ホメオスタシスとバイタルサイン：健康とその回復における役割

はじめに

健康な人間の体は、知られていることによって自らを保つためにすべての仕事をします。 老廃物を排泄し、酸素を吸入して糖からエネルギーを放出する。 老廃物を排出したり、酸素を吸入して糖分からエネルギーを放出したりします。また、消耗した細胞の代わりにちょうどよい数の細胞を作ったり、必要な反応を知らせるためにちょうどよい量のホルモンを作ったりして、自分自身のバランスを保つためにホメオスタシスという過程を利用しています。 この記事では、ホメオスタシス、健康を維持するための中心的な役割と、不健康な状態で、バイタルサインがそれを回復するための鍵となる方法について説明します。 これらの活動は日常生活動作（ADL）として知られ、身体の基礎的な生理学的プロセスを反映しており、健康の尺度として用いられている。 どのADLができないか、または困難かを判断することは、医療専門家が彼らのニーズを評価するのに役立ちます。 ADLは、その人の手助けへの依存度を測定するものです。 例えば、退院前に患者さんが自立した生活を取り戻せるか、さらなる支援が必要かを評価するために用いられます。 これらは順番に、私たちの体のシステムによって実行されます。 健康な状態では、これが正しく、適切なレベルで行われます。

細胞に安定性を与える

すべての生命は細胞性であり、つまり細胞でできています。 すべての生物と同様に、人間も細胞を維持しなければ生きていけません。

• 外部環境：私たちがいる地球という惑星、
• 内部環境：私たちの皮膚の下のもの。 私たちは、変化するもの、すなわち変数（外気温、水位、気圧、酸素濃度、窒素濃度など）を測定することはできますが、それらについてできることはほとんどありません。 私たちの内部環境はこれらの変化の影響を受けますが、生命が継続するためには安定している必要があります。

  体内のすべての細胞は、タンパク質などの化学物質でできており、非常に特殊な条件下でのみ生存することが可能になっています。 たとえば、卵は主にアルブミンというタンパク質でできていますが、アルブミンは熱を加えると固まり、私たちは「ゆで卵」を作ることができません。 私たちの体もアルブミンを含んでおり、同様に温度変化に弱いのです。 体の反応を起こす酵素は、タンパク質でできています。 細胞もタンパク質も、内部（および外部）環境の変数の変化に対して非常に敏感です。 細胞は、とりわけ、一定の温度、pH（私たちの酸塩基平衡を明らかにする水素イオン濃度の指標）、浸透圧バランス（水と溶質のバランス）、エネルギーレベル（糖と酸素）に保つ必要がある。 また、成人では数十兆個という膨大な数の細胞が集まっているため、細胞同士がコミュニケーションをとり、お互いの状態を知らせ合う必要があります。

  受容体とエフェクター

  体は、神経系や内分泌系などの体のシステムを通じて、自動的に自分自身を監視しています。 それは内部環境の変化に関する情報を受け取る多くの検出器を持っています-それらは受容体と呼ばれます。 化学物質の変化（化学受容体）、血圧の変化（圧受容器）、温度（熱受容体）、痛みを引き起こすほどの触覚や熱（侵害受容体）などを感知する受容体もあります。

  受容体が、監視するように設計された変数の状態の変化に関する情報を受け取ると、脳に信号を送り、すべての情報が 1 か所に集まるように中央で調整します。 そして、適切な行動や反応を引き出すために、応答メッセージが送られます。 この反応は、電気的なもの（神経系を介して送られる）と化学的なもの（内分泌系を介して送られる）があり、私たちの内部状態を最適な状態に戻すための変化、つまり効果を促します。

  これは、反応を引き起こすことから「エフェクター」と呼ばれる器官や細胞によってもたらされる（図1）。 外部環境は暑くなったり寒くなったりすることがある。 体内環境では、体から水分が蒸発し、食物がpHを変化させ、細胞が死んで正しい数に置き換わる必要がある。 これらの内部環境の変化の影響を監視し、補正する。

  外部環境を制御することはできないが、身体は内部環境を調節して、すべての変数の変化に対して正しい応答を導き出すことができる。 たとえば、腎臓は塩分、水分、pHを調節し、血液は体のあらゆる部分に熱を運ぶとともに、細胞に酸素を供給し、細胞から二酸化炭素を除去しています。 このような調節はすべてホメオスタシスによって行われます。

  健康の礎

  ホメオスタシスは、私たちの存在の中心にあるものです。 それは、単なる化学物質の集合体としてではなく、私たちを生かすための調節メカニズムです。 この概念は、1865年にクロード・ベルナールによって初めて提唱され、後にウォルター・キャノン（Cannon, 1926）によって命名された（Cedar, 2012）。 安定した内部環境を維持すること」と表現されることが多い。 しかし、この定義は学生の医療専門家にはあまり意味をなさない傾向がある。彼らが資格を持った実務家になったとき、健康とホメオスタシスが結びついていないことが、臨床実践の問題となるのである。 ホメオスタシスが健康の基礎であり、その回復が臨床ケアの基礎であることを理解することが、患者の旅と臨床的意思決定を理解する第一歩である。

  ホメオスタシスは、生理プロセス（身体が行うこと）とその細胞（身体が何でできているか）を結びつけている。 恒常性維持機構は、体内の変数を正常範囲内の適切なレベルに保ち、細胞の生存と成長を保証する。 ホメオスタシスとは、体内環境を安定した正常な状態に維持する生理的プロセスのことです。

  変化への適応

  人間は動的な存在である。 一日中、身体は変動している：暑くなったり寒くなったり、汗をかいたり脱水状態になったり、エネルギッシュになったり疲れたりするのである。 健康なときは、こうした変化にほとんど気づかない。なぜなら、変数を調整し、安全な場所に戻すような行動をとることができるからである。

  外部および内部環境は常に変化しているので、身体は内部環境の変数を、その細胞にとって許容できる範囲内に維持する必要があり、これはホメオスタシスによって行われる。 身体は1秒ごとに起こる変化を測定し、さらに変化をもたらす信号を送って、内部環境の安定性を回復させ、その変数を正常な範囲に保つ。 これが行われる主なメカニズムは「ネガティブフィードバック」と呼ばれる。

  変化を打ち消す

  ネガティブフィードバックは、変化の方向に反対することで機能する。 ある変数が一方向に変化すると、負のフィードバックは、その変数をできるだけ「設定点」に近づけるために反対方向に変化させます（図2）。 例えば、人間の体内サーモスタットは約37℃に設定されている。 体温が高くなると、体を冷やすために負のフィードバック機構が働きます。汗をかいて体から熱を蒸発させ、皮膚の表面にある血管を拡張して熱を放出させ、涼しい場所や冷たい飲み物を探します。 震えることで体を温め、筋肉が動かずに収縮して熱を作り出し、血管が収縮して熱の損失を防ぎ、温かい飲み物を求めます。

  負のフィードバック機構は、生理機能に影響するだけでなく、行動にも影響を与え、冷たい飲み物を飲んだり温かいセーターを着たりといった特定のことをするよう動機付けます。 これは、恒常性維持のためのコントロールセンターの多くが脳に存在するためです。 脳からの出力は、内分泌腺によるホルモンの分泌、筋肉の動き、気分、意欲、感情に影響を与えます。

  

  Amplifying change

  また、恒常性は正のフィードバックによって働くと言われており、変化は反対ではなく、促進されている場合。 ポジティブフィードバックの典型的な例は、血管の損傷に伴う血液凝固の例である。 血管の損傷は、普段は静止している血液中の因子にシグナルを送る引き金となる。 最初の因子が活性化すると、様々な因子が活性化するシグナルカスケードが発生し、血液凝固が起こり、体は損傷した血管を修復することができる。このような変化を打ち消してプロセスを止めてしまうようなネガティブフィードバックは望ましくない。 正帰還は目標指向で、変数をリセットするのではなく、変化を増幅させますが、その結果、変数が以前の健康な状態にリセットされる可能性が高いのです。

  私たちは、各変数に「設定点」があり、その周辺で限られた程度に変動することを見てきました。

  何が起きているかの兆候

  患者は、「熱っぽい」「気分が悪い」といった「症状」、つまり主観的な感情を示す。 これらは根本的な原因を診断するものではないので、何が起こっているのかを確認するために客観的な指標が必要です。 バイタルサインを測定し、正常な設定値または範囲と比較することができます。 表1は、看護師がモニターする主なバイタルサインとその正常値を示している。

  • 電解質（例：ナトリウム、カリウム、カルシウム）;
  • 血液（例：ヘモグロビン、赤血球、好中球、赤血球沈降速度）;
  • 尿（例：グルコース、クレアチニン）:さらなる診断検査が含まれる場合があります。

  

  体温や血圧などのバイタルサインが正常範囲外の場合、この情報は問題の原因を診断し必要な治療を決定するために使用することができます。

  どのバイタルサインが正常範囲外であるかを判断することは、医療専門家が根本的な原因を突き止め診断するのに役立つため、バイタルサインの測定は、何が問題かを見つけるための基礎となるものだ

  ほとんどの人は「正常」であるバイタルサインを持っている。 例えば、細胞内の化学反応を起こすためには、約37℃の体温が必要で、ほとんどの人は、ほとんどの時間、その温度付近で過ごしています。 しかし、激しい運動は体温を上昇させるので、体温は安静時に測定すべきです。このため、最近体を動かした患者には、バイタルサインを測定する前にしばらく待つように言われることがあります。 安静時のバイタルサインが正常範囲外の場合、異常と見なされます。

  一日中、各変数やバイタルサインは設定点付近で変動しています（図2）-これは正常で、設定点に戻そうと恒常的なメカニズムが働いているのです。

  不健康な状態でのホメオスタシス

  ホメオスタシスとは、臨床的支援とは無関係に体内環境を維持できることで、健康の指標となるものである。

  病気のとき、身体のホメオスタシスは、その変数があるべき範囲からあまりにも遠くに挑戦している – 変数を設定ポイントに復元することができる限界または期間を超えて、我々は気分が良くありません。 多くの場合、身体は自己修復し、ホメオスタシスを再確立することができます。 そのような状況では、主観的に体調不良（症状）を感じるが、臨床的な助けを求めたり、客観的な指標（兆候）を得る前に回復する。

  時には、身体が自己修復できず、恒常性を回復するために臨床的な介入が必要な場合もある。 バイタルサインを測定することで、医療専門家は、変動が大きすぎるもの、または長すぎるものを確認することができる(Rose and Clarke, 2010)。 その後、薬、外科的処置、呼吸補助などの臨床的介入を行い、恒常性を回復させることができる（2999）

  Vital signs and emergencies

  緊急時には、バイタルサインが通常と異なることがある。 例えば、出血により血圧が低下していたり、心筋梗塞によりpHのバランスが崩れていたり、腎不全により浸透圧バランスが変化していたりする。問題を評価するために、すべての医療専門家は迅速に行動し、どの身体システムに障害があるかを確認するためにバイタルサインを測定し、これらの測定が正確かつ包括的であるようにしなければならない（Lord and Woollard, 2010）。 バイタルサインを迅速かつ頻繁に測定することは、痛みを防ぎ（Elliot and Coventry, 2012）、原因物質の検出を向上させます。

  バイタルサインを徹底的に評価することによる迅速な診断は、不調な身体系を迅速に治療することが可能になります。 これは、生と死の間だけでなく、良い結果（健康に完全に回復する）と悪い結果（問題が続く）の間にも大きな違いをもたらすことがあります（Kim et al, 2017; Kenzaka et al, 2012）。

  Importance of vital signs

  臨床医は、恒常性を測る客観的尺度である患者の生命兆候（kim et al, 2017）を継続的に監視して患者の健康の改善または悪化が起こっているかどうかを評価することができます。 これらの客観的な指標を武器に、恒常性を回復させ、場合によっては死を遅らせるような臨床介入を実施することができます

  しかし、バイタルサインの測定は不完全なことが多く、これはアウトカムに影響を与えます。 オーストラリアの23の病院を対象としたある研究では、後に有害事象を経験した患者の77％が、記録から少なくとも1つのバイタルサインが欠落していました（Chen et al, 2009）

  Mokら（2015）によると、バイタルサイン測定に対する看護師の態度は教育レベルの影響を受け、著者は「作業負荷計画においてバイタルサインモニターを優先的に行う必要がある」と結論付けています。

  より小規模な研究では、バイタルサイン測定が完全でないために看護師の臨床判断能力が損なわれ、患者の悪化の検出に限界があると結論付けています（Cardona-Morrell et al, 2016）。 他にも、バイタルサインが診断やモニタリングの中心であることを示す論文は数多くあります（Boulanger and Toghill, 2009）。

  医療従事者や学生は、バイタルサインの基礎となる理論を理解するとともに、測定するための臨床スキルを持つことが極めて重要です（Rose and Clarke, 2010）。 バイタルサインの測定を単なる作業の一つと考え、それが恒常性と健康の回復の中心であることを知らない場合、患者の安全性は危険にさらされます（Griffiths et al, 2015）。 看護師は、バイタルサインの測定が診断、臨床的な意思決定、治療、モニタリングの中心であることを理解する必要があります。 バイタルサインの測定方法を知っているだけでは不十分であり、その意味を理解し、なぜその測定を行うのかを知ることが、患者の転帰にとって重要である。

  看護師の役割

  臨床介入が成功すると、患者はできるだけ自立した存在、あるいは臨床的助けを求めて臨床介入に依存する前の状態に戻されることになる。 バイタルサインを正確に評価し、定期的にモニタリングする看護師の役割は不可欠です。これにより、正しい治療が行われ、回復が促進され、恒常性が回復し、患者は健康を取り戻すことができます。

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  Key points

  • 人体はホメオスタシスによって安定状態を維持しており、生命にとって中心である
  • Vital signs is an objective measure of homoeostasis
  • In ill health, バイタルサインの正確な測定は、診断、臨床的な意思決定、治療において非常に重要です。
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