StudyMed医師国家試験

新生児は「小さな大人」ではない―水分・体表面積・ビリルビン・HbFで読み解く生理の違い

第104回医師国家試験 E問題 第38問

国試問題にチャレンジ

第104回 E問題 第38問

成人と比べた成熟新生児の特徴はどれか。

  1. a.腎の濃縮能が高い。
  2. b.体重あたりの体内総水分量が多い。
  3. c.体重あたりの体表面積が小さい。
  4. d.体重あたりのビリルビン産生量が少ない。
  5. e.ヘモグロビンの酸素親和性が低い。

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、成熟新生児の生理を成人と比べる問題だ。体液組成、体格、臓器の未熟性、胎児期からの移行という4つの観点で整理し、各選択肢の「大きいか小さいか」という向きに注意して読むのがコツだよ。まず体の水分から考えてみよう。
医学生医学生
赤ちゃんは肌がみずみずしいので、水分は多そうなイメージです。
ドクタードクター
その感覚は正しい。体内総水分量は成人で体重の約60%なのに対し、成熟新生児では約75〜80%。特に差が大きいのが細胞外液で、成人の約20%に対して新生児は約40%前後もある。だから正解は、体重あたりの体内総水分量が多い、という記述だ。
医学生医学生
生理学の講義で「60-40-20」と覚えた数字が、新生児だと全然違うんですね。
ドクタードクター
そう。年齢とともに細胞外液の割合が減って、1歳頃には成人に近づく。早産児ほど水分の割合はさらに大きいよ。では次、腎の濃縮能はどうだろう。
医学生医学生
水分が多いなら、それを調節する腎臓の力も強そうな気がしますが……。
ドクタードクター
そこは逆なんだ。新生児の腎は未熟で、最大尿浸透圧は成人の半分程度にとどまる。ヘンレ係蹄が短くて髄質の浸透圧勾配が十分にできないことや、ADHへの反応が弱いことが理由だ。希釈は比較的できるけれど、濃縮が苦手なので水を節約できない。
医学生医学生
だから水分が足りないとすぐ脱水になるんですね。小児科実習で、胃腸炎の乳児がみるみる元気をなくしていくのを見ました。
ドクタードクター
まさにそれ。新生児・乳児は水の出入りが大きく、自分で喉の渇きを訴えることもできない。次は体表面積だ。体重あたりの体表面積は成人より大きい?小さい?
医学生医学生
体が小さいから体表面積も小さい、と一瞬思いましたが、「体重あたり」なので逆でしょうか。
ドクタードクター
その通り。体重は長さの3乗、体表面積は2乗に比例するから、小さいほど体重あたりの表面積は大きくなる。新生児は成人の約2〜3倍だ。熱が逃げやすく低体温になりやすいし、不感蒸泄も多い。出生直後にすぐ体を拭いて保温するのはこのためだよ。
医学生医学生
産婦人科実習の分娩立ち会いで、助産師さんが真っ先にタオルで拭いていた理由がわかりました。
ドクタードクター
いい経験だね。続いてビリルビン産生量。新生児黄疸を思い出すとどうかな。
医学生医学生
黄疸が出やすいのは肝臓の抱合が弱いからで、産生量自体は体が小さいぶん少ない……とか?
ドクタードクター
惜しい、そこが引っかけだ。体重あたりで見ると、新生児のビリルビン産生量は成人の約2倍以上ある。胎内の低酸素環境に適応して赤血球が多い、いわゆる生理的多血の状態で生まれ、肺呼吸で酸素化が改善すると余った赤血球が壊される。しかも新生児の赤血球の寿命は成人の約120日より短い。
医学生医学生
産生が多いうえに、UGT1A1の活性が低くて抱合も追いつかない、と。
ドクタードクター
そう、さらに腸内細菌叢が未発達で腸肝循環も亢進している。この3つが重なって生理的黄疸が生じるんだ。最後にヘモグロビンの酸素親和性。
医学生医学生
胎児ヘモグロビンは、母体から酸素を奪うために親和性が高いはずです。だから「低い」は誤りですね。
ドクタードクター
正解。HbFはα2γ2で、酸素親和性を下げる2,3-BPGと結合しにくい。そのため酸素解離曲線は左方移動し、P50は成人より低い。出生時は赤血球中のヘモグロビンの7〜8割がHbFで、生後半年〜1年ほどでほぼHbAに置き換わる。
医学生医学生
4つの観点で考えると、どれも脱水・低体温・黄疸という新生児のトラブルにつながっていますね。
ドクタードクター
まさにそこが臨床で大事なところ。補足すると、体重あたりの基礎代謝や酸素消費量、水分必要量も成人より多いし、熱産生はふるえではなく褐色脂肪組織による非ふるえ熱産生が中心だ。生理的黄疸は生後2〜3日で出て4〜5日頃にピーク、2週間以内に消えるのが典型だから、生後24時間以内の黄疸や長引く黄疸は病的なものを疑ってほしい。輸液量や薬の量を体重や体表面積で計算するのも、こうした生理の違いを前提にしているんだ。

まとめ

成熟新生児は体内総水分量が体重の約75〜80%と成人(約60%)より多く、とくに細胞外液が約40%と大きな割合を占めます。一方、腎の尿濃縮能は成人より低く、体重あたりの体表面積は大きいため、脱水や低体温を起こしやすいのが特徴です。また生理的多血と赤血球寿命の短さから体重あたりのビリルビン産生量は多く、肝の抱合能の低さや腸肝循環の亢進と相まって生理的黄疸が生じます。胎児ヘモグロビンは2,3-BPGと結合しにくく酸素親和性が高い(解離曲線の左方移動)ため、胎盤での酸素の受け取りに有利です。新生児を「小さな大人」ではなく固有の生理をもつ存在として理解することが、輸液管理や体温管理、黄疸の評価など新生児診療の基本につながります。

解答・解説

正解はbです

成熟新生児(在胎37週以上42週未満で出生した児)の生理を成人と比較する問題である。新生児は「小さな大人」ではなく、体の組成や臓器機能が成人と大きく異なる。本問は次の4つの観点で整理すると解きやすい。 1. 体液組成: 体重に占める水分の割合、とくに細胞外液の割合が成人より大きい。 2. 体格: 体が小さいほど体重あたりの体表面積は大きくなる。 3. 臓器の未熟性: 腎の尿濃縮能や肝のビリルビン処理能などは発達途上にある。 4. 胎児期からの移行: 胎児は子宮内の低酸素環境に適応するため、赤血球が多く、酸素と結合しやすい胎児ヘモグロビン(HbF)をもつ。その名残が出生後もしばらく続く。 これらの特徴は、新生児が脱水、低体温、黄疸(新生児黄疸)を起こしやすい理由と直結している。各選択肢の記述を「成人より大きいか小さいか」という向きに注意して判定すればよい。

選択肢考察

  1. ×a.  腎の濃縮能が高い。

    誤り。新生児の腎は未熟で、尿を濃縮する力は成人より低い。最大尿浸透圧は成人で約1,200 mOsm/kg前後に達するのに対し、新生児ではおおむね600〜700 mOsm/kg程度にとどまり、成人のおよそ半分以下である。原因として、ヘンレ係蹄が短く髄質の浸透圧勾配が十分に形成されないこと、集合管の抗利尿ホルモン(ADH、バソプレシン)に対する反応が弱いことなどが挙げられる。一方、尿を薄める能力(希釈能)は比較的保たれている。濃縮能が低いため、水分摂取が不足すると水を節約できず、脱水に陥りやすい。

  2. ○b.  体重あたりの体内総水分量が多い。

    正しい。体内総水分量が体重に占める割合は、成熟新生児で約75〜80%、成人で約60%であり、新生児の方が多い。特に差が大きいのは細胞外液で、成人では体重の約20%であるのに対し、新生児では約40%前後を占める(細胞内液は逆に新生児の方が少ない)。年齢とともに細胞外液の割合が減り、1歳頃には成人に近い組成になる。細胞外液が多く、しかも1日あたりの水分の出入り(代謝回転)が大きいため、摂取不足や下痢・嘔吐で容易に脱水となる。

  3. ×c.  体重あたりの体表面積が小さい。

    誤り。体重は体の長さの3乗、体表面積は2乗に比例するように増えるため、体が小さいほど体重あたりの体表面積は相対的に大きくなる。新生児の体重あたりの体表面積は成人の約2〜3倍である。そのため皮膚からの熱の放散が多く低体温になりやすいこと、皮膚や呼気からの不感蒸泄が多く脱水になりやすいことが臨床上重要である。出生直後に児の体を拭いて保温するのはこのためである。

  4. ×d.  体重あたりのビリルビン産生量が少ない。

    誤り。新生児の体重あたりのビリルビン産生量は成人の約2倍以上である(新生児で約6〜10 mg/kg/日、成人で約3〜4 mg/kg/日)。理由は、(1) 胎児期は低酸素環境に適応して赤血球数・ヘモグロビン濃度が高く(生理的多血)、出生後に肺呼吸で酸素化が改善すると余剰の赤血球が壊される、(2) 胎児・新生児の赤血球の寿命は約70〜90日と成人(約120日)より短い、などである。さらに肝のグルクロン酸抱合酵素(UGT1A1)の活性が低く、腸肝循環も亢進しているため、処理が追いつかず生理的黄疸が生じる。

  5. ×e.  ヘモグロビンの酸素親和性が低い。

    誤り。出生時の新生児の赤血球には胎児ヘモグロビン(HbF、α2γ2)が約70〜80%含まれる。HbFは酸素親和性を下げる因子である2,3-ビスホスホグリセリン酸(2,3-BPG、2,3-DPGともいう)と結合しにくいため、成人ヘモグロビン(HbA、α2β2)より酸素親和性が高い。酸素解離曲線は左方へ移動し、P50(ヘモグロビンの50%が酸素と結合する酸素分圧)は成人の約27 mmHgに対し約19〜20 mmHgと低い。これにより胎児は胎盤で母体血から効率よく酸素を受け取ることができる。HbFは出生後徐々にHbAに置き換わり、生後半年〜1年ほどで成人とほぼ同じ割合(1%未満)になる。

体液組成の年齢による変化(体重に対する割合の目安)

・成熟新生児: 総水分量 約75〜80%、細胞外液 約40%、細胞内液 約35% ・乳児(1歳頃): 総水分量 約65〜70%、細胞外液 約25〜30% ・成人: 総水分量 約60%、細胞外液 約20%、細胞内液 約40% ・早産児ほど総水分量・細胞外液の割合はさらに大きい。

新生児が脱水になりやすい理由

・細胞外液の割合が大きく、水分の代謝回転が速い(1日に細胞外液の約半分が入れ替わるとされる)。 ・体重あたりの体表面積が大きく、不感蒸泄が多い。 ・腎の尿濃縮能が低く、水を保持しにくい。 ・口渇を自分で訴えて水分をとることができない。

新生児の生理的黄疸の機序

・ビリルビン産生の増加: 生理的多血、赤血球寿命の短縮 ・肝での取り込み・抱合の低下: UGT1A1活性が低い ・腸肝循環の亢進: 腸内細菌叢が未発達で、腸管のβ-グルクロニダーゼにより抱合型ビリルビンが非抱合型に戻され再吸収される 生理的黄疸は生後2〜3日で出現し、4〜5日頃にピークを迎え、2週間以内に消退するのが典型である。

胎児ヘモグロビン(HbF)

・構造はα2γ2。成人の主なヘモグロビンはHbA(α2β2)、少量のHbA2(α2δ2)。 ・2,3-BPGとの結合が弱いため酸素親和性が高く、酸素解離曲線は左方移動する。 ・胎盤での母体から胎児への酸素移行を有利にする。

その他の新生児の特徴(成人との比較)

・体重あたりの基礎代謝量、酸素消費量、水分必要量が多い。 ・心拍数(約120〜160/分)、呼吸数(約40〜60/分)が多い。 ・糸球体濾過量(GFR)は体表面積あたりで成人の約1/4〜1/3と低い。 ・褐色脂肪組織による非ふるえ熱産生が主な熱産生手段である。

POINT

・新生児の体内総水分量は体重の約75〜80%(成人約60%)で、特に細胞外液が約40%(成人約20%)と多い。 ・体重あたりの体表面積は成人より大きい → 低体温・不感蒸泄増加。 ・腎の尿濃縮能は低い(希釈能は比較的保たれる) → 脱水になりやすい。 ・体重あたりのビリルビン産生量は多い(生理的多血、赤血球寿命が短い)+ 肝の抱合能が低い → 生理的黄疸。 ・HbFは2,3-BPGと結合しにくく酸素親和性が高い(酸素解離曲線の左方移動)。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。