エネルギーと水分補給：カフェイン入り飲料はすべて同じではありません。電解質と炭水化物に関しては水のように作用します。

カフェイン入り飲料は伝統的に「脱水」効果があると疑われてきましたが、実際は配合によって異なります。缶に電解質と炭水化物が含まれているかどうか、カフェインの含有量はどれくらいか、そしてこれらが体液貯留にどのような影響を与えるかなどです。28人の若者を対象とした新たなランダム化クロスオーバー研究では、研究者らは市販のエナジードリンク3種類の水分補給特性を、飲料水和指数（BHI）を用いて水と比較しました。BHIとは、飲料を飲んだ後に保持される体液量と水の比率です（水のBHIは1.0です）。各参加者は、別々の日に1リットルの水分を摂取しました。1リットルの水、または500mlの水と試験用エナジードリンク500mlを混ぜ合わせたものです。試験用エナジードリンクの配合はそれぞれ異なり、高用量のカフェイン（約280mg）を電解質なしで、同じ用量のカフェインを少量の電解質とともに、それぞれ1リットルのカフェインを摂取しました。カフェインを低用量（106mg）に、多量の電解質と少量の炭水化物を加えた、経口補水液に似た混合物です。その後、4時間にわたって尿量を測定し、BHIを算出しました。この結果は、カフェイン自体が脱水症状を引き起こすかどうか、また、どのエナジードリンクの配合が水のように作用するのか、そしてどれがより悪影響を及ぼすのかといった疑問に対する具体的な答えとなります。

研究の背景

最適な水分補給は、体の正常な機能にとって不可欠です。私たちは1日の水分のほとんどを飲み物から摂取しますが、すべての飲み物が同じ働きをするわけではありません。客観的な比較のために、科学者は飲料水分補給指数（BHI）を用いています。これは、体が水と比較してどれだけ水分を保持しているかを測定するものです（水の場合、BHIは1.0に設定されています）。このモデルは、基準となる正常体液量（脱水症状に陥っていない状態）という管理された条件下で有効であり、標準量を飲んだ後の実際の体液保持量と比較することで、「この飲み物は乾燥している」といった主観的な印象を排除します。

カフェイン入り飲料は伝統的に「利尿作用」を持つとされてきましたが、データは矛盾しています。最初のBHI実験では、お茶、コーヒー、ダイエットコーラの利尿作用は1.0未満でしたが、統計的には水よりも水分補給効果は劣っていませんでした。その後、Maughanらによる研究では、カフェイン含有量0～400mgのコーヒーは水よりも利尿作用が強くないことが示されました。これは、カフェイン単体では必ずしも脱水症状を引き起こすわけではないことを示唆しており、摂取量、摂取状況、そして飲料自体の成分がすべて重要です。

生理学的メカニズムは2つあります。まず、カフェインは腎臓のアデノシン受容体を介して糸球体濾過率を高め、近位尿細管におけるNa⁺の再吸収を阻害することでナトリウム利尿作用を促進し、尿量を増加させます。一方、カフェインを日常的に摂取する人は耐性が生じ、利尿作用が低下します。逆に、カフェインを初めて摂取する人の場合、250mg以上の急性摂取で短期的に利尿作用が増強されることがよくあります。メタアナリシスでは、カフェインには小さいながらも有意な利尿作用（カフェイン抜き飲料よりも約16%高い）が認められており、この効果は運動中よりも安静時に顕著です。

飲料のノンアルコール部分の組成も同様に重要です。塩分（主にナトリウム）を加えると、特に発汗による水分と電解質の喪失後に水分保持力が向上します。少量の炭水化物を加えることで、水分と電解質のバランスとグリコーゲンの同時回復を促します。これは、経口補水液やスポーツ栄養で古くから用いられている手法です。つまり、カフェイン入り飲料の水分補給特性は、カフェインのミリグラム数だけでなく、電解質、炭水化物の存在、そしてその結果生じる浸透圧によっても決まるという考え方です。

このような背景から、実用的なギャップが残っています。カフェイン、電解質、炭水化物の様々な組み合わせを含む、市販のエナジードリンクは、水と比較してどのような効果を発揮するのでしょうか？また、カフェインへの慣れや生物学的性別（体重と総水分量の違いを考慮）は、反応に影響を与えるのでしょうか？本研究は、BHIを用いてこれらの疑問を直接検証するために設計されました。著者らは、習慣的な消費者には体液貯留の障害がなく、一定の消費量では性差が生じる可能性があるという仮説に基づき、複数のエナジードリンクの配合を「そのまま」の状態で水と比較しました。

研究の主な結果

主な結果：適度なカフェイン（500 mlあたり106 mg）と、十分な電解質および炭水化物（ナトリウム約45 mmol/500 ml、カリウム約18 mmol/500 ml、炭水化物約12 g）を含むエナジードリンクは、水と同等の水分保持効果を示しました（240分時点でのBHI ≈ 1.01）。一方、カフェイン含有量が高く（約280 mg/500 ml）、電解質含有量が中程度／最小限の2種類の飲料は、水よりもBHIが有意に低く（≈0.86および≈0.91）、水分補給効果が低く、利尿作用が強く、体液貯留率が低かったことを示しています。平均して、4時間尿量は「電解質-炭水化物」配合の飲料と比較してそれぞれ244 gと162 g多く、体液貯留率は低かったです（-71%と-65%対-46%）。重要なのは、カフェインの習慣性はこれらの違いに影響を与えなかったことです。BHIは「未経験者」と常用者で同程度でした。しかし、性別による影響は明らかで、240分時点では、カフェイン入り飲料のBHIは女性の方が男性よりも高かったのです（「飲料 × 性別」の交互作用は統計的に有意でした）。

飲み物の成分の何が「水分補給挙動」を決定するのか

鍵となるのは浸透圧とナトリウムです。適度なカフェイン、約45mmolのナトリウム、そして少量の炭水化物を含む配合では、浸透圧は約225mOsmで、経口補水液のような働きをし、水分保持を促進しました。同じ高用量のカフェイン（280mg）を含みながら電解質をほとんど含まない飲料では、浸透圧は低く、水分保持を促進しませんでした。カフェイン280mgと少量の電解質（Na 約8mmol/500ml）を含む配合では、「電解質なしのカフェイン」よりも効果は良好でしたが、水よりは劣っていました。したがって、問題はカフェイン自体ではなく、ナトリウム/炭水化物との組み合わせ、そしてその結果生じる飲料の浸透圧にあります。

アスリートと「オフィスアスリート」にとっての実際的な意味合い

エネルギー補給だけでなく、水分保持（トレーニング、競技、暑熱、長距離走行中など）も目標とする場合は、カフェインに加えて十分なナトリウムと少量の炭水化物を含むエナジードリンクを選びましょう。これらのフォーミュラは、普段のカフェイン摂取量に関わらず、水と同等の水分補給効果を発揮します。一方、「ドライ」タイプのエナジードリンク（カフェイン含有量が高く電解質含有量が最小限）は利尿作用を強め、水分保持効果は水に劣ります。女性は、体重1kgあたりのカフェイン摂取量が多いにもかかわらず、平均して男性よりもカフェイン入り飲料の方が水分保持効果が高かったことが示されています。これは、個人に合わせた推奨を行う際のヒントとなるかもしれません。ただし、被験者は若く健康であり、体温中性で安静時、摂取量はちょうど1リットル、観察期間は4時間であったという制約に留意してください。実際の身体活動、暑熱、塩分濃度、発汗量によっては、電解質配合フォーミュラの方がさらに水分保持効果が高くなる可能性があります。

実際に何を選ぶべきか（簡潔に要点を押さえて）

以下は、水分補給が重要である場合にエナジードリンクのラベルで確認すべき兆候と、水よりも利尿作用が大きくなるリスクを示す兆候の要約です。

• 「水のような」貯留の兆候：中程度のカフェイン（500 ml あたり約 100 mg）、数十 mmol のナトリウム（ガイドライン：約 45 mmol/500 ml）、少量の炭水化物の存在、経口補水液の範囲内の浸透圧。
• 「水分補給が少ない」プロファイルの兆候: カフェインの摂取量が多い (~280 mg/500 ml)、電解質含有量が非常に少ない、浸透圧が最低、炭水化物がない - このような場合、BHI は水よりも低く、尿の量は多くなります。

制限事項と次に確認すべきこと

この研究は単施設で行われ、サンプル数も少なく（男性14名、女性14名）、月経周期の位相は考慮せず、安静時、常温で、厳密に固定された量と観察時間で実施されました。これは水分補給を比較するための綿密な「実験室モデル」であり、高温のマラソン中に発汗するようなシナリオではありません。今後の課題は、運動中、ナトリウム／グリコーゲン欠乏状態、他の年齢層における効果の検証、そしてより幅広い配合（カフェイン抜きのものを含む）の検証です。しかしながら、結論はすでに現実的です。つまり、飲料が電解質と炭水化物で適切に「配合」されていれば、カフェインは水分補給を阻害しないということです。

出典: Millard-Stafford M., Hack B., Harp A., Smith E. Nutrients (2025). DOI: 10.3390/nu17182913.