アルカリイオン水： 尿酸・シスチン尿石症に役立つか誇大広告か？
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アクセス権ありJournal of Urology原著論文1 Feb 2024
アルカリイオン水： 尿酸・シスチン尿石症に役立つか誇大広告か？
https://www.auajournals.org/doi/10.1097/JU.0000000000003767
この記事に対するコメントは以下の通りです：
論説コメント
論説コメント
論説コメント
ポール・ピエドラス
,
アンドレイ・D・クンパナス
,
アマンダ・マコーマック
,
セイエド・アミリヤグブ・M・ラバサニ
,
アントニオ・R・H・ゴルゲン
,
アレン・ロジャーニ
,
ミン＝チャウ・ヴー
,
ロヒト・バット
,
ジョン・アスプリン
,
ザカリー・E・タノ
,
ハイメ・ランドマン
,
ラルフ・V・クレイマン
そして
ローシャン・M・パテル
すべての著者情報を見る
https://doi.org/10.1097/JU.0000000000003767
について
要旨
目的
アルカリイオン水（平均pHが8～10の水）の消費量は、通常の水に代わる健康的な飲料水として世界的に着実に増加している。尿アルカリ化療法は、尿酸やシスチン尿石症の患者に頻繁に処方されるため、我々は市販のアルカリイオン水を分析し、尿pHを上昇させる可能性を評価した。
材料と方法
市販のアルカリイオン水5ブランド（Essentia、Smart Water Alkaline、Great Value Hydrate Alkaline Water、Body Armor SportWater、Perfect Hydration）について、陰イオンクロマトグラフ法と直接化学測定を行い、各製品のミネラル含有量を測定した。その後、各水ボトルのアルカリ含有量を、クエン酸カリウム（尿アルカリ化のゴールドスタンダード）、および尿中クエン酸および／または尿pHの増強に使用される他の飲料やサプリメントと比較した。
結果
ボトル入りアルカリイオン水のpHレベルは9.69～10.15であった。電解質含量はごくわずかであり、生理的アルカリ含量はすべてのアルカリイオン水で1mEq/L以下であった。アルカリイオン水のアルカリ含有量は、クエン酸カリウムのような一般的な結石治療の代替品と比較するとごくわずかである。さらに、いくつかの有機飲料、合成飲料、その他のサプリメントには、アルカリイオン水よりも多くのアルカリ成分が含まれており、AUAおよび欧州泌尿器科学会のアルカリ推奨値である1日あたり30～60mEqを≦3サービング/日で達成することができる。
結論
市販のアルカリイオン水のアルカリ含有量はごくわずかであるため、尿酸およびシスチン尿石症患者にとって水道水と比較して付加的な利益はない。
アルカリイオン水は、電解されたミネラルを含む水であり、岩石を通過する水によってミネラルが溶解し、アルカリ度が上昇する湧水に自然に含まれる。この自然のプロセスは複雑でコストがかかるため、商業生産はできない。そのため、メーカーは電解を利用して水をアルカリ化する方法に移行してきました。電解とは、イオナイザーが電気を利用して、純水から酸性とアルカリ性の代替物を分離する仕組みです。純水が分解されると、陰極側と陽極側でそれぞれ水素ガスと酸素ガスが生成されます1。陰極と陽極の区画は、陰極側の水酸化物イオンと陽極側の水素イオンの混合を防ぐ不透過性の膜で隔てられているため、pH8～10の水を分離することができます2。
高pH水（アルカリイオン水とも呼ばれる）の消費量は、2013年以降、世界的に年平均12.2％増加しており、消費量は2018年の6億3,500万Lから2023年には22億Lに増加すると予想されている3。マウスモデルでは、抗酸化反応の亢進、テロメラーゼ活性の上昇、テロメア長の伸長、活性酸素種の減少などの効果が報告されている4。注目すべきことに、これらの研究の中には、水分補給の改善、運動後の尿pHの上昇、高ミネラルアルカリ水による尿pHの上昇が示唆されているものもあります5,6。これらの研究の結果、多くの企業やオンラインプラットフォームが、あらゆる形態のアルカリ水（例えば、市販のものや真のミネラルウォーターなど）を尿pHを上昇させる能力があるとして販売することに乗じています7,8。我々の知る限りでは、尿酸およびシスチン尿石症に有効な尿pHのアルカリ化に、市販のアルカリイオン水を使用する可能性を評価した研究はこれまでない。
尿石症患者の結石形成は、尿pHの変化に大きく影響される。尿酸結石が形成されるには必ずpHが6以下であることが必要であるのに対し、シスチン結石は尿がアルカリ性になるにつれて溶解度が倍増する9。尿酸結石およびシスチン結石の尿石症患者には、尿のpHを上げるためにクエン酸カリウムが処方されることが最も多い10。投与頻度、錠剤の数と大きさ、費用、副作用のため、クエン酸カリウム錠剤療法のアドヒアランスは、多くの患者にとって困難である11。
そこで、市販されている5種類のアルカリイオン水について、アルカリを含有し、尿pHをアルカリ化する可能性があるかどうかを検討した。そして、これら5種類の市販アルカリイオン水のアルカリ含有量を、これまでに研究された飲料やサプリメントのアルカリ含有量と対比した。
方法
イリノイ州イタスカのLitholink/Labcorpで、5ブランドのボトル入りアルカリイオン水を試験した： Essentia、Smart Water Alkaline、Great Value Hydrate Alkaline Water、Body Armor SportWater、Perfect Hydrationである（表1）。各ブランドのボトル入りアルカリイオン水から1本を選び、生理的アルカリ含有量を測定するために、1週間の間に2回検査を行った。各飲料のpHはpH電極を用いて測定した。クエン酸塩と重炭酸塩はイオンクロマトグラフィーで測定した（表2）。
表1. ボトル入りアルカリイオン水5ブランドの成分表概要
ブランド 成分リストの概要
エッセンシア NaHCO3、K2HPO4、MgSO4、CaCl2
スマートウォーターアルカリ KHCO3、CaCl2、MgCl2
グレートバリュー K2CO3、KHCO3、MgSO4、Na
ボディアーマー・スポーツウォーター KHCO3、CaCl2、MgCl
パーフェクト・ハイドレーション K2CO3、KHCO3、MgSO4
表2. 5ブランドのボトル入りアルカリイオン水のpHと有機アニオン
エッセンシア スマートウォーター グレートバリュー ボディアーマー パーフェクト・ハイドレーション
pH 9.85 9.69 9.98 10.15 9.87
クエン酸塩 (μM) <4 <4 <4 6 <4
HCO3 (mM) <1 <1 <1 <1 <1
さらに、PubMedとScopusのデータベースを使用し、以下のキーワードと語句を用いて文献の包括的レビューを行った： 「シトラスフルーツジュース」、「オレンジジュース」、「レモネード」、「ソーダ」、「ダイエットソーダ」、「スポーツドリンク」、「ココナッツウォーター」、「腎結石」、「腎結石症」、「尿路結石症」、「サプリメント」、「市販療法」というキーワードで文献を網羅的にレビューし、結石症のリスク低減のために宣伝されているさまざまな飲料やサプリメントのアルカリ含量を調べた（補足資料A、https://www.jurology.com）。これらの飲料やサプリメントのアルカリ含量は、同様の実験技術（イオンクロマトグラフィーや直接化学測定など）を用いた外部文献によって以前に報告されていた。そのため、これらの値は、試験したボトル入りアルカリイオン水のサンプルと比較した。各飲料の価格、1杯のサイズ、ナトリウム負荷、カロリー摂取量は、各製造元のウェブサイトを通じて、それぞれの栄養ラベルに従って入手した。製造元のウェブサイトに価格が記載されていない飲料については、WalmartやTargetなどの小売ウェブサイトから価格を入手した。製品の価格は地域によって異なることがあるため、本調査ではカリフォルニア州オレンジの価格を掲載した。費用は米ドルで、2023年3月までの指数で報告されている。これらの決定された市場価格を補間して、1ヶ月あたり1日30mEqを達成するためのコストを算出した。
これらの飲料の中で結石形成に影響を及ぼすさまざまな要因を考慮するため、ヒートマップ形式の視覚的ガイドを作成した（図と補足資料B、https://www.jurology.com）。使用したカラーコード（緑、黄、オレンジ、赤）は、結石形成予防に有益な役割（高から低/緑から赤へのスケーリング）に基づいて、4つの異なるグループから構成されている。1日に必要なサービング数は、AUAおよび欧州泌尿器科学会（EAU）が推奨する最低30mEq/日を達成するのに必要なサービング数に基づいている：緑＝2～3サービング/日、黄＝4～6サービング/日、オレンジ＝7～10サービング/日、赤＝＞10サービング/日。1食あたりのナトリウム（Na）負荷値は、以下の四分位範囲を決定することによって分けられた：緑＝第4四分位（＜10mg）、黄＝第3四分位（10-35mg）、オレンジ＝第2四分位（35-65mg）、赤＝第1四分位（＞66mg）。各グループの1食あたりの摂取カロリーは、緑＝0カロリー、黄＝50カロリー未満、オレンジ＝50～100カロリー、赤＝100カロリー以上に分けられた。コストは、緑（1ドル未満）、黄（10ドル未満）、オレンジ（100ドル未満）、赤（100ドル以上）と、最も安価なものから最も高価なものまで色分けした。
結果
アルカリイオン水5ブランドのpHは、いずれも10前後の狭い範囲でほぼ同じであった（表2）。ボディ・アーマー・スポーツウォーターのpHが最も高く（10.15）、スマート・ウォーター・アルカリが最も低かった（9.69）。各アルカリ飲料水の成分表を表1に示す。アルカリ水に含まれる有機陰イオンのうち、アルカリに代謝される可能性のあるものは、ボディアーマー・アルカリ水に含まれる少量のクエン酸塩以外には確認されなかった。ボトルにクエン酸塩が成分として記載されていなかったことを考えると、この結果は予想外であった。5銘柄中4銘柄のアルカリイオン水の成分表示にはクエン酸塩の含有量が記載されていたが、どのアルカリイオン水も検出基準値を超えていなかったことは注目に値する。
検討したいくつかの代替飲料およびサプリメントには、AUAおよびEAUが推奨する1日あたりのアルカリ含有量30～60mEqが2～3サービングで含まれていた（図では緑色で強調表示）が、合成サプリメントの炭酸水素ナトリウム（すなわち家庭用重曹）が1サービングあたり17.4mEqと最も高い潜在アルカリ量を有していた。Welch'sの白ぶどうジュースとMinMaid Liteレモネードは、1食あたり140キロカロリーと最もカロリーが高いことがわかった。最も一般的に処方される尿路結石症治療薬であるUrocitKのコストは最も高く、1食あたり3.93ドルであった。すべての飲料のリストと、アルカリ含有量、ナトリウム負荷、カロリー摂取量、1食あたりのコストを図にまとめた。
図.オーガニック、ダイエット、スポーツ、結石予防のサプリメント/飲料のリストと、それぞれのアルカリ含有量、ナトリウム含有量、カロリー、1食あたりのコスト。
キャプション
考察
少なくとも2.5L/日の尿産生を促進する適切な水分摂取、乳製品以外の動物性タンパク質の摂取を制限した果物や野菜の摂取量の増加、通常のカルシウム食（すなわち、1～1.3g/日）、および低塩食（すなわち、2～3g/日）は、AUAおよび/またはEAUのガイドラインに含まれる食事療法の推奨事項のいくつかである9,13。さらに、BetzとPennistonは、食品のさまざまな分類と、それらが尿石症患者の潜在的な腎酸負荷および正味の酸産生に及ぼす影響について詳しく述べている14。この研究は、食事療法によって尿pH値を上昇させ、結石形成リスクを軽減するための貴重な知見を提供できるため、食事療法に関する他の研究とともに、尿酸およびシスチン尿石症にとって重要である14,15。より一般的には、クエン酸カリウムが尿をアルカリ化する能力から広く処方されるようになっている12。残念ながら、1日3回の面倒な治療法、錠剤の大きさ、胃腸への副作用、コストなどから、長期服薬率は61％と低い4,11。
一般の結石形成者が、pH10前後のアルカリ性飲料を飲めば尿がアルカリ化すると推測するのは理解しやすい。しかし、飲料のpHは生理的アルカリ負荷の決定要因のひとつにすぎない。しかし、飲料のpHは生理的アルカリ負荷の決定要因のひとつに過ぎない。pHが10の場合、水のヒドロキシル（アルカリ）濃度は0.1mEq/Lであり、ヒトの典型的な1日の代謝酸産生量（40～100mEq/d）に比べれば些細なものである14,16。臨床的に有意なアルカリ負荷を与えるためには、飲料または食品が代謝時にアルカリを生成する有機陰イオンを含んでいなければならない16,17。アルカリイオン水のアルカリ含有量は少ないが、他の種類の水と比較して、より快適な味を示す可能性がある。Platikanovらは、水道水と比較した場合、適度なレベルの溶存固形分と高いpHを持つ水の方が、参加者により好ましいと感じられることを実証している18。このように、尿酸結石やシスチン結石形成者にとって、比較的高価なアルカリイオン水を通常の湧水と比較して摂取することは、アルカリ含有量の増加という点で、明確な利点はないように思われるが、アルカリイオン水の嗜好性の向上は、水分摂取量の増加につながり、腎結石を発症するリスクのある人々にとって有利であることが証明されていると主張することができるかもしれない。
アルカリイオン水が尿のpHを上昇させることにほとんど効果がないのであれば、クエン酸カリウム錠剤に代わる有効な方法はあるのだろうか。柑橘類果汁は、十分なアルカリを供給するだけでなく、水分摂取量も増加させるため、クエン酸カリウムに代わる効果的で費用効率の高い代替品である。Odvinaは以前、レモネードもクエン酸含有量という点では同様かもしれないが、オレンジジュースを摂取した場合のみ、尿が有意にアルカリ化することを実証している21。レモネードに含まれるようなクエン酸がプロトン化した形のクエン酸は、血清pHのアルカリ化作用を示さないため、近位尿細管ナトリウム-クエン酸共輸送体および尿のアルカリ化への影響は最小限である10,19。
2022年には1,660億ドルの売上高となるエナジードリンクとスポーツドリンクは、最もよく飲まれている飲料のひとつである。Goodmanらは、健康な被験者9人のグループを対象に、パフォーマンスとゲータレードの2種類のスポーツドリンクの影響を評価した（図）22。彼らは、どちらのエナジードリンクも尿pHを上昇させるが、その変化はパフォーマンスグループでのみ統計的に有意であることを発見した。このように、パフォーマンス・ドリンクは、特に塩分（つまり、1杯あたり130mgのナトリウム）とカロリー（つまり、1杯あたり100cal）の負荷が高いことを考えると、尿酸やシスチン腎石症の治療に理想的な飲み物とは言い難い22。
Saatらは、運動後の水分補給に水やエナジードリンクを使用するよりもココナッツウォーターを多量に摂取する方がより効果的であることを示した。私たちの施設での先行研究では、非結石形成成人のココナッツウォーター摂取は尿のアルカリ化効果を示さなかった（図）。
最後に、市販のアルカリ溶液の分野でも最近の開発がある。これらの合成粉末は通常、さまざまなアルカリ塩の組み合わせが含まれており、水に溶かして飲料として飲むようになっている。過去の論文における実験室分析では、KSPタブやLitho Balance（図）を含む複数の市販サプリメントについて、中程度から多量のアルカリが含まれていることが実証されている26-28。
アルカリ溶液として特に興味深いのは、一般的な家庭用品である重曹（すなわち炭酸水素ナトリウム）である。Litholink/LabCorpで行われたラボ試験によると、ティースプーン4分の1杯（315mg）の重曹で、17.4mEqという最も高い平均アルカリ負荷が得られた（図）。同時に、炭酸水素ナトリウムのアルカリ含量は尿のアルカリ化に大きな可能性を示すが、それに伴うナトリウム負荷が懸念される（図）。ナトリウム負荷の高い市販のサプリメントは、カルシウム排泄量の増加だけでなく、尿中クエン酸塩の減少も引き起こすため、結石形成を促進する可能性がある。重曹は小さじ1杯で1.259gのナトリウムを含むため、一般的に推奨されている朝小さじ4分の1、夕小さじ2分の1の摂取では、1日の食事に1g弱の塩分が追加されることになる。低ナトリウム食とは1日当たり2.0g未満の摂取であると広く受け入れられているが、図によれば、患者は尿アルカリ化の治療のために30mEqの炭酸水素ナトリウム（630mgのナトリウム）のアルカリ摂取を潜在的な悪影響なしに管理できる可能性がある30。
本研究に限界がないわけではない。具体的には、生化学的分析を通じて本書で検討したボトル入りアルカリイオン水は、尿酸またはシスチン結石形成患者に投与した場合、同様の効果をもたらす可能性がある。これを見極めるには、焦点を絞った臨床研究が必要であることは明らかである。また、表中の数値は、リストアップされたサプリメントや飲料の実験室での分析に基づくものであるため、「一握りの塩」として受け取る必要がある。最後に、臨床の場であっても、試験されたサプリメントに関する観察結果は、尿酸やシスチン結石を形成している記録された患者ではなく、健康な患者集団に基づいている。
結論
市販されているアルカリイオン水の5つの分析サンプルは、いずれもアルカリをほとんど含んでいなかった。この所見を踏まえると、アルカリイオン水は尿pHおよび尿中クエン酸濃度にほとんど影響を与えないはずである。さらに、広範なアルカリ含有飲料およびサプリメントの中で、炭酸水素ナトリウムが、食事性ナトリウム負荷の軽度の増加は伴うものの、最も低コストで最も多量のアルカリを供給することが判明した。
謝辞
アルカリイオン水の実験室測定に協力し、このプロジェクトに貢献してくれたElisabeth Somchithに感謝する。
支援 本研究は、公的、営利、非営利を問わず、いかなる助成機関からも外部資金援助を受けていない。
利益相反の開示： J.A.はLabCorpの子会社であるLitholinkの社員である。他の著者に開示すべき事項はない。
倫理声明： 本研究は、ヒトや動物を対象としていないにもかかわらず、倫理的ガイドラインと規制を遵守した。本研究はデータ解析にのみ焦点を当てたものであり、生体との直接的な相互作用は一切関与していない。正式な倫理委員会の代わりに、ヘルシンキ宣言の原則に従った。
著者の貢献 P.P.、A.D.C.、J.A.、R.V.C.、R.M.P.がプロジェクトの発案、P.P.、A.D.C.、J.A.、J.L.、R.V.C.、R.M.P.が原稿の編集に携わった。A.M.、S.A.M.L.、A.R.H.G.、A.R.、M.V.、R.B.がデータの集計と抽出を行い、原稿作成に関わった。Z.E.T.、J.A.、R.M.P.はデータの正確性の確認に携わった。最終原稿の執筆、編集、承認にはすべての著者が関与した。
*共同筆頭著者。
編集者注：本論文は、カテゴリー1のCMEクレジットを取得できる、本号に掲載された5つの論文のうちの4つ目である。単位取得の方法は、337ページと338ページの質問に記載されている。
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