血清ナトリウム

検査の目的

臨床検査としての血清ナトリウムは、基本的な生化学検査項目の一つであり、水・電解質代謝状態のスクリーニングに頻用される^{[注 1]}他、水・電解質代謝の異常、特に高ナトリウム血症および低ナトリウム血症の病態の評価に使用される。 また、アニオンギャップを計算して代謝性アシドーシスの評価を行うために、重炭酸およびクロール（塩化物イオン）とともに測定されることがある^[2][3][1]。

なお、血液ガス検査などではヘパリン加血を用いて血漿ナトリウム濃度が測定されるが、血清と血漿には通常臨床的に有意な差はなく ^{[注 2]}、 本記事での血清ナトリウムに関する記述は、特記しないかぎり、血漿ナトリウムにも適用される。検査項目名としては単にナトリウムと呼ばれることも多い。

生理的意義

人体のナトリウムは主に細胞外液に存在し、細胞外液の主要な陽イオンである。 ナトリウムの生理機能には、浸透圧維持や細胞外液量の調整・循環動態の維持、酸塩基平衡の調整、神経細胞や筋肉細胞の細胞膜の活動電位の生成（脱分極）などがあり、生命活動の維持に重要な役割を果たしている ^[1]。

ナトリウムは細胞外液量の維持に重要な役割を果たす。また、細胞外液の浸透圧は主にナトリウム（と随伴する陰イオン）により規定されている。細胞外液のナトリウムが増加し浸透圧が増加すると、ナトリウムイオンは細胞膜を通過しないため、細胞内の水が細胞外に移動し、細胞は収縮する。逆にナトリウムが減少し浸透圧が低下すると、細胞外の水が細胞内に移動して細胞は膨張する^[1][4]。 なお、血液脳関門のため、脳組織には血液中のナトリウムは急速には移行しにくい。 そのため、血清ナトリウムが低下すると浸透圧により血中の水分が脳組織に移動して腫脹を来し、逆に血清ナトリウムが上昇すると脳組織の水分が血中に移行する。 脳は硬い頭蓋骨で囲まれているため、ナトリウム濃度の異常による脳の容量の変化は致命的になることがある^[5]。

一方、カリウムは主に細胞内液に存在し細胞内液の主要な陽イオンであり、細胞内外のナトリウムとカリウムの濃度差は細胞膜のナトリウム-カリウムポンプにより維持されている。神経細胞や筋肉細胞の活動（脱分極）の際は、細胞膜のナトリウムチャンネルが開き、細胞外のナトリウムが細胞内に流入して活動電位が発生する^[6][1]。

体内分布と体内の存在量

ナトリウムは、体内には、1.3から1.5 g/kg体重（60 mmol/kg前後）程度存在している^[7]（およそ1 g/kg体重^[8]とする文献もある）。

体内分布は、およそ、細胞外液に55 %、細胞内液に2 %、骨などに43 %程度である。骨・軟骨や結合組織のナトリウムはプロテオグリカンに固定されて代謝的には活性が低く、交換可能なイオン化ナトリウムはほとんどが細胞外液に存在している^[1][5]。

恒常性維持

血清ナトリウム濃度は、体内の交換可能なナトリウム量と水の量の相対的な関係で規定されている。 血清ナトリウムの異常は体液量の異常と密接な関連があり、 異常値は、食塩（NaCl）の過不足ではなく水代謝の異常を反映することが多い（ナトリウム値の上昇や低下があったとしてもナトリウムの絶対量の過不足が存在するとは必ずしも言えない）。 また、ナトリウムの過不足は、通常、浮腫・脱水など細胞外液量の異常としてあらわれる^[1]。

血清ナトリウム値は、主に、生体内の水分保持に関わる浸透圧系（バソプレッシン）と、ナトリウムの保持と有効循環血液量の維持に関わる容量調節系（レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系とナトリウム利尿ペプチド（英語版））によりコントロールされており、腎臓での水やナトリウムの再吸収の調整により、非常に狭い範囲に維持されている^[9][10]。

基準値

基準値としては、135〜145 mmol/Lがよく用いられる^[3]。

診断基準

通常、135 mmol/L未満を低ナトリウム血症、145 mmol/Lを超えるものを高ナトリウム血症、とする^[4]。

基準範囲

日本人の基準範囲（健康とみなされる基準集団の中央の95 %の範囲）は138〜145 mmol/Lである（JCCLSの共有基準範囲^[15]）。 （135〜137 mmol/Lは基準範囲外であるが、低ナトリウム血症には該当しない境界域である。）

単位

通常、国際単位系（SI）に準じて、ミリモル毎リットル（mmol/L）で表示するが、ミリ当量（mEq、メック）毎リットル（mEq/L）が用いられることがある。 ミリ当量はミリモルにイオンの価数を乗じて計算するが、ナトリウムは一価のイオンであるので、mmol/LとmEq/Lは同じ値になる。

生理的変動

食事による変動は僅かであり、通常は問題とされない（食塩6 gを含む食事摂取で血清ナトリウムは一過性に 3 mmol/L前後上昇との報告がある^[16]）。 血清ナトリウムに臨床的に意味のある性差や年齢差はないが、妊娠中は 3–6 mmol/L 低下する。これは視床下部の浸透圧受容体の閾値が低下するためである^[17]。

診断基準

基準値上限145 mmol/Lを超えた高値は高ナトリウム血症とされる。 155 mmol/L以上の高値は重度の高ナトリウム血症とみなされることがある（施設によってはパニック値として扱う場合がある）^[3][18]。

疫学

救急患者の1〜2 %程度に高ナトリウム血症がみられるとされる^[4][19]。 乳児（胃腸炎、哺乳不十分など）と高齢者（特に自力で飲水困難な場合）でよくみられる。経口摂取が正常にできる状態では口渇のため飲水するので、高ナトリウム血症にはなりにくい^[20][21]。

症状

口渇、皮膚・粘膜の乾燥、頻脈、易刺激性、興奮などが見られる。重度になると脱力感、高熱、傾眠、昏睡、痙攣などが出現することがある。重篤な合併症として、くも膜下出血や硬膜下出血がある（脳細胞の脱水により脳が収縮して脳表と硬膜を繋ぐ橋静脈の断裂が起きやすくなるため）^[20][21]。

原因

高ナトリウム血症は高張性高浸透圧状態であり、通常、体内の水分（自由水）の相対的な欠乏により起こる。ナトリウムの過剰負荷によることはまれである。 水分欠乏の原因としては、水摂取不足（飲水不十分、口渇中枢障害）、腎からの水分喪失（尿崩症、尿糖やマンニトール投与による浸透圧利尿など）、腎外の水分喪失（下痢、嘔吐、発汗など）などがあげられる^[3]。

水摂取不足

経口摂取の低下、または、口渇感の低下により水分摂取不足が起こりうる。 前者は、食欲低下、食事制限、消化管疾患・口腔咽頭疾患、高齢者・小児等で自分で適切に水分摂取できない場合などが該当する。 後者は、高齢者・精神障害における口渇認知の低下、視床下部口渇中枢の機能異常などでみられる。

腎からの水分排泄過多

原因としては、尿崩症（中枢性・腎性）、浸透圧利尿（コントロール不良の糖尿病、マンニトール投与、等）、利尿剤投与、高カルシウム血症、低カリウム血症などがあげられる。

腎外からの喪失

消化管（下痢・嘔吐^{[注 6]}・ストーマなど）、皮膚（発熱、高温環境、発汗過多、熱傷、など）、 術後ドレーンなどがあげられる。（いずれにおいても、ナトリウムの喪失も伴っているが、水の喪失がより高度であれば、高ナトリウム血症に至る）。

ナトリウム摂取過剰

ナトリウム摂取過剰による高ナトリウム血症は、医源性（高濃度のナトリウムを含む薬剤投与）や食塩中毒(自殺企図など)、海水での溺水などで起こりうるが、稀である。

その他

原発性アルドステロン症などのアルドステロン過剰状態でナトリウム再吸収が亢進してナトリウム貯留がおきるが、まれに軽度の高ナトリウム血症がみられることがある（機序として浸透圧受容体の閾値の変化も示唆されている）^[22]。

治療

原疾患への対策、有効循環血液量（英語版）の維持、水分補給（可能なら経口的に）を行う。 急速な血清ナトリウム値の補正は、脳浮腫をきたすリスクがある^[20][21]。

診断基準

通常、血清ナトリウム濃度が基準値下限の 135 mmol/Lを下回るものを低ナトリウム血症とする^{[23][4] [注 7]}。 一般に、130〜134 mmol/Lは軽度、125〜129 mmol/Lは中等度、124 mmol/L以下は高度の低ナトリウム血症とみなされる^[4]。

低ナトリウム血症の重篤度には時間経過も関係し、 通常、経過が48時間以内にものを急性、48時間を超えるか、または期間が不明のものを慢性とする^[4]。

なお、高ナトリウム血症は、通常、高張性であるが、低ナトリウム血症は低張性とは限らず、 等張性ないし高張性の場合があり、後述の#偽性低ナトリウム血症、#移行性低ナトリウム血症を参照されたい。 以下、基本的に低張性の低ナトリウム血症について述べる^{[注 8]}。

疫学

低ナトリウム血症はもっとも高頻度にみられる電解質異常である。 外来患者の約 7 %に低ナトリウム血症がみられ、全死亡リスク、悪性腫瘍、歩行不安定、骨粗鬆症、転倒転落に関連するとされる^[4]。 また、入院患者の約 28 %^[4]から35 %^[23]に低ナトリウム血症がみられ^{[注 9]}、死亡リスク（約2倍）や長期の入院に関連するとされる^[4]。

症状

軽度の低ナトリウム血症では、症状に乏しいことが多い（原疾患によるものを除く）。中等度以上の低ナトリウム血症では、悪心や倦怠感が最初に出現することが多い。高度の低ナトリウム血症では、頭痛、傾眠、不穏、見当識障害などがみられる。高度の低ナトリウム血症が急速に発症した場合は、痙攣、昏睡、脳ヘルニアが出現して呼吸停止、死亡や永続的な神経学的後遺症に至ることがある^[24]。

なお、低ナトリウム血症の症状の重篤度はナトリウムの低下速度にも依存し、慢性の低ナトリウム血症では高度の低ナトリウム血症でも症状に乏しいことがある^[25]。

原因

低ナトリウム血症は、まず血漿浸透圧を確認して低張性かどうかを確認する場合がある。 低張性でなければ、後述の偽性低ナトリウム血症ないし移行性低ナトリウム血症である。 以下、低張性の低ナトリウム血症について述べる。

低ナトリウム血症は、ナトリウム喪失、水の貯留、またはその両者の組み合わせにより生じるが、多くの低ナトリウム血症は腎からの水排泄の低下による。 人体はナトリウムを体内に保持する能力が高く、ナトリウム摂取不足は、それ単独では、低ナトリウム血症の原因にならないのが通常である。

低ナトリウム血症のよくみられる原因としては、水過剰状態（抗利尿ホルモン不適合分泌症候群（SIADH）、心因性多飲、水中毒）、 浮腫性疾患（ネフローゼ症候群、心不全、肝硬変など）、 腎からのナトリウム喪失（利尿剤、塩類喪失性腎症（腎臓のナトリウム再吸収障害）、鉱質コルチコイド作用不足・副腎不全など）、 腎外性のナトリウム喪失^{[注 6]}（嘔吐、下痢、ドレーン、熱傷、重症膵炎など）などがあげられる^[3]。

低ナトリウム血症は、細胞外液量により分類されることが多く、以下、細胞外液量別に述べる。

細胞外液量増加を伴う低ナトリウム血症

ナトリウムと水の過剰である。頻度が多い。

浮腫性疾患

肝硬変、心不全、ネフローゼなどでは、 有効循環血液量（英語版）が減っているため、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系が亢進して腎臓でのナトリウム再吸収が増加し、 尿中ナトリウムは低値（20 mmol/L未満）となるのが通常である^[1]。

腎不全（急性、慢性）

腎臓でのナトリウム再吸収能が低下し、尿中ナトリウムは、通常、20 mmol/L以上である^[1]。

細胞外液量の大きな変化を伴わない低ナトリウム血症

多くの場合、水過剰状態である。高齢者で顕性化しやすい。

SIADH（ADH分泌異常症候群）

不適切に増加したADHにより循環血液量が増えると、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系が抑制され、ナトリウム利尿ペプチドが分泌されるので、尿量と尿中ナトリウム排泄が増加する。尿中ナトリウム濃度は不適切に高く、20 mmol/L以上である（SIADH診断基準^[26]）^[25]。

結果的に、循環血液量は正常ないし軽度増加に留まるがナトリウムが尿中に失われ低ナトリウム血症をきたすことになる^[1]。 SIADHの原因としては、肺小細胞癌をはじめとする悪性腫瘍、中枢神経疾患、肺疾患、薬剤（カルバマゼピン、抗うつ剤、フェノチアジン、ビンクリスチンなど）をはじめ、様々なものが知られている^[4][25]。

浸透圧閾値の再設定（reset osmostat）

浸透圧受容体の閾値が正常より低い値になっている。血漿浸透圧が下がればADHが抑制されるのがSIADHとの差である。妊娠時には浸透圧閾値の低下のため、血清ナトリウムが軽度低下する。

水中毒

運動中の水摂取（運動関連性低ナトリウム血症）、ビール多飲、心因性多飲症などによる。 尿中ナトリウム濃度は低下し、尿浸透圧は通常 100 mOsm/kg H2O 未満に低下する^[27][1]。

甲状腺機能低下症

高度の甲状腺機能低下症でみられることがある^[1]。

細胞外液量減少を伴う低ナトリウム血症

ナトリウムと水の両方が欠乏しており、ナトリウム喪失が水喪失を上回る状態と考えられる。

腎性のナトリウム喪失

原因としては、利尿剤（サイアザイド、ループ利尿剤）、浸透圧利尿、副腎不全、鉱質コルチコイド作用不足、塩類喪失性腎症、中枢性塩喪失症候群^{[注 10]}、などがあげられる。 一般に尿中ナトリウム濃度は低下していない（20 mmol/L以上）^[1][4]。

腎外性のナトリウム喪失

原因としては、嘔吐、下痢、腸閉塞などによる消化液吸引、高度の熱傷、重症膵炎（間質・サードスペースへの体液喪失）などがあげられる。 腎不全がない限り、尿中ナトリウム濃度は低下している（＜ 20 mmol/L）^[1]。

低張性でない低ナトリウム血症

低ナトリウム血症は、通常、血漿浸透圧の低下を伴う（低張性）が、 等張性ないし高張性の低ナトリウム血症も存在することに留意する必要がある。

治療

原因となる疾患の治療や病態への対策を行う。 体液量が減少している低ナトリウム血症では、生理食塩水補液を行うことがある。 体液量が正常または増加している低ナトリウム血症では水分制限と食塩の経口投与、トルバプタン（V2受容体拮抗薬）などが用いられることがある（海外では尿素の経口投与が行われることもある）^[4]。

重篤な症状を伴う高度の低ナトリウム血症では 3 %高張食塩水を投与することがある^[4]。

慢性の低ナトリウム血症で急速に血清ナトリウムを上昇させた場合の重篤な副作用として、中枢神経系の脱髄病変があり、浸透圧性脱髄症候群（ODS）と呼ばれる^{[注 11]}。 ODSの危険因子がある場合は一日の血清ナトリウム上昇を 8 mmol/L未満に抑える緩徐な補正が推奨されている^[26][23]。

血漿浸透圧

血漿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、浸透圧はナトリウム濃度に並行して変化することが多いが、中毒物質（メタノールなど）や外因性浸透圧物質（エタノール、マンニトール、グリセロールなど）が血中に存在する場合は、ナトリウム濃度に見合わない高浸透圧が見られることがある。血漿浸透圧は偽性低ナトリウム血症（血漿浸透圧は通常正常）や移行性低ナトリウム血症（高浸透圧）の診断に有用である ^[30]。詳細は血漿浸透圧、浸透圧ギャップ参照。

尿浸透圧

尿浸透圧は血漿浸透圧の恒常性を維持するために広い範囲で動く。 血清ナトリウム濃度や血漿浸透圧に対し腎臓が適切な応答をしているかどうかで高ナトリウム血症や低ナトリウム血症の病態を推測することができる^[3][30]。 詳細は尿浸透圧参照。

尿中ナトリウム

尿中ナトリウムは、血清ナトリウムと異なり、血清ナトリウムや有効循環血液量（英語版）の恒常性を維持するために広い範囲の濃度を取る。 低ナトリウム血症・高ナトリウム血症がある場合、腎からの水またはナトリウムの喪失があるかどうかの判断に有用である。 一般に、尿中ナトリウムが20 mmol/L以下であれば、細胞外液量の減少や有効循環血液量の低下に対する適応反応としての腎でのナトリウム再吸収の亢進の可能性が考えられる^[3][1]。