생했습니다. 마찬가지로 Newburgh 등(1930)은 수질 균형 연구의 정확도가 수량의 0.5% 이내임을 입증했다. 따라서, 피험자들이 충분한 시간을 갖고 수분 보급과 생리적 보상을 할 수 있다면, 자발적으로 수분 균형 연구를 통해 일일 물 요구량을 추정할 수 있습니다(Adolph, 1943; Newburgh 외, 1930). 이 두 연구 모두 총 수분 섭취량을 측정했습니다.

표 4-4는 영유아와 어린이의 일일 총 물 요구량을 추정한 수분 균형 연구를 제시합니다. 유아기 초기 약 0.6L부터 어린 시절(약 1.7L)까지 일일 총 물 요구량은 나이가 들수록 증가한다는 점에 유의하세요. 영아는 빠르게 성장하기 때문에 일부 연구자들은 체중에 비해 일일 수분 필요량을 표현합니다.

최소 일일 물 섭취량은 개인의 식단, 환경, 활동 수준에 따라 달라집니다. 초기 수분 균형 연구를 검토한 후, Adolph(1933)는 대부분의 성인 남성에게 다음과 같이 결론지었다.

표 4-4 수분 균형 연구를 통한 영유아 및 아동의 일일 물 요구량 추정

참고문헌

주제 (연령)

조건

총 섭취량, L/일 (mL/kg/d)

총 수분 섭취량, L/d (mL/kg/d)

Goellner 등, 1981

 

정상 활동

 

15명의 유아

10개의 연구, 0–1개월

 

0.66 (184)

0.56 (156)a

 

9 연구, 1–2개월

1.00 (199)

0.85 (170)

14개의 연구, 2–4개월

0.94 (161)

0.79 (137)

18개의 연구, 4–6개월

1.13 (162)

0.96 (138)

39편, 6–12개월

1.31 (158)

1.11 (135)

24개의 연구, 12–18개월

1.57 (146)

1.33 (124)

21편의 연구, 18–24개월

1.55 (129)

1.32 (110)

15개의 연구, 24–32개월

1.62 (117)

1.38 (99)

Ballauff 외, 1988

21명의 자녀, 6세에서 11세 사이

정상 활동

 

≈ 남자 1.7

≈ 여자 1.5

a Goellner 등(1981)은 물이 결정된 섭취량의 85% 이상을 차지한다고 추정했다. 따라서 총 물 섭취량은 전체 부피의 85%로 계산되었습니다.

페이지 88
추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
최소 수, 평균 및 관대한 물 요구량은 각각 하루 약 2.1, 3.4, 5.0 L에 해당합니다. 또한 Adolph(1933)는 총 물 섭취량에 대한 편리한 '관대한 기준'이 1 mL/kcal 소비량이라고 결론지었다. 이후 Johnson(1964)의 연구에서는 생존 조건에서 최소 하루 물 필요량을 최소 0.91L, 더운 날씨에는 3.0L를 권장했습니다.

표 4-5는 성인의 일일 총 물 필요량을 추정한 수분 균형 연구를 제시합니다. 이러한 요구량은 일부 신체 활동(보통은 명목상적이긴 하지만)이 허용되었고, 개인이 섭취하는 수분의 양을 스스로 선택했기 때문(즉, 자유롭게 물 섭취)하기 때문에 최소 수준보다 높습니다. 장기간 침상 안정 연구에서는 초기 주에 얻은 데이터가 있다면 더 큰 비중을 두었습니다. 수분 균형 연구에 따르면 휴식 중인 성인 남성의 수분 균형을 유지하기 위해 필요한 수분 섭취량은 약 2.5리터/일(Adolph, 1933); Newburgh 외, 1930). 적당한 신체 활동이 이루어진다면,

표 4-5 수분 균형 연구를 통한 성인의 일일 물 필요량 추정

참고문헌

과목

조건

총 수분 섭취량(L/d)

여성

 

요코자와 외, 1993

여성 3명

온화한 휴식

≈ 1.6

남성

 

뉴버그 외, 1930

남성에 대한 반복 연구

온화, 휴식, 다양한 식단

≈ 2.6

웰치 외, 1958

53명의 남자

활성 주변 온도 범위는 −30°C에서 +30°C 사이입니다

≈ −20°C에서 +20°C에서 3.0

≈ +30°C에서 6.0

Consolazio 외, 1967

6명의 남자

온화, 휴식, 기아 연구

≈ 2.5 (1차 4일; 음수로 보정하면 ~ 3.4)

Consolazio 외, 1968

24명의 남자

온화, 휴식, 해수면 조절

≈ 2.5

그린리프 외, 1977

7명

온화함, 침상 안정, 운동 1시간 /일

≈ 3.2

군가 외, 1993

6명의 남자

온화함, 고압 기압(절대 기압 1.5기압), 정식

≈ 3.2

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
물 섭취량은 하루 약 3.2리터로 증가합니다(Greenleaf 외, 1977; Gunga 외, 1993). 냉 노출은 섭취량에 영향을 미치지 않았으나, 열 스트레스는 하루 총 물 섭취량을 증가시켰다(Welch 등, 1958).

여성에 대한 데이터는 제한적이었습니다. 여성은 신체적으로 작아서 대사 소비가 적어 수분 요구량이 낮을 가능성이 큽니다. 세 명의 일본 여성(아마도 미국 성인 여성보다 작을 가능성이 있음)을 대상으로 한 연구에서는 하루 약 1.6리터의 물 섭취량이 필요하다고 나타났습니다(Yokozawa et al., 1993).

수분 전환
물 교체 연구는 물 공급량을 평가하고 유입량과 유출량의 균형을 가정하기 위해 수행되었습니다(Nagy and Costa, 1980). 체내 수분 교체 속도는 중수소(D)가 함유된 음료를 투여하여 측정할 수 있습니다2O) 또는 삼중수소(3H2O) 수소 동위원소 활성이 시간이 지남에 따라 감소(또는 사라짐)된 후에 수소 동위원소 활성이 감소하는 과정을 밟았습니다. 동위원소 활성은 표지된 물이 배설, 증발, 표지되지 않은 물 섭취로 인한 희석으로 인해 감소합니다. 적절한 절차를 수행하면 실제 수분 흐름과 10% 이내의 값을 얻을 수 있습니다(Nagy and Costa, 1980).

그림 4-7은 영유아와 어린이의 일일 물 교체 데이터를 제공합니다(Fusch et al., 1993). 수분 회전(표현 시


그림 4-7 영유아와 어린이의 체중 kg당 일일 물 교체량. Fusch 외(1993)에서 허가를 받아 재게재함. 저작권 1993년 스프링거-Verlag.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
체중 kg당 수치는 생후 첫 몇 주 동안 가장 높으며, 영아기에는 약 40% 감소합니다. 이 발병은 더 감소하지만, 어린 시절과 청소년기에는 더 느린 속도로 진행됩니다. 독일의 한 연구에서 1세에서 3개월의 평균 물 교체량은 160 mL/kg/일이었으며, 10개월에서 12개월의 97 mL/kg/일, 13세에서 15세의 40 mL/kg/일보다 수분 전환량이 낮았습니다(Fusch et al., 1993). 분유 수유 영아의 일일 수분 섭취량은 15일간의 연구 기간 동안 두 가지 방법으로 비교하여 섭취량을 결정하였다(Vio 외, 1986). 중수소 추적자로 측정한 수분 회전량과 직접 측정된 액체 섭취량을 비교하였다. 직접 및 수분 전환 방법론에서 각각 하루 0.71 L(153 mL/kg/day)와 0.70 L/일(151 mL/kg/day)의 수분 섭취량이 보고되었습니다(r = 0.98). 다른 연구들은 영아의 일일 수분 섭취량과 직접 측정 값에 대해 수분 교체 값과 거의 일치하거나 약간 더 높은 값(Butte 등, 1991)을 발견했습니다.

표 4-6은 다양한 조건에서 성인의 일일 물 교체 연구를 제공합니다. 이 수치는 일반적으로 수질 균형 연구보다 높은데, 이는 피실험자가 더 활동적이고 외부 환경에 노출되기 때문입니다. 앉아서 활동하는 남성의 일일 물 교체율은 각각 약 3.2L와 4.5L였습니다. 여러 연구에서 일일 물 교체율이 5L 이상임을 확인했습니다; 아마도 이들은 열 스트레스를 겪었을 수 있는 더 활동적인 사람들이었을 것이다. 여성은 일반적으로 남성보다 하루 약 0.5에서 1.0리터 낮은 일일 물 교체율을 보였습니다.

온대 기후에서 거주하는 458명의 비시설 수용 성인(40세에서 79세 사이)에서 물 교체가 측정되었습니다(Raman 등, 2004). 남성과 여성의 일일 매출 평균 수는 각각 3.6L와 3.0L였습니다. 수분 교체 값은 대사수와 습도에 의한 수분 흡수를 보정하여 미리 형성된 수분 값을 제공했습니다. 미리 수분 수치는 남성의 경우 하루 평균 3.0 L(범위 1.4에서 7.7 L/일), 여성의 경우 하루 평균 2.5 L(범위 1.2에서 4.6 L/일)였습니다. 여성의 낮은 수치는 체격 차이로 설명되지 않았습니다.

수분 상태 추정 방법
전신 수분 변화
총 체수분(TBW)은 다양한 지표의 희석을 통해 정확히 산출됩니다. 전신 수분 변화를 평가하기 위해서는 반복적인 측정이 필요합니다. 기술적 요구사항과 비용

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표 4-6 성인을 대상으로 한 일일 물 교체 연구 요약

참고문헌

과목

조건

수도순환량(L/d)

슐뢰르브 외, 1950

17명의 남자

11명의 여성

신고되지 않음

3.4명의 병사들

2.3 여성

Fusch 외, 1996

남자 11명, 여자 2명

4,900m에서 7,600m의 고산 트레킹 전후로

3.3 이전 (결합)

5.5 이후 (합쳐짐)

Leiper 외, 1996

6명 (앉아서 근무)

6명 (현역)

온대

3.3 (앉아서 < 운동 60분/일)

4.7 (활성 상태)

Lane 외, 1997

남성 우주비행사 13명

지상 기반 시기

3.8

Blanc 외, 1998

8명의 남성

앉아서 생활하는 것

머리를 숙인 침대 안정

3.5

3.2

Fusch 외, 1998

11명

여성 4명

온대

5.7 (합산)

Leiper 외, 2001

6명 (앉아서 근무)

6명 (현역)

온대

2.3 (앉아서 있는 상태)

3.5 (활성 상태)

Ruby 외, 2002

8명의 남성

9명의 여성

고된 산불 진압 활동

7.3명의 병사

6.7 여자

Raman 외, 2004

66명 (40–49년)

58명 (50–59세)

56명 (60–69세)

49명의 여성 (40–49세)

48명의 여성 (50–59세)

온대

36명의 여성 (60–69세)

3.8 (자유로운 생활)

3.6

3.6

3.3

3.0

2.9

희석 방법을 반복적으로 측정하면 TBW 변화의 일상적인 평가에 실용적이지 않습니다. 바이오전 임피던스 분석(BIA)은 사용이 간단하고 TBW의 빠르고 저렴하며 비침습적인 추정이 가능해 최근 주목받고 있습니다. 이 기법에서 도출된 절대값은 동위원소 희석으로 얻은 TBW 값과 잘 상관관계가 있습니다(Kushner and Schoeller, 1986; Kushner 등, 1992; Van Loan 외, 1995). 이 말들은 유효합니다-

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
연구는 표준화된 임상 조건(예: 조절된 식이, 체자세, 피부 온도, 비활동) 하에 유수화된 피험자를 대상으로 수행되었습니다.

연구에 따르면 BIA는 중간 정도 탈수(약 7% TBW)를 유효하게 감지할 만큼 정확도가 충분하지 않을 수 있으며, 등장성 체액 손실로 인해 해상도가 떨어질 수 있습니다(O'Brien 등, 1999). 체액, 전해질, 혈장 단백질 농도가 독립적으로 영향을 미칠 수 있기 때문에, BIA는 탈수 또는 과수화 상태에 대해 오해의 소지가 있는 값을 제공할 수 있습니다(Gudivaka et al., 1999; O'Brien 외, 2002). 액체와 전해질 농도는 BIA 신호에 독립적인 영향을 미칠 수 있어, 탈수 상태에 대해 심각하게 오해를 불러일으키는 수치를 자주 제공한다(O'Brien et al., 2002). 0/∞ − kHz 병렬(Cole-Cole) 다주파수 모델을 가진 BIA는 혈장 단백질 농도 변화를 보정하면 체내 수분 변화를 측정할 가능성이 있습니다(Gudivaka et al., 1999). 그러나 최근 Cole-Cole 분석을 포함한 다중 주파수 BIA가 고긴장 탈수에 민감하지 않은 것으로 보고되었습니다(Bartok et al., 2004).

혈장 및 혈청 삼투압
혈장 삼투층은 탈수 수준을 나타내는 지표가 됩니다. 삼투압은 항상성 시스템에 의해 밀접하게 조절되며, 시상하부 및 후하수체 아르기닌 바소프레신 분비에 의해, 수분 균형을 조절하는 데 사용되는 주요 생리학적 신호입니다. 이로 인해 소변량과 체액 섭취량에 변화가 일어납니다(Andreoli et al., 2000; Knepper 외, 2000). 혈장 삼투압은 거의 2%를 넘지 않으며, 280에서 290 mOsmol/kg ± 기준 범위 내에서 조절됩니다; 이 기준점은 나이가 들수록 증가하고 사람마다 더 다양해집니다. 물 결핍(용질 손실을 초과할 경우)은 혈장과 ECF의 삼투압을 증가시키고, 따라서 시상하부를 침입시키는 액체를 증가시킵니다. 이로 인해 삼광수용기 뉴런에서 ICF가 손실되고, 이는 시상하부와 후뇌하수체에서 아르기닌 바소프레신 방출을 신호합니다. 아르기닌 바소프레신은 신미관에 작용하여 수분 재흡수를 증가시킵니다.

아르기닌 바소프레신 분비는 혈장 삼투 증가와 혈장 부피 감소에 비례합니다. 체내 수분 손실은 혈장 부피 감소와 혈장 삼투압 증가를 유발하지만, 체내 수분 손실의 영향은 탈수 방법, 체력 수준, 열 적응 상태에 따라 달라집니다 (Sawka, 1988; 사우카와 코일, 1999).

많은 연구에서 유수화 아-의 혈장 삼투압을 측정했습니다.

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표 4-7 엄격히 조절된 체액 균형 연구에서 유수화 대상의 혈장 삼투압

참고문헌

대상 평균 연령 ± S.D.a

혈장 삼투압 (mOsmol/kg)

Sawka 외, 1983a

남성, 25세 ± 4세

284

Sawka 외, 1983b

남성, 24세 ± 3세

여성, 26세 ± 3세

281

Sawka 외, 1984a

남성, 24세 ± 3세

여성, 26세 ± 3세

281

Fish 외, 1985

남녀, 20세에서 37세

Men and women, 62–88 yr

281

291

Sawka et al., 1988

Men, 33 ± 3 yr

283

Mack et al., 1994

Men, 18–28 yr

Men, 65–78 yr

281

287

Freund et al., 1995

Men, 24 ± 2 yr

287

Montain et al., 1995

Men, 24 ± 6 yr

281

Stachenfeld et al., 1996

Men and women, 24–33 yr

남녀, 67–76세

282

286

Latzka 외, 1997

남자, 19–36세

282

Montain 외, 1997

남성, 24세 ± 6세

281

Stachenfeld 외, 1997

남녀, 20–28세

남녀, 65세에서 76세

285

288

Latzka 외, 1998

남자, 19–36세

283

오브라이언 외, 1998

남성, 24세 ± 2세

280

노크스 외, 2001

남성, 28–44세

279

Popowski 외, 2001

남성, 23세 ± 3세

288

a S.D. ± 스타다드 편차.

통제된 체액 균형 연구에서의 jects. 표 4-7은 일부 연구 결과를 제공합니다. 혈장 삼투압은 279에서 291 mOsmol/kg 사이였으며, 평균 약 284 mOsmol/kg이었으며, 고령 개체군일수록 약간 더 높았습니다. 노인은 연구된 젊은 성인들보다 약 3에서 6 mOsmol/kg 높은 혈장 삼광압을 보였습니다(Mack 등, 1994; Stachenfeld 외, 1996, 1997).

그림 4-8은 여러 수분 농도에서 혈장 삼투압을 측정한 19개의 연구(피험자 181명)를 정리한 것입니다. TBW는 직접 측정되거나 체성분 정보를 바탕으로 계산되었습니다. TBW 변화와 혈장 삼투압 변화 사이에는 강한 음의 관계(p < 0.0001) (r = −0.76)가 발견되었습니다. 개별 데이터의 표본 크기가 적은 경우에도 유사한 관계가 보고된 바 있습니다(Sawka 등, 2001; 세나이와 크리스텐센,

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.

그림 4-8 19개 연구에서 181명의 피험자를 대상으로 한 혈장 삼투 변화와 총체수분 변화의 관계 (Armstrong 외, 1985, 1997; Cheung과 McLellan, 1998; Gonzalez-Alonso 등, 1997; Maresh 등, 2001; 모건 외, 1996; 미셔와 포트니, 1989; 몬테인과 코일, 1992; Montain 등, 1995; Neufer 등, 1989a, 1991; Noakes 등, 2001; O'Brien 등, 1998; Sawka 외, 1983b, 1985, 1988, 1989a, 1989b, 1992). 데이터 포인트는 이 연구들에서 보고된 평균 데이터를 나타냅니다. y = 0.2943 − 1.2882x; p = < 0.0001.

분명히, 혈장 삼투층은 수분 손실이 용질 손실보다 클 경우 탈수 상태를 판단하는 좋은 지표가 됩니다. 설사나 구토 등 용질과 수분이 비례적으로 손실될 때는 삼투압이 일정하게 유지되고 바소프레신 분비가 둔화됩니다. 그러나 이로 인해 ECF 손실이 나트륨을 증가시키고 수분 보유를 촉진하기 위해 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템을 자극합니다(Share et al., 1972). 이 메커니즘은 노인에서는 덜 견고한 것으로 보입니다(Dontas et al., 1972).

표 4-8은 제3차 국가 건강 및 영양 검사 조사(NHANES III)에서 성별별 총 수분 섭취량의 특정 십위성에 대한 혈청 삼투압을 제공합니다. NHANES III 데이터의 보다 완전한 제시는 부록 표 G-1에서 확인할 수 있습니다. 혈청 삼투 농도는 각 연령대 내에서 가장 낮은 1, 중간 (5), 최고 10 데시일 모두에서 본질적으로 동일했으며(최대 범위 3 mOsmol/kg), 이 데이터는 총 수분 섭취량의 가장 낮은 및 최고 데세일에 속한 사람들이 체계적으로 탈수되거나 과수분화되지 않았음을 보여줍니다. 동의합니다

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
표 4-8 남성과 여성의 일일 총 수분 섭취 중 선택된 데시피에 대한 혈청 삼투압 농도

연식

총 수분 섭취량 10분

남성

여성

총 수분 섭취량, L/d (평균)

평균 혈청 삼투압 (mOsmol/kg)

평균 총 수분 섭취량(L/d)

평균 혈청 삼투압 (mOsmol/kg)

12–18세

1차

1.36

278

0.94

278

 

5차

2.79

279

2.20

276

10차

6.46

281

5.52

277

19–50세

1차

1.69

279

1.25

277

 

5차

3.31

280

2.61

277

10차

7.93

280

6.16

277

51–70년

1차

1.64

280

1.32

281

 

5차

3.17

283

2.68

281

10차

7.20

281

5.81

279

71+ 년

1차

1.44

283

1.19

282

 

5차

2.71

283

2.38

283

10차

5.45

281

4.85

282

출처: 제3차 국가 건강 및 영양 검사 조사, 부록 표 G-1.

표 4-8에서는 70세 이상인 가장 고령인들이 약간 더 높은 혈청 삼투 수준을 보였습니다. NHANES III(표 4-8)에서 관찰된 혈청 삼투압 농도는 앞서 설명한 균형 연구(표 4-7)보다 모든 연령대에서 약간 낮았습니다. 일반적으로 혈청과 혈장 삼투압 값은 거의 동일하지만; 여러 처리 및 분석 요인에 따라 미세한 차이가 발생할 수 있습니다(Tietz, 1995).

혈장 나트륨 농도
나트륨은 ECF의 주요 양이온입니다. 전해질 손실보다 더 큰 비율의 수분 손실은 ECF 구획 내 나트륨 농도를 증가시킵니다. 그림 4-9는 여러 수분 농도에서 혈장 나트륨 농도를 측정한 4개 연구(32명 피험자)를 정리한 것입니다. TBW는 직접 측정되었거나 체성분 정보를 바탕으로 계산되었습니다. TBW 감소와 혈장 나트륨 농도 증가 사이에 중간 정도의 음의 관계(r = −0.46)가 나왔습니다(p = 0.14). 만약 데이터가 연구에만 분석된다면,

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그림 4-9 32명의 피험자를 대표하는 4개 연구에서 혈장 나트륨 변화와 체내 수분 변화의 관계(Fallowfield 등, 1996; 모건 외, 1996; McConell 외, 1999; Montain 외, 1995). 데이터 포인트는 이 연구들에서 보고된 평균 데이터를 나타냅니다. y = 1.6927 − 0.4175x; p = 0.14.

삼투압(그림 4-9)과 나트륨 데이터를 모두 제시한 후, TBW 감소와 삼투박 및 나트륨 증가 사이에 각각 r = −0.82와 r = −0.28의 음의 상관관계가 발견되었습니다. TBW(체중 변화로 측정)와 혈장 삼투층 및 혈장 나트륨 수치 증가 사이에 r = −0.71과 r = −0.57의 음의 관계가 각각 보고되었습니다(Senay and Christensen, 1965). 이 데이터를 바탕으로 혈장 나트륨 변화는 혈장 삼투층 변화만큼 체내 수분 상태 변화와 밀접한 관련이 없습니다.

9명의 열에 적응한 피험자에서 온수화 및 열 탈수 후 체중의 3% 및 5% 정도 측정한 혈장 삼투와 나트륨 농도 데이터를 분석한 결과, 전체 체내 수분 감소와 (1) 삼투 증가(r = −0.92), (2) 나트륨 증가(r = −0.90) 사이에 강한 음의 관계가 나타났다(Montain 외, 1997). 추가 분석에서는 나트륨 증가와 삼투 증가 사이에 (r = 0.56) 관계가 있음을 보여주었다. 그림 4-10은 이 데이터를 보여줍니다; 혈장 나트륨 농도 증가의 크기는 플라즈마 삼투층 증가보다 현저히 작다는 점에 유의하세요. 따라서 주어진 수분 부족 시 나트륨 농도의 증가가 작을수록 연구 간 분석 범위가 좁아져 다음과 같은 결과가 나올 수 있습니다

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그림 4-10 열탈수로 인한 플라즈마 삼투와 플라즈마 나트륨 농도 변화의 관계. Montain 등(1997)의 자료. y = 0.2218x + 1.5461, p = 0.0002.

혈장 나트륨 변화와 수화 상태 변화 간의 약한 관계.

플라즈마 부피 변화
과수화는 혈장 부피의 소폭 증가를 유도합니다(Freund 등, 1995; Latzka 외, 1997). 탈수는 혈장 부피를 감소시키지만, 그 정도는 다양합니다. 예를 들어, 열에 적응한 사람은 체내 수분 부족 시 비적응자보다 혈장 부피 감소량이 더 작다(Sawka 등, 1988). 땀이 더 희박하기 때문에, 열 적응한 사람은 세포외 공간에 추가적인 용질을 남겨 삼투압을 가하고 세포 내 공간에서 체액을 재분배합니다. 이뇨제로 인한 탈수 증상이 발생하면, 운동 중 열로 인한 탈수보다 혈장 손실과 전체 체액 손실의 비율이 훨씬 더 큽니다(O'Brien 등, 1998).

그림 4-11은 여러 수분 농도에서 혈장 부피를 측정한 16개 연구(146명의 피험자)를 종합한 것입니다. TBW는 직접 측정되거나 체성분 정보를 바탕으로 계산되었습니다. 중간 정도의 상관관계(r = 0.56)가 관찰되었습니다

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.

그림 4-11 16개 연구에서 146명의 피험자를 대상으로 한 혈장 부피 변화와 총체액 변화의 관계 (Armstrong 등, 1985; Cheung과 McLellan, 1998; Fallowfield 등, 1996; Gonzalez-Alonso 등, 1997; Kristal-Boneh 등, 1988; McConell 등, 1999; Miescher와 Fortney, 1989; Montain과 Coyle, 1992; Montain 등, 1995; O'Brien 등, 1998; Sawka 등, 1983b, 1985, 1988, 1989a, 1989b, 1992). 데이터 포인트는 이 연구들에서 보고된 평균 데이터를 나타냅니다. y = −1.0466 + 0.7270x, p = 0.0004.

TBW 변화와 혈장 부피 변화 사이에는 관련이 있습니다. 열 적응 대상 개별 데이터에서 혈장 부피 감소와 TBW 감소 사이에 강한 관계(r = 0.70)가 관찰되었습니다(Sawka et al., 2001). 그러나 피험자 상태(예: 열 적응 및 신체 적합도)와 탈수 방식이 주어진 탈수 수준에서 혈장 부피 감소를 변화시키므로(Sawka, 1992), 모든 집단에 대해 수분 수분량의 좋은 지표는 아닐 가능성이 큽니다.

혈중 요소 질소
혈중 요소 질소(BUN)는 주로 신장 기능의 지표로 간주되지만, 임상 환경에서는 탈수 지표로도 사용됩니다. 높은 BUN(정상 범위 8에서 25 mg/dL)과 정상 신장 기능(예: 정상 크레아티닌 또는 크레아티닌 제거 수치)의 패턴은 저혈량증(혈장 또는 혈액량 감소)의 지표로 간주됩니다. 하지만 BUN은 단백질 섭취와도 직접적인 관련이 있습니다. 따라서, BUN이

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
수분 상태를 나타내는 지표가 될 수 있으며, 수분 상태와 신장 기능을 평가하기 위해서는 다른 생화학적 수치도 고려해야 합니다.

발열 발작이 없고 경구 섭취 장애가 기록되지 않은 37명의 노인 장기 요양 환자 중 2명에서 BUN:크레아티닌 비율이 25 이상으로 높게 나타났습니다(Weinberg et al., 1994a). BUN:크레아티닌 비율은 안정적인 남성 거주자에서 6개월 동안 비교적 일정하게 유지되었습니다(Weinberg et al., 1994b). 그럼에도 불구하고, BUN:크레아티닌 비율은 BUN 자체와 마찬가지로 수분 상태 평가에 사용되었으나, 특이성 부족으로 인해 수분 상태 측정 기준으로서의 사용이 제한됩니다.

소변 지표
볼륨과 색상
소변 양은 수분 상태를 나타내는 지표로 자주 사용됩니다. 건강한 사람의 소변 배출량이 시간당 약 100 mL라면, 아마도 충분히 수분을 섭취하고 있을 것입니다(그림 4-4 참조). 더 높은 소변량(시간당 300에서 600 mL)은 아마도 체액 과잉을 시사하는 것으로 보입니다(Freund 등, 1995; Lee, 1964). 평균적인 식이요법에서 오랜 시간 소변량이 시간당 30mL 미만으로 떨어진다면, 그 사람은 탈수 상태일 가능성이 높습니다(그림 4-4 참조).

소변의 색은 용질 부하가 농축되거나 희석될 때 출력 수준이 낮거나 높을 때 어두워지거나 밝아집니다. 따라서 소변 색깔은 수분 상태를 나타내는 지표로 사용되어 왔습니다(Wakefield et al., 2002). 하지만 소변 색과 수분 농도 사이에 정확한 관계는 존재하지 않습니다. 더 나아가, 식이요법, 약물, 비타민 섭취도 소변 색에 영향을 줄 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 소변 색깔은 탈수나 과수분에 대한 좋은 교육 도구가 될 수 있습니다(Casa et al., 2000). 운동선수들이 적절한 수분 섭취를 가르칠 수 있도록 소변 색상표가 제공됩니다(Casa et al., 2000). 생화학적 측정만큼 정밀하지는 않지만, 소변 색깔은 수분 상태를 대략적으로 알 수 있습니다.

소변 비중과 소변 삼투압
탈수 시 소변이 더 농축되기 때문에, 소변 비중과 소변 삼투압이 수분 상태를 나타내는 지표로 사용되어 왔습니다. 소변 비중과 소변 삼투압은 탈수에 따라 증가하며, 서로 강한 상관관계(r = 0.82−0.97)를 보입니다(Armstrong 등, 1994; Popowski 외, 2001). 소변 비중의 타당성은 다음과 같다는 점을 주목해야 합니다.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
수분 상태 평가에 있어 소변 삼투압은 무작위 채취 대신 첫 아침 소변을 사용할 때 더 균일한 부피와 농도를 고려할 때 개선됩니다(Sanford and Wells, 1962; Shirreffs와 Maughan, 1998). 많은 연구에서 이러한 소변 지수를 사용해 체액 균형을 파악했으나 좋지 않은 결과를 얻었습니다(Armstrong 등, 1994; Francesconi 등, 1987; Hackney 외, 1995; O'Brien 등, 1996) 또는 중도 (Adolph, 1947b; Shirreffs와 Maughn, 1998)은 탈수 상태의 다양한 지표와 관련된 관계를 조사했습니다. 예를 들어, 혈장 삼투와 소변 비중(r = 0.46)과 소변 삼투압(r = 0.43) 간의 유의한 관계가 잘 통제된 연구에서 발견되었습니다(Popowski et al., 2001).

"정상" 수분(정상 수화된) 사람들의 경우 소변 비중 값은 1.010에서 1.030 사이입니다(Armstrong 등, 1994; Popowski 등, 2001; Sanford와 Wells, 1962; Zambraski 등, 1974). 일반적으로 소변 비중이 1.02 미만이면 순환수화를 나타내는 것으로 받아들여져 왔습니다(Armstrong 등, 1994; Popowski 등, 2001), 소변 비중이 1.03을 초과하면 탈수를 의미합니다(Armstrong 등, 1994; Francesconi 등, 1987; Popowski 등, 2001). Adolph(1947b)는 수분 부족 수준에 따른 소변 비중의 개별 데이터를 발표했습니다(그림 4-12). 소변 비중은 수분 부족 시 증가하지만; 개체별 변동이 상당히 존재합니다. 소변 비중이 1.03을 초과하면 탈수 가능성이 있지만, 수분 부족의 정도는 정확히 알 수 없습니다.

소변 삼투압의 정상 값은 50에서 1,200 mOsmol/L 사이입니다(Tilkian 등, 1995). 따라서 이러한 변동성 설정에서는 소변 삼투와 수화 상태에 대한 단일 임계치가 없을 수 있습니다. 그러나 용질 부하가 일정할 경우 소변 삼투압의 개별 증가는 개인의 수분 부족을 근사적으로 추정할 수 있습니다(Armstrong 등, 1994; Shirreffs와 Maughan, 1998). 또한, 조절되지 않은 당뇨병 환자에서 삼투 활성 용질이 배출될 때 소변 삼투압이 증가합니다(Tilkian 등, 1995). 이러한 이유들(즉, 높은 변동성과 용질 배설에 대한 의존성)으로 인해, 소변 삼투압은 수화 상태를 잘 나타내는 지표로 간주되지 않습니다.

타액 비중도
타액의 비중은 물보다 약간 높습니다(Shannon and Segreto, 1968). 여러 연구에서 탈수와 살리-를 조사했습니다.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.

그림 4-12 수분 부족 수준에서 개별 소변 비중값.

출처: 아돌프 (1947b). 로체스터 대학교 의과대학 에드워드 G. 마이너 도서관의 에드워드 아돌프 문서 컬렉션에서 허가를 받아 재게재함.

비중을 다양하게 조절하세요. 체중의 2%를 초과하는 수분 부족 시 침 흐름이 감소하는 것으로 나타났으나, 반응에는 상당한 변동이 있었습니다(Adolph and Wills, 1947). 24시간 물 결핍 연구를 통해 체중 2%에서 3% 탈수 시 침 유량이 유의미하게 감소하는 것이 발견되었습니다(Ship과 Fischer, 1997, 1999). 한 연구에서는 더위 속에서 운동할 때 침 삼투층이 증가하며, 2.9% 체중 감량의 경미한 탈수가 동반된다는 사실을 밝혀냈습니다(Walsh et al., 2004).

체중 변화
체중 변화는 발한률과 그에 따른 체내 수분 변화를 추정하는 데 자주 사용됩니다(예: Gosselin, 1947). 이 방법은 음식과 수분 섭취와 배설물을 신중히 조절할 때 비교적 짧은 시간 내에 변화를 추정하는 데 주로 사용됩니다. 이 추정치의 타당성은 체중 측정이 체중 변화에 영향을 미칠 수 있는 다른 비유동적 요인들과 혼동되지 않는다는 점에 달려 있습니다. 적절한 조절이 이루어지면 체중 변화가 더 감각을 제공할 수 있습니다-

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
희석 방법을 통한 반복 측정보다 전체 체액 변화를 단순한 추정치로 평가합니다(Gudivaka et al., 1999).

소변 손실, 수분 섭취, 호흡기 수분 손실, 대사 질량 손실, 땀 손실 시 옷에 맺힌 땀 고침 등 잠재적 혼란 효과, 그리고 따라서 덥고 서늘한 환경에서 운동하는 개인의 전신 수분 변화 추정치가 조사되었습니다(Cheuvront 등, 2002). 비발한성 체액 손실을 체중 변화에 반영하지 않으면 발한률 추정에 상당한 오차가 발생한다(Cheuvront et al., 2002). 마찬가지로, 운동선수의 탄수화물 섭취는 근육 글리코겐이 삼투압적으로 수분을 머금기 때문에 유수화를 반영하지 않는 기준 체중 증가를 초래합니다. 전반적으로, 체중 변화는 체중에 영향을 미치는 다른 요인들을 신중히 조절할 경우 체액 변화의 효과적인 지표가 됩니다.

갈증
갈증은 "수분 부족으로 인해 생리적·행동적 신호 모두에 의해 마시고자 하는 욕구"(Greenleaf, 1992)로, 사람들은 단기(몇 시간) 동안 수분 손실을 보충합니다(Adolph와 Wills, 1947; Eichna 등, 1945). 수년간 입 마름이나 목 마름 같은 감각을 평가하여 갈증을 정량화하기 위한 다양한 척도가 개발되었습니다. 그러나 동물과 인간 연구에서 가장 실용적이고 일반적으로 사용되는 접근법은 갈증의 대체 측정으로 자발적(ad libitum) 음주 양을 기록하는 것입니다. 자발적 음주에도 불구하고, 인간은 단기적으로 수분 필요량을 충분히 보충하지 않는 경향이 있습니다(Johnson, 1964).

갈증의 유발은 지각적·생리적 메커니즘을 통해 일어납니다(Fitzsimons, 1976; 그린리프와 모리모토, 1996; 롤스 앤 롤스, 1982). 예를 들어, 혈장 삼투 증가, 혈장 부피 감소, 여러 갈증 감각 등이 체중 감량의 3%, 5%, 7%의 수분 부족 후 자발적으로 수분 보환을 예측하는 데 상당한 기여를 했습니다(Engell et al., 1987).

지각 요인
음료의 자발적 음용성은 색, 맛, 냄새, 온도에 의해 결정되는 식도에 의해 영향을 받습니다 (Boulze et al., 1983; Hubbard 등, 1984; Meyer 등, 1994; Szlyk 외, 1989; 윌크와 바-오르, 1996; Zellner 외, 1991). 이러한 요인들

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
문화적 선호에 크게 영향을 받으며; 따라서 광범위한 일반화는 어렵습니다. 자발적 음용에 대한 물의 온도에 미치는 영향에 관한 연구에서, 탈수 상태의 남성들은 물이 15°C(59°F)일 때 가장 많은 양을 마셨습니다. 온도가 높거나 낮으면 음료량이 줄어들었지만, 차가운 음료는 더 '쾌감'이 높다고 평가받았습니다(Boulze et al., 1983). 또 다른 연구에서는 15°C(59°F)의 물이 40°C(104°F)의 물보다 더 많은 양을 소비했다(Szlyk 등, 1989). 아이들이 35°C(95°F)와 45%에서 50%의 상대습도에서 3시간 동안 간헐적으로 운동했을 때, 향이 첨가된 물을 자발적으로 섭취한 것은 무향수보다 45% 더 많았습니다(그림 4-13)(Wilk and Bar-Or, 1996). 마찬가지로, 40°C(104°F)에서 사막 모의 걷기를 수행한 성인들은 무향수보다 약 50% 더 많은 맛이 첨가된 물을 마셨습니다(Hubbard et al., 1984).

음료의 단맛이 맛의 큰 요인이지만, 사람마다 선호하는 맛이 다릅니다. 맛 선호는 민족적, 문화적 배경 등 다양한 요인에 따라 달라집니다. 예를 들어, 캐나다 어린이를 대상으로 한 한 연구에서는 대부분이 오렌지나 사과 맛보다 포도 맛을 선호했고,


그림 4-13 무향 물(오픈 서클), 향이 첨가된 물(검은 서클), 향이 첨가된 염화나트륨(18 mmol/L)과 탄수화물(6퍼센트) 용액(삼각형)을 누적하여 자발적으로 마시는 것. 9세에서 12세 사이의 12명의 소년들이 35°C, 상대습도 45%에서 50%의 온도에서 간헐적으로(검은 막대 표시) 자전거를 탔습니다. 윌크와 바-오르(1996)의 허가를 받아 재게재함. 저작권 1996년 미국 생리학회.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
포도 맛 음료(Meyer 등, 1994). 반면, 푸에르토리코 아이들은 어떤 한 가지 맛에도 선호하지 않았습니다(Rivera-Brown et al., 1999).

생리적 유발 요인
인간을 포함한 다양한 동물 종에 대한 연구에 따르면, 갈증의 세 가지 주요 생리적 유발 요인이 있는 것으로 보입니다: 대뇌 삼광압수용체, 뇌외흡투수용체, 그리고 부피 수용체(Fitzsimons, 1976; Greenleaf, 1992; Greenleaf와 Morimoto, 1996). 삼투수용체는 삼투압력에 의해 체액이 세포를 빠져나가는 세포 탈수에 반응합니다. 부피 수용체는 혈관 및 간질에서 체액이 손실되어 발생하는 세포 외 탈수에 반응합니다. 흡투수용체는 삼투압의 작은 증가에 반응하는 반면, 부피 수용체는 더 극적인 체액 손실에 의해 활성화됩니다. 따라서 삼투수용체는 탈수에 대한 항상성 방어의 첫 번째 방어선으로 간주됩니다.

이 세포들의 위치는 종마다 다르지만, 주로 시상하부 뇌 영역에 집중되어 있습니다. 삼광수용기 자극은 음수 행동과 아르기닌 바소프레신 호르몬 분비를 활성화합니다. 후자는 모인 세관의 투과성을 높여 자유수 손실과 소변 양을 줄입니다. 염화나트륨이나 삼투압 증가(아마도 별도의 세포를 통해)가 대뇌 삼광수용체를 활성화할 수 있다는 증거가 있으나, 삼투압 증가가 더 중요한 자극으로 추정됩니다(Greenleaf and Morimoto, 1996). 향이 첨가된 물에 18 mmol/L 염화나트륨을 첨가하면, 향이 첨가된 물만을 사용하는 것과 비교해 더운 날씨에 운동하는 아이들의 자유 음주 횟수가 31% 증가했습니다(Wilk and Bar-Or, 1996). 유사한 반응은 동물(Okuno et al., 1988)과 성인 인간(Nose et al., 1988)에서도 보고되었습니다.

구인두, 위장관, 특히 간관계에 위치한 다른 삼광수용체들은 음주에 반응하여 갈증 욕구를 조절합니다. 이들의 존재는 혈장 삼투압이나 부피에 변화가 없기 전, 마신 직후(또는 간 문맥에 액체를 주입한 직후) 갈증과 아르기닌 바소프레신 수치를 조절하는 실험을 통해 가정되었습니다.

갈증은 출혈이나 심한 탈수 등 혈액량 감소로 인해 촉발될 수 있습니다. 이는 압력 하강에 민감한 부피 또는 신장 수용체를 통해 발생합니다.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
큰 전신정맥과 오른쪽 심방으로 나타납니다. 이 수용체들은 미주신경계를 통해 갈증과 음주를 자극합니다. 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템의 보상적 활성화로 인해, 체액 보존도 소변량 감소를 통해 달성됩니다. 저혈량증으로 갈증을 유발하려면 혈류의 작은 변화 이상이 필요합니다. 수분 상태 변화를 가진 다양한 갈증 기전의 역할은 다른 곳에서 자세히 검토되었습니다(Mack and Nadel, 1996; 스트리커와 스베드, 2000). 하지만 시간이 지남에 따라 소량의 땀이 손실되는 상황(예: 고온이나 운동으로 6시간 동안 2에서 3L의 땀)에서는 갈증 메커니즘이 작용하여 손실된 체액을 보급합니다; 따라서 일반적으로 정상적인 수분 섭취는 갈증 메커니즘과 정상적인 음주 습관에 의해 유지됩니다. 이러한 대체는 식사 중 음료나 기타 사회적 상황에서 섭취함으로써 더욱 강화됩니다(Engell, 1995; Szlyk 등, 1990), 이는 운동이나 열 스트레스로 인한 경미한 수분 부족으로 인해 짧은 시간 내에 적절한 수분 보충을 달성하는 데 필수적인 요소일 수 있습니다.

탈수, 건강, 그리고 수행 능력
웰빙과 인지
탈수는 인지 기능과 운동 조절에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 탈수와 정신 기능 저하가 신체적으로 아픈 노인들과 연관된 것으로 보고되었습니다(Seymour 등, 1980). 표 4-9는 건강한 사람들의 탈수가 인지 수행과 운동 기능에 미치는 영향을 조사한 연구들을 요약한 것입니다.

이러한 보고서의 해석은 실험 설계가 열(또는 운동) 스트레스와 탈수 자체의 영향을 구분할 수 없기 때문에 해석이 어렵다(Epstein et al., 1980; Hancock, 1981; Leibowitz 등, 1972; Sharma 등, 1983). 예를 들어, 건강한 남성이 높은 기후 열 스트레스에 노출된 상태에서 운동했을 때 정신적 각성, 연상 학습, 시각 지각, 추론 능력의 저하가 관찰되었다(Sharma et al., 1983). 피험자들은 자유롭게 물을 마셨지만, 4시간 동안 충분한 수분을 섭취하지 못해 운동과 열 스트레스로 인해 탈수 상태에 빠졌을 수 있다. 그러나 탈수가 위에서 언급한 정신 기능에 미치는 영향은 다루지 않았다. 또 다른 연구에서는 남성과 여성이 더운 환경에서 6시간 동안 운동하여 탈수 수준이 2.5%와 5%로 나타났습니다(Leibowitz et al., 1972).

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
표 4-9 탈수로 인해 영향을 받는 인지 및 운동 조절 기능

기능

참고문헌

과목

조건

결과

피로 인식

Cian 외, 2000

8명의 남성

운동 또는 기후 더위에 의한 탈수 2.8%

피로 등급 상승

기분 등급

Cian 외, 2000

8명의 남성

운동 또는 기후 더위에 의한 탈수 2.8%

기분에는 영향 없음

표적 사격

엡스타인 외, 1980

9명의 남자

기후 더위에 의한 2.5% 탈수

속도와 정확도 저하, 생리학적 부담 증가

인식된 차별

Cian 외, 2000

8명의 남성

운동 또는 기후 더위에 의한 탈수 2.8%

차별 능력 저하

선택 반응 시간

Leibowitz 외, 1972

남자 4명, 여자 4명

더위 속에서 6시간 운동, 2.5% 또는 5% 탈수 시각 유발

주변 자극에 대한 반응 시간이 더 빨라지며, 중심 시각 자극에 대한 반응 시간에는 영향이 없습니다

 

Cian 외, 2000

8명의 남성

운동 또는 기후 더위에 의한 탈수 2.8%

응답 시간에 영향 없음

시각 운동 추적

고피나탄 외, 1988

11명

더위 속에서 운동으로 인한 1, 2, 3, 또는 4% 탈수

탈수 2% 이상에서 손상 추적

단기 기억

Cian 외, 2000

8명의 남성

운동 또는 기후 더위에 의한 탈수 2.8%

단기 기억 저하

 

고피나탄 외, 1988

11명

더위 속에서 운동으로 인한 1, 2, 3, 또는 4% 탈수

2% 이상의 탈수 시 단기 기억 저하

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
기능

참고문헌

과목

조건

결과

장기 기억

Cian 외, 2000

8명의 남성

운동 또는 기후 더위에 의한 탈수 2.8%

특히 운동 후 기억력 저하

주의

고피나탄 외, 1988

11명

더위 속에서 운동으로 인한 1, 2, 3, 또는 4% 탈수

탈수 2% 이상에서 주의력 저하

산술 효율성

고피나탄 외, 1988

11명

더위 속에서 운동으로 인한 1, 2, 3, 또는 4% 탈수

2% 이상의 탈수 시 산수 능력 저하

중심 시각 신호에 대한 반응 속도에는 차이가 없었으나, 두 가지 탈수 조건에서 시야 주변에 시각 신호를 주었을 때 반응 시간이 감소했습니다. 다시 말하지만, 기후 열스트레스, 운동 관련 피로, 지루함 등의 요인이 제거되지 않아 이 발견 해석이 어렵습니다.

잘 설계된 연구에서, 열 탈수로 인해 체중의 1%, 2%, 3%, 또는 4%의 수분 결핍을 겪은 11명의 남성의 산수 능력, 단기 기억, 시각 운동 추적이 평가되었다(Gopinathan 등, 1988). 피험자들은 목표 탈수에 도달한 후 온대 환경에서 충분한 휴식을 취했다. 이 설계 덕분에 연구자들은 피로나 열 스트레스 없이 탈수 자체의 영향을 관찰할 수 있었습니다. 이 연구는 정신 기능 저하를 위해서는 2%의 탈수 임계치가 필요하다는 것을 밝혀냈습니다. 유사한 임계값이 다른 연구자들에 의해 보고되었습니다(Sharma 등, 1986).

정신 기능에 대한 부작용은 탈수가 열에 노출되었든 운동으로 인한 것이든 관계없이 발생했습니다(Cian et al., 2001). 같은 연구단의 이전 연구에서는 운동 유발 탈수가 장기 기억력 감소를 동반한다고 제안했으나(Cian et al., 2000), 탈수 방식과 관계없이 다른 기능의 감소는 유사했다.

결론적으로, 체중의 2% 이상의 수분 부족은 남성 감소와 함께 나타나는 증거가 있습니다.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
tal 함수(Epstein 외, 1980). 이 결핍의 기전은 아직 밝혀지지 않았습니다.

육체노동
체내 수분 부족은 유산소 운동 과제에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다(Sawka, 1992; 사우카와 코일, 1999). 임계 수분 부족과

표 4-10 탈수가 최대 유산소 능력과 신체 작업 능력에 미치는 영향

연구

과목

환경a

탈수 과정

Buskirk 외, 1958

13명

83°C (115°F)

열기

솔틴, 1964년

10명

36–38.5°C (68–70.5°F)

열과 운동

크레이그와 커밍스, 1966년

9명의 남자

46°C (78°F)

열과 운동

허버트와 리비슬, 1972

8명의 남성

해당 없음

체액 제한

휴스턴 외, 1981

4명의 남자

해당 없음

체액 제한

콜드웰 외, 1984

16명의 남자

해당 없음

운동

 

15명

해당 없음

이뇨제

16명의 남자

80°C(112°F), 습도(RH) 50%

사우나

Pichan 외, 1988

25명

39°C (71°F), 60% RH

수분 제한과 사우나에서의 운동

Webster 외, 1990

7명

해당 없음

고무 처리된 운동복 착용

Sawka 외, 1992

17명의 남자

49°C (81°F), 습도 20%

수분 제한과 운동

Burge 등, 1993

8명의 남성

해당 없음

운동과 수분 제한

월시 외, 1994

6명의 남자

30°C(62°F), 60% 습도(RH)

체액 제한

Below 외, 1995

8명의 남성

31°C (63°F), 습도(RH) 54%

체액 제한

팔로우필드 외, 1996

남자 4명, 여자 4명

해당 없음

체액 제한

Montain 외, 1998b

남자 5명, 여자 5명

40°C (72°F), 20% RH

운동과 온실(온실 생활)

a N/A = 불가, RH = 상대습도.

b TM = 러닝머신, CY = 사이클 에르고미터.

c NC = 변화 없음.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
수행 능력 저하의 정도는 환경 온도, 운동 과제, 그리고 아마도 피실험자의 고유한 생물학적 특성(신체 체력, 적응 상태, 탈수에 대한 내성)과 관련이 있습니다. 표 4-10은 성인에서 탈수가 최대 유산소 능력과 신체 작업 능력(예: 주어진 조건 하에서 얼마나 많은 유산소 운동을 할 수 있는지)에 미치는 영향에 관한 연구 요약을 제시합니다.

% Δ Wt

운동 모드b

기본 최대 출력 (L/min)

Δ 최대 유산소 파워c

육체노동

−5

TM

 

↓ (−0.22 L/min)

—

−4

CY

3.96

노스캐롤라이나

↓ (33%)

−2

TM

≈ 3.8

↓ (10%)

↓ (22%)

−4

TM

≈ 3.8

↓ (27%)

↓ (48%)

−5

CY

 

—

↓ (17%)

−8

TM

4.3

노스캐롤라이나

—

−3

CY

3.61

노스캐롤라이나

↓ (7와트)

−4

CY

4.15

↓ (8%)

↓ (21와트)

−5

CY

4.25

↓ (4%)

↓ (23와트)

−1

CY

 

—

↓ (6%)

−2

CY

 

↓ (8%)

−3

CY

↓ (20%)

−5

TM

3.76

↓ (7%)

↓ (12%)

−8

TM

 

—

↓ (54%)

−5

조정

4.65

노스캐롤라이나

↓ (5%)

−1.8

CY

2.9

노스캐롤라이나

↓ (34%)

−2

CY

 

↓ (6.5%)

—

−2

TM

—

↓ (25%)

−4

레그 킥

—

↓ (15%) 지구력

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
온대 기후에서는 체중의 3% 미만인 체내 수분 적자가 최대 유산소 능력을 감소시키지 않았다; 그러나 더운 기후에서는 2%의 물 부족으로 인해 큰 감소가 발생했습니다. 거의 모든 조사 조건에서 탈수로 인해 신체 작업 능력이 감소했으며, 열 스트레스가 있을 때 더 큰 영향을 미쳤다. 초기 최대 유산소 능력, 훈련 상태, 열 적응 상태 등이 체내 수분 부족으로 인한 유산소 능력 감소 정도에 미치는 영향은 명확히 밝혀지지 않았습니다. 체중 감량의 1과 2% 수준에서 어린이의 탈수 연구에서, 성인이 더운 날씨에 운동할 때 예상되는 것보다 더 큰 체온 상승이 관찰되었습니다(Bar-Or 등, 1980). 따라서 아이들은 성인보다 열 스트레스 시 같은 정도의 탈수로 인해 더 큰 부정적 성능 영향을 받을 수 있습니다.

체내 수분 손실이 지구력 운동 수행에 미치는 영향은 13건의 지구력 운동 연구에서 검토되었습니다(Cheuvront 외, 2003)(표 4-11 참조). 이 연구들에 따르면, 탈수는 심혈관, 체온 조절, 중추신경계, 대사 기능을 변화시키는 것으로 보입니다. 이러한 변화 중 하나 이상은 탈수가 체중의 2%를 초과할 경우 지구력 운동 수행 능력을 저하시킵니다. 이러한 성능 저하는 열 스트레스로 인해 더욱 심각해집니다.

요약하자면, 문헌은 탈수가 유산소 및 지구력 운동 수행에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 성능 저하를 유도하기 위해 필요한 체내 수분 적자는 아마도 체중 적자의 약 2% 정도일 것입니다; 하지만 어떤 사람은 체내 수분 부족 정도에 더 민감하고, 어떤 사람은 덜 민감할 수 있습니다. 또한 실험적 증거는 체내 수분 적자가 클수록 성능 저하 규모가 커진다는 개념을 뒷받침합니다. 마지막으로, 열 스트레스가 체내 수분 부족으로 인한 이러한 부정적인 성능 문제를 악화시키는 것으로 보입니다.

체내 수분 부족은 무산소 운동 수행에 부정적인 영향을 줄 수 있지만, 근력에는 영향을 미치지 않는 것으로 보입니다. 표 4-12는 탈수가 무산소 운동 수행에 미치는 영향에 관한 연구 요약을 나열합니다. 연구 중 절반은 혐기성 성능 저하를 보고했으며, 성능 저하의 정도는 상당한 변동성이 있었습니다. 표 4-13은 탈수가 근력에 미치는 영향을 조사한 연구 요약을 제시합니다. 대부분의 연구에서는 탈수가 근력에 미치는 영향이 없다고 보고했습니다.

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
체온 조절(운동 시 열과 고열증) 및 열 스트레스 내성
열은 체온이 조절된 상승으로 나타나며, 염증, 감염, 외상에 대한 일반적인 반응입니다(Blatteis, 1998; 레온, 2002). 탈수는 발열 반응을 증가시킬 가능성이 높으며, 따라서 임상 질환 관리에 중요한 의미가 있습니다. 24시간 물 부족으로 탈수된 쥐는 박테리아 내독소를 주사한 후 정상적으로 수분을 섭취한 쥐보다 더 심한 열을 보였다(Morimoto et al., 1986). 이후 다른 연구자들의 연구들은 이 결과를 쥐(Watanabe et al., 2000)와 토끼(Richmond, 2001)에서도 재현했으며, 발열 증가는 인터루킨-1과 같은 발열성 사이토카인 생성을 증가시키는 안지오텐신 II 분비 때문임을 시사합니다.

However, studies in guinea pigs have reported that dehydration reduced the febrile response to bacterial endotoxin and suggest that the mechanism may be an antipyretic effect of central arginine vasopressin (Roth et al., 1992). Although there may be some species differences, it seems reasonable to conclude that dehydration may induce higher fevers. In support of this belief, febrile episodes have been found to be frequently associated with dehydration in nursing home residents (Weinberg et al., 1994a).

Dehydration and Heat Strain Tolerance
During exercise, unlike with a fever, an increase in body temperature does not represent a set-point change and is proportional to the metabolic rate (Sawka et al., 1996a). Dehydration increases core temperature responses during exercise in temperate and hot climates (Sawka and Coyle, 1999). A deficit of only 1 percent of body weight has been reported to elevate core temperature during exercise (Ekblom et al., 1970). Figure 4-14 summarizes results from studies that examined multiple dehydration levels within the same subjects during exercise. As the magnitude of water deficit increased, there was a concomitant graded elevation of core temperature. The magnitude of core temperature elevation ranged from 0.1°C to 0.23°C for every percent body weight lost (Brown, 1947a; Gisolfi and Copping, 1974; Greenleaf and Castle, 1971; Montain et al., 1998a; Sawka et al., 1985; Strydom and Holdsworth, 1968). The core temperature elevation from dehydration may be greater during exercise in hot compared with temperate climates. Dehydration not only elevates core temperature, but it negates many thermal

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Suggested Citation: "4 Water." Institute of Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/10925.
TABLE 4-11 Dehydration Effects on Endurance Exercise Performance

Reference

Sample Sizea

Exerciseb

Pitts et al., 1944

5 men

Walk 3.5 mph, 2.5% grade for 5 h

Brown, 1947a

13 men, NF

9 men, AL

21-mi desert hike

Ladell, 1955

4 men

Bench step to exhaustion

Maughan et al., 1989

6 men

CE 70% VO2max to exhaustion

Barr et al., 1991

5 men

3 women

CE 55% VO2max for 6 h (intermittent)

Walsh et al., 1994

6 men

CE 70% VO2max for 60 min, then 90% VO2max to exhaustion

Below et al., 1995

8 men

CE 50% VO2max for 50 min, then PR

Robinson et al., 1995

8 men

CE PR (total work in 60 min)

Fallowfield et al., 1996

4 men

4 women

TM run at 70% VO2max to exhaustion

McConell et al., 1997

7 men

CE 69% VO2max for 120 min, then 90% VO2max to exhaustion

Mudambo et al., 1997a

18 men, NF

6 men, SF

Walk/run/obstacle course (3 h)

McConell et al., 1999

8 men

CE 80% VO2max for 45 min, then 15 min PR

Bachle et al., 2001

4 men

7 women

CE 60 min PR

a NF = no fluid, AL = ad libitum, SF = some fluid (> NF, < F), F = fluid ≥ sweat losses.

b CE = cycle ergometer, PR = performance ride or run, TM = treadmill, VO2max = maximal oxygen uptake.

c RH = relative humidity.

d RPE = rating of perceived exertion, TTE = time to exhaustion.

SOURCE: Cheuvront et al. (2003). Reprinted with permission, from Cheuvront et al. (2003). Copyright 2003 by Current Science, Inc., Philadelphia, PA.

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Suggested Citation: "4 Water." Institute of Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/10925.
Environmentc

Drink Conditions

Dehydration (% body weight)

Performance Resultsd

35°C, 83% RH

NF, AL, F

No data

NF = ↓ (~60%) in walk duration; ↑ RPE vs. AL and F

31–39°C

NF, AL

NF = 6.3

AL = 4.5

NF = 7 of 13 failed to complete hike (54%)

AL = 3 of 9 failed to complete hike (33%)

38°C, 78% RH

38°C, 30% RH

NF, F

No data

NF = ↓ (25%) in work tolerance time vs. F

NF = ↓ (~20%) in walk duration; ↑ RPE vs. AL and F

Laboratory

NF, SF

NF = 1.8

SF = 2.0

No differences in TTE between NF and SF

30°C, 50% RH

NF, SF

NF = 6.4

F = 1.2

NF = ↓ (25%) in TTE and ↑ RPE vs. SF

30°C, 60% RH

NF, F

NF = 1.8

F = 0.0

NF = ↓ (31%) in TTE and ↑ in RPE vs. F

31°C, 54% RH

NF, F

NF = 2.0

F = 0.5

NF = ↓ (7%) in performance vs. F

20°C, 60% RH

NF, F

NF = 2.3

F = 0.9

NF = ↑ (1.7%) in PR vs. F

20°C

NF, SF

NF = 2.0

SF = 2.7

NF = ↓ (25%) in TTE vs. SF

21°C, 43% RH

NF, SF, F

NF = 3.2

SF = 1.8

F = 0.1

NF = ↓ (48%) in PR vs. F only

39°C, 습도 28%

NF, SF

NF = 7

SF = 2.8

NF = 3시간 운동 경기를 완료하지 못한 피험자 중 6명(18명 중 18명)

NF = ↑ RPE 대 SF

21°C, 41% RH

NF, SF, F

NF = 1.9

SF = 1.0

F = 0.0

임상시험 간 PR 차이 없음

21°C, 습도(습도) 72%

NF, F

NF = 1.0

F = ↑ 0.5

임상시험 간 PR이나 RPE에 차이가 없음

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
표 4-12 탈수가 혐기성 수행에 미치는 영향

참고문헌

과목

탈수 과정a

% Δ Wt

혐기성 방법

결과b

제이콥스, 1980

11명

열기

−5

윙게이트 혐산소 검사

노스캐롤라이나

휴스턴 외, 1981

4명의 남자

체액 제한

−8

초최대 주행

노스캐롤라이나

닐슨 외, 1981

6명의 남자

이뇨제

−3

초최대 주기

↓ (18%) 혐기성 용량

 

6명의 남자

사우나

−3

초최대 주기

↓ (35%) 혐기성 용량

5명

운동

−3

초최대 주기

↓ (44%) 혐기성 용량

Webster 외, 1990

7명

고무 처리된 운동복 착용

−5

윙게이트 혐산소 검사

↓ (21%) 혐기성 파워

↓ (10%) 혐기성 용량

Fritzsche 외, 2000

8명의 남성

열, 35°C, 25% 습도(RH)

−4

관성 하중, 사이클링

↓ (4%)

a RH = 상대 습도.

b NC = 변화 없음.

높은 유산소 체력과 열 적응이 가져다주는 이점 (Buskirk 등, 1958; Sawka 외, 1983b). 신체 건강과 열 적응 상태가 비슷한 여성과 남성은 탈수와 운동-열 스트레스에 유사한 반응을 보이는 것으로 보입니다(Sawka 등, 1983b).

탈수에 대한 중심 온도 반응 증가는 열 손실 감소에서 비롯됩니다(Sawka와 Coyle, 1999). 운동 중 증발과 건열 손실의 상대적 기여도는 특정 환경 조건에 따라 다르지만, 두 열 손실 경로 모두 탈수로 인해 부정적인 영향을 받습니다. 국소 발한(Fortney 등, 1981, Montain 등, 1995) 및 피부 혈류(Fortney 등, 1984; Kenney 등, 1990)은 탈수 상태에서 주어진 중심 체온에 대해 반응이 모두 감소한다. 전신 발한은 보통 운동 중에 일정 신진대사 속도로 더위에서 감소하거나 변하지 않습니다(Sawka와 Coyle, 1999). 하지만 탈수가 전신 발한량 변화와 연관되어 있어도 코어 체온은 보통 높게 나타납니다; 따라서 탈수 상태에서는 특정 중심 체온에서 전신 발한률이 더 낮아집니다(Sawka 등, 1984b).

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
혈장 고삼투압과 저혈량증의 단독 및 복합 효과가 운동-열 스트레스 시 열 손실 반응 감소를 매개하는 것으로 입증되었습니다(Sawka, 1992).

탈수는 운동과 열에 대한 견디는 능력을 저하시킵니다. 1942년과 1943년 사막 실험에서 남성 병사들은 2시간에서 23시간의 지구력 걷기를 시도했으며, 자유롭게 물을 마실 수 있거나 마시지 않아야 했습니다(Brown, 1947c). 59명 중 1명(2%)은 사막 도보 중 음료를 마실 때 열로 인한 탈진을 겪었고, 70명 중 11명(16%)은 마시지 않은 상태에서 탈진을 겪었습니다. 또 다른 연구에서는 '과적응' 참가자들이 다양한 소금과 물 조합을 섭취하며 더운 환경에서 140분 동안 걷기를 시도했습니다(Ladell, 1955). 물이나 소금을 받지 않았을 때 열 스트레스로 인한 탈진은 12명 중 9명(75%)이었고, 물만 받았을 때 41명 중 3명(7%)이 탈진했다. 최근에는 정상 대상자들이 온수화되고 체중의 3%, 5%, 7% 탈수 상태에서 뜨겁고 건조한 환경에서 140분 러닝머신 걷기를 시도했습니다(Sawka 등, 1985). 8명 모두가 정수화 실험과 3% 탈수 실험을 완료했고, 7명은 5% 탈수 실험을 완료했습니다. 7% 탈수 실험 중 6명의 피험자가 평균 64분을 완료한 후 중단했습니다.

탈수가 열 스트레스에 대한 생리학적 내성을 변화시키는지 여부를 연구하기 위해, 피험자들은 보상 불가능한 열 스트레스 시 과수화 또는 탈수(전체 체분의 8%)에 자발적으로 탈진하도록 걸었습니다(Sawka 등, 1992). 탈수는 내성 시간을 121분에서 55분으로 줄였지만, 더 중요한 것은 탈수가 사람이 견딜 수 있는 체온을 낮췄다는 점입니다. 탈수 상태에서 고수수화 상태보다 약 0.4°C 낮은 중심 온도에서 열사병이 발생했습니다.

과다 수분 섭취와 열 긴장
수분 부족은 체온 조절을 저해하기 때문에(예: 체온 상승), 정상보다 많은 체내 수분(과수분)이 더운 날씨 운동 중 체온 조절 능력을 향상시킬 수 있을지 논리적인 질문입니다. 많은 연구들이 과수분이 더위에서 체온 조절에 미치는 영향을 조사했습니다. 일부 연구자들은 과수분 섭취 후 운동 중 코어 체온이 더 낮아진다고 보고합니다(Gisolfi and Copping, 1974; Grucza 등, 1987; 모로프 앤 배스, 1965년; 닐슨, 1974; Nielsen 외, 1971),

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
표 4-13 근력과 지구력에 미치는 탈수 영향

참고문헌

과목

탈수 과정

터틀, 1943년

13

운동과 더위

알만과 카르보넨, 1961

32명의 남자

사우나 또는 운동

솔틴, 1964년

10명

열과 운동

그린리프 외, 1966

9명의 남자

체액 제한

Bosco 외, 1968

9명의 남자

체액 제한

싱어와 바이스, 1968

10

체액 제한

Bosco 외, 1974

21명

체액 제한

Torranin 외, 1979

20명

사우나

비즐라니와 샤르마, 1980

14명의 남자

뜨거운 방

휴스턴 외, 1981

4명의 남자

체액 제한

므나차카니안과 바카로, 1982

신고되지 않음

신고되지 않음

Serfass 외, 1984

11

체액 제한

Webster 외, 1990

7명

고무 처리된 운동복 착용

Greiwe 외, 1998

7명

사우나

Montain 외, 1998b

5명

5명의 여성

운동과 온실(온실 생활)

a NC = 변화 없음.

다른 연구들은 그렇지 않습니다(Blyth and Burt, 1961; Candas 등, 1988; 그린리프와 캐슬, 1971; Latzka 등, 1997, 1998; Montner 등, 1996; Nadel 외, 1980). 일부 연구자들은 과수분 섭취로 인한 발한률이 더 높다고 보고합니다(Lyons et al., 1990; Moroff와 Bass, 1965), 다른 연구들(Blyth와 Burt, 1961; Candas 등, 1988; 그린리프와 캐슬, 1971; Latzka 등, 1997, 1998; Montner 등, 1996).

그러나 대부분의 연구는 탈수를 나타내는 대조군 조건이 정수화를 나타내지 않는 등 심각한 설계 문제를 안고 있습니다(Candas 등, 1988; Moroff와 Bass, 1965), 충분히 기술되지 않은 대조군 조건들(Grucza et al., 1987; 닐슨, 1974; Nielsen 외, 1971), 그리고 핵 온도 저하를 초래했을 수 있는 차가운 액체 섭취(Gisolfi and Copping, 1974; 모로프와 배스, 1965). 성별이 과수분에 대한 체온 조절 반응에 미치는 영향을 조사한 연구는 발견되지 않았습니다. 일반적으로,

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.
Δ Wt

근력 측정법

결과a

−5%

등척성

노스캐롤라이나 병력

−2 kg

등동성

노스캐롤라이나 병력

−4%

등척성

노스캐롤라이나 병력

−7%

아이소믹

최대 4%의 탈수 상태에서 NC 강성

−3%

등척성

↓ (11%)

−7%

Isometric

NC in strength

−6%

Isometric

↓ (10%) in strength

↓ (9%) in endurance

−4%

Isometric

↓ (31%) in endurance

 

Isotonic

↓ (29%) in endurance

−3%

등척성

↓ 인내심 속에서

−8%

등동성

↓ (11%)

−4%

등동성

노스캐롤라이나 병력

인내심 면에서 NC

−5%

등척성

노스캐롤라이나 병력

인내심 면에서 NC

−5%

등동성

다리 근력의 NC

↓ (5%) 어깨 근력

가슴 근력 중 ↓ (4%)

−4%

등척성

노스캐롤라이나 병력

인내심 면에서 NC

−4%

등척성

노스캐롤라이나 병력

"최선의" 설계 연구들은 과수화가 정상수화에 비해 체온 조절에 미치는 이점을 보고하지 않았습니다(Greenleaf and Castle, 1971; Latzka 등, 1997, 1998; Nadel 외, 1980).

과수화와 성능
여러 연구에서 과수분이 운동 수행 능력이나 열 내성을 향상시키는지에 대해 조사했습니다. Blyth와 Burt(1961)는 운동-열 스트레스 시 과수분이 수행에 미치는 영향을 처음으로 보고했습니다. 이들의 피험자들은 평소 수분이 충분히 섭취된 상태에서 더운 기후에서 탈진했고, 과수분이 보충될 때는 운동 30분 전에 2리터의 수분을 마시며 탈진했다. 과수분 상태에서는 18명 중 13명이 정상적으로 수분을 섭취했을 때보다 탈진까지 더 오래 달렸습니다. 과수분 상태와 정상 상태에서의 평균 탈진 시간

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.

그림 4-14 운동 조건에서 일정 크기의 수분 적자에서 중심 체온(정상 수화 시 체온 이상)의 관계. 내레이션2 이는 최대 산소 흡수량입니다. Sawka(1992)의 허가를 받아 각색함. 저작권 1992년 리핀콧, 윌리엄스 앤 윌킨스.

그러나 수화(17.3 대 16.9분)는 통계적 유의성에 미치지 못했다. 또 다른 연구에서는, 대조군이 과수화(대조군) 또는 과수화(체내 수분 약 1.5L 증가) 상태에서 보상 불가능한 운동-열 스트레스 중에 극심한 운동을 했습니다(Latzka 등, 1998). 수중 과수화는 이 연구에서 대조군(정상수화된) 상태에서 관찰된 지구 시간을 연장하지 못했습니다.

탈수와 심혈관 기능
탈수는 온대 환경에서 서 있거나 누워 있을 때 안정 시 심박수를 증가시킵니다(Rothstein과 Towbin, 1947). 또한 탈수는 다양한 교란에 노출될 때 혈압 유지를 더 어렵게 만듭니다. 탈수는 발을 아래로 숙인 자세 기절에 취약한 사람들의 실신을 유발합니다(Harrison 등, 1986; 로스틴과 토빈, 1947). 그림 4-15는 발을 아래로 향한 채 10분 동안 또는 의식을 잃을 때까지 기울어진 피험자에 대한 데이터를 제시한다(Rothstein and Towbin, 1947). 탈수 수준이 증가하면-

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추천 인용: "4 물." 의학 연구소. 2005. 물, 칼륨, 나트륨, 염화물, 황산염에 대한 식이 참조 섭취. 워싱턴 DC: 국립 아카데미 출판부. DOI: 10.17226/10925.

그림 4-15 수분 적자, 심박수(고선), 기절 시간(끊어진 선) 간의 관계 연구.

출처: 로스틴과 토빈 (1947). 로체스터 대학교 의과대학 에드워드 G. 마이너 도서관의 에드워드 아돌프 문서 컬렉션에서 허가를 받아 재게재함.

이후로 맥박이 증가하고 기절 시간이 짧아졌습니다. 최근 기립성 내성 검사에서 경미한 탈수가 기립성 내성 검사에서 기압수용기 조절을 둔화시키는 것으로 나타났으며(Charkoudian 외, 2003), 이는 탈수(체중의 1.6% ≈ 탈수 상태에서 기립성 불내증(예: 서 있을 때 기절)의 설명일 수 있습니다. 또한, 물을 마시는 것(0.5L 대 0.05L)은 건강한 남녀의 기립성 내성을 현저히 개선시켰습니다(Schroeder et al., 2002). 기립성 내성 개선은 혈장 부피 확장이나 음주 행위로 인해 교감신경 활성화가 증가함으로써 매개될 수 있다(Scott et al., 2001).

탈수가 운동에 대한 심혈관 반응에 미치는 영향이 조사되었습니다(Gonzalez-Alonso 등, 1997; Montain 등, 1998a; Nadel 등, 1980; 로스틴과 토빈, 1947년; Sawka 외, 1979, 1985). 탈수는 수분 부족 정도에 비례하여 심박수를 증가시킵니다(Montain and Coyle, 1992; Montain 등, 1998a; 로스틴과 토빈, 1947년; Sawka 외, 1985). 탈수 매개 저혈량증은 중심정맥압(Morimoto, 1990)과 심장 충전(Coyle, 1998)을 감소시키며, 심박수의 보상적 증가가 필요합니다. 열 부담이 적은 아최대 운동 시 탈수는 심박수를 증가시킵니다
National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2005. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/10925.