Физиологическая роль воды: Физиологическая роль воды — Медико-биологические основы детского и функционального питания

Вопрос 1 Физиологическое и гигиеническое значение воды

Основные
аспекты значения водного фактора в
жизнедеятельности человека:

—
физиологическое;

—
гигиеническое;

—
эпидемиологическое;

—
народно-хозяйственное.

Физиологическое
значение воды.

Пластическая,
структурная роль
— вода участвует в построении всех без
исключения тканей, даже наиболее плотных;
достаточно отметить, что организм
взрослого человека состоит на 63-65 % из
воды.

Каталитическая
роль
— несмотря на простую химическую формулу,
вода является высокоэффективным
катализатором жизненно необходимых
реакций в организме, обеспечивающих
процессы метаболизма.

Вода
– универсальный растворитель
— растворение газообразных, жидких и
твердых веществ в организме; практически
все указанные вещества не могут
реализовать свою роль в жизнедеятельности
человека в нерастворенном состоянии.

Вода
— один из основных факторов поддержания
нормального осмотического давления в
крови и тканях
— осмотическое давление в крови является
одним из основных факторов гомеостаза,
так называемой «жесткой» константой,
даже незначительные изменения которой
способны привести к самым тяжелым
последствиям.

Вода
— один из факторов обеспечения
кислотно-щелочного равновесия в организме
— это также один из важнейших показателей
гомеостаза, изменение которого чревато
губительными последствиями.

Вода
— необходимое условие всасывания пищевых
компонентов в кишечнике
– всасывание пищевых компонентов
представляется возможным только в
жидкой фазе.

Вода
— непременный участник всех метаболических
и энергетических процессов
— все, в том числе самые тонкие биохимические
и энергетические процессы в организме
происходят в жидкой фазе, а это условие
обеспечивает именно вода; интересно
отметить для демонстрации данного
положения, что при «сгорании» 100 г жира
в организме образуется 107 г воды.

Водный
фактор – обязательный элемент процессов
анаболизма и катаболизма
— без участия воды невозможны и процессы
катаболизма; вода выводится через почки
– 1,5 л в сутки, через легкие – 0,4 л,
кишечник — 0,2 л, кожу – 0,5 л (указанные
величины могут изменяться в значительной
степени в зависимости от конкретных
условий – климато-погодных, производственных
и т. д.

Гигиеническое
значение воды:

1)
Формирование состава и характеристик
других элементов биосферы.

2)
Обеспечение плодородия почвы.

3)
Эффективный оздоровительный (рекреационный)
фактор.

4)
Поддержание чистоты тела, жилищ,
общественных зданий, территорий.

5)
Обезвреживание сточных вод.

Народно-хозяйственное
значение воды.

Вода,
потребляемая в различных отраслях
народного хозяйства в огромных
количествах, обусловливает образование
сточных вод, которые попадают в водоемы
и в значительной степени ограничивают
их использование в целях снабжения
населения питьевой водой, рекреационных
целях, ухудшают санитарные условия
жизни населения, определяют
эпидемиологическую опасность водного
фактора.

Теплоэлектростанция
(ТЭС) мощностью 300000 кВт в год потребляет
300 млн м3
воды.

Блок
ТЭС мощностью 1 млн. кВт потребляет 1 км3
воды в год, треть которой теряется
безвозвратно.

АЭС
мощностью 1 млн. кВт потребляет не менее
1,6 км3
воды в год.

Технология
добычи 1 т каменного угля требует 2 м3
воды.

Добыча
1 т нефти — 16-18 м3.

Производство
1 т стали – около 20 м3.

Производство
1 т вискозного шелка – 300-400 м3.

Производство
1 т капрона – 5000 м3
воды.

Производство
1 т бумаги – 200 м3.

Производство
1 т химического волокна – 4000 м3.

Производство
1 кг риса – 2000-5000 л.

Когда
речь идет о различных аспектах значения
водного фактора, особенно о
народнохозяйственном значении, на
первый план выступает проблема количества
природных запасов пресной воды на Земле.
То есть, весьма важными представляются
количественные характеристики водного
фактора, от которых зависит реализация
жизнеобеспечения населения.

Потребление
воды во всем мире растет с каждым годом.
Об этом свидетельствуют данные о динамике
использования воды в отдельных регионах
планеты (км3/год).
Запасы пресной воды достаточно велики,
но распределены они крайне неравномерно,
о чем свидетельствуют данные о ресурсах
пресной воды в ряде стран, приводимые
ниже. Кроме того, ряд потенциальных
источников водоснабжения не могут быть
использованы в связи с высоким уровнем
загрязнения воды.

Северная
Америка

Южная
Америка

Европа

Африка

Австралия
и Океания

Азия

Собственные
водные ресурсы, на душу населения в год.

Страны

Ресурсы,
м3

Страны

Ресурсы,
м3

Французская
Гвиана

812121

Россия

30522

Исландия

609319

ОАЭ

58

Гвиана

316689

Сектор
Газа

52

Суринам

292566

Кувейт

10

Важную
роль в решении проблем водообеспечения
населения играют нормы хозяйственно-бытового
водопотребления для населенных пунктов.

Приводим
нормы, принятые в России, которые являются
одними из самых высоких в мире:

Степень
благоустройства районов жилой застройки

Среднесуточное
водопотребление за год на 1 жителя,
л/сут

Для
сельскохозяйственных районов:
хозяйственно-питьевых нужд (без учета
расхода воды на поливку) с водопользованием
из водоразборных колонок

30-50

Застройка
зданиями, оборудованными внутренним
водопроводом и канализацией без ванн

125-160

То
же с ваннами и местными нагревателями

160-230

То
же с централизованным горячим
водоснабжением

250-350

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВОДЫ В ПИТАНИИ УЧАЩЕГОСЯ.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

ТЕМА VI.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВОДЫ В ПИТАНИИ УЧАЩЕГОСЯ. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

В норме содержание воды в организме взрослого человека
составляет 30-45 л (45-65% от массы тела), из которых большая часть находится
внутри клеток. Вне клеток содержится 10-15
л воды, причем около 75% — в межклеточном пространстве и 25% — в сосудистом
русле в составе плазмы крови. При нарушениях водного обмена расстройства развиваются
прежде всего во внеклеточном пространстве.

Водный обмен зависит от сбалансированности поступления
в организм жидкости и ее выделения. Вода является важнейшей частью пищевого
рациона, она обеспечивает течение метаболических процессов, пищеварение, выведение
с мочой продуктов обмена веществ, теплорегуляцию и т. д.

Рекомендуемая суточная потребность в воде здорового
взрослого человека колеблется от 30 до 40 мл на 1
кг массы тела.

Потребность увеличивается в среднем на 10% при
повышении температуры тела на каждый градус выше 37 °С.

Предлагается определять потребность в воде из расчета
на энергоценность пищевого рациона: 1 мл/ккал, что при рационе в 2500 ккал
составляет 2,5 л/сут. Последняя величина обычно принимается за средневзвешенную
(табл.10).

Таблица 10

Среднесуточное потребление и выделение
жидкости взрослым здоровым человеком

Потребление
жидкости

 

Объем,
л

Выделение
жидкости

 

Объем,
л

Свободная
жидкость (вода, чай, соки, компоты, жидкая часть супов и др.)

 

В
составе твердых и полутвердых продуктов

 

Оксидационная
вода*

 

 

 

Всего

1,3-1,5

 

 

0,7-0,8

 

 

0,3-0,4

 

 

 

2,5-2,7

Через
почки

 

Через
кожу (потоотделение и испарение)

 

Через
легкие (выдыхаемый воздух)

 

С
калом

1,5

 

0,6

 

 

0,4

 

 

0,1

 

2,6

*
Оксидационная вода: при окислении  в  организме 1г белков, жиров и углеводов
образуется 0,4, 1,1 и 0,6 мл воды (округленно).

 

Принято считать, что при избыточном
употреблении воды создается повышенная нагрузка на сердце и почки, из организма
выводятся минеральные вещества и витамины. При ограничении потребления
воды увеличивается концентрация мочи, в ней могут выпадать осадки солей,
уменьшается выделение из крови продуктов обмена веществ. В целом эти положения
верны, но не для всех людей в равной степени. Многое зависит от индивидуальных
особенностей конкретного человека, состояния его здоровья и характера питания.
Так, богатые натрием продукты способствуют задержке воды в организме, а
продукты, богатые калием или кальцием, оказывают противоположное действие.

Поступление воды в организм определяется чувством жажды,
которое формируется соответствующим центром, расположенным в гипоталамусе.
Сигналом для возбуждения его нейтронов является гиперосмия внеклеточной
жидкости. Однако ощущение жажды иногда не совпадает с действительной
потребностью в воде, обусловленной сгущением крови, а вызывается сухостью во
рту от уменьшения слюноотделения. В этих случаях бывает достаточно прополоскать
рот. Усилению слюноотделения способствуют лимонная, яблочная и другие
органические кислоты. Поэтому лучше утоляет жажду вода, подкисленная лимонной
или аскорбиновой кислотой, с лимоном или клюквенным экстрактом, добавлением
кислых соков, фруктов или ягод. Хорошо утоляют жажду неподслащенные отвары
сухих фруктов и шиповника, зеленый чай, обезжиренные кисломолочные продукты.
Для утоления жажды количество сахара не должно превышать 1-2%. При температуре
выше 12-15о С вода не дает освежающего эффекта, лучше утоляет жажду
несколько глотков воды, выпитых с интервалом 5-10 минут, а не большое
количество сразу.

Холодная вода, выпитая натощак, усиливает двигательную
функцию кишечника, что используют при лечении запоров.

Обмен веществ и
энергии

Обмен веществ непрерывно протекает во всех клетках, тканях и системах организма и
обеспечивает поддержание жизнедеятельности и сохранения постоянства внутренней
среды (гомеостаз). В результате обменных процессов образуются вещества,
необходимые организму для построения клеток и тканей.

Посредством обмена веществ обеспечивается поступление
в организм энергии, необходимой для жизнедеятельности (энергетический обмен),
восстанавливается потеря воды (водный обмен), удовлетворяется потребность в
витаминах (витаминный обмен), минеральных веществах (минеральный обмен),
возмещается потеря органических веществ, участвующих в синтетических процессах
(пластический обмен).

Обмен веществ состоит из двух противоположных,
протекающих одновременно процессов — ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция (анаболизм) — это
процесс синтеза, необходимых организму веществ, и использование их для роста и
развития

.Диссимиляция (катаболизм) — процесс распада
веществ, их окисления кислородом и выведение из организма. Источником этих
веществ является пища.

Процессы ассимиляции и диссимиляции согласованы между
собой и образуют целостную систему, обеспечивающую обмен веществ, и,
следовательно, сущность жизни.

У взрослого человека в
нормальных условиях процессы синтеза и распада уравновешены. Однако в различные
возрастные периоды программа обмена веществ подвергается изменениям. Так, в
возрасте примерно до 20 лет, когда процессы роста и развития еще не завершены,
обмен веществ характеризуется преобладанием процессов ассимиляции над
процессами диссимиляции (белковая программа). В возрасте от 20 до 40 лет
отмечается некоторое равновесие этих процессов, от 40 до 60 лет
преобладает накопление нейтральных жиров в организме (жировая программа),
после 60 лет интенсивность диссимиляции выше процессов ассимиляции (программа
старения).

Распад пищевых веществ, происходящий в организме при
диссимиляции, сопровождается выделением энергии (тепла). Энергия необходима для
осуществления функций всех органов и систем организма (сердца, легких, печени,
почек и т.д.), переваривания и усвоения пищи, поддержания постоянной
температуры тела, выполнения физической и умственной работы.

В качестве единицы измерения
энергии используются килокалория (ккал) и килоджоуль
(кДж).Килокалория — это количество тепла, необходимое для нагревания 1
кг воды на 1 °С (при нагревании с 19,5° до 20,5 °С). В соответствии с
международной системой единиц СИ измерение энергии предусматривается в килоджоулях
(1 ккал = 4,184 кДж).

В организме освобождается и используется
химическая энергия, заключенная в белках, жирах и углеводах, органических
кислотах и алкоголе.

Энергетическая
ценность пищи
– количество энергии, которое высвобождается при окислении пищевых веществ.

Энергетический
коэффициент
– количество энергии, высвобождаемое при окислении 1 грамма пищевого вещества в
организме.

Энергетические
коэффициенты в ккал/г: белки – 4,0; жиры – 9,0; углеводы – 4,0; яблочной
кислоты – 2,4; лимонной кислоты – 2,%; уксусной кислоты – 3,5; молочной кислоты
– 3,6; этилового спирта – 7 ккал/г.

Энергозатраты организма человека

Энергетические затраты организма
человека включают несколько видов суточного расхода энергии.

Основной обмен — это энергия, которая затрачивается на работу внутренних
органов (сердца, почек, органов дыхания и т.д.), поддержание постоянства
температуры тела, обеспечение необходимого мышечного тонуса.

Величина энергии основного
обмена определяется в состоянии покоя, лежа, натощак (последний прием пищи за
14-16 часов до обследования), при температуре воздуха 20°С. Энергия основного
обмена для каждого человека индивидуальна и в то же время является достаточно
постоянной величиной. В среднем она составляет 1 ккал на 1
кг массы тела в 1 час. У мужчин с массой тела 70
кг основной обмен составляет около 1700 ккал, у женщин с массой тела 55
кг — около 1400 ккал в сутки.

Величина основного обмена у
женщин в среднем на 10-15% ниже, чем у мужчин. У детей основной обмен в 1,5-2,5
раза выше, чем у взрослых, и тем в большей степени, чем меньше возраст.

Энергозатраты основного обмена
зависят от состояния центральной нервной системы, функции эндокринных органов,
роста, массы тела и т. д. Стрессовые состояния и гиперфункция щитовидной железы
повышают основной обмен иногда до значительных величин.

Специфически-динамическое
действие пищевых веществ (СДД,
термогенное действие пищи) — это расход энергии на сложные энергетические процессы, необходимые для
превращения поступивших в желудочно-кишечный тракт пищевых веществ. При этом
величина основного обмена при смешанном питании повышается на 10-15% в сутки.
Пищевые вещества обладают разной способностью повышать основной обмен: белки —
на 30-40%, жиры — на 4-14%, углеводы — на 4-7%.

Физическая (мышечная) работа
является главным фактором, влияющим на суточные энергозатраты. Величина расхода
энергии на мышечную деятельность зависит от интенсивности производственной и
домашней работы, особенностей отдыха. Если затраты энергии в условиях основного
обмена составляют в среднем 1ккал на 1кг веса в час, то в положении сидя – 1,4
ккал/кг/ч, в положении стоя – 1,5 ккал/кг/ч, при легкой работе – 1,8-2,5
ккал/кг/ч, при небольшой мышечной работе, связанной с ходьбой – 2,8-3,2
ккал/кг/ч, при труде, связанном с мышечной работой средней тяжести – 3,2-4
ккал/кг/ч, при тяжелом физическом труде – 5-7,5 ккал/кг/ч.

Умственный труд — характиризуется незначительными затратами энергии и
повышают основной обмен в среднем на 2-16%. Однако, в ряде случаев различные
виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, поэтому
энергетические затраты могут быть значительно выше. Пережитое эмоциональное
напряжение может вызывать увеличение основного обмена на 10-20% в течение
нескольких дней.

Рост и развитие детского организма Расход энергии на рост составляет в среднем 10% от величины основного обмена.

Энергетический
баланс

Энергетический
баланс – соотношение между
расходом энергии организмом человека и поступлением ее за счет пищи.

Различают 3 вида энергетического
баланса:

—                    
энергетическое равновесие — расход энергии соответствует ее поступлению, такой вид баланса
является физиологичным для здорового взрослого человека;

—      
отрицательный энергетический баланс — расход
энергии превышает энергопоступление. Наблюдается при различных видах голодания
и характеризуется мобилизацией всех ресурсов организма на продукцию энергии для
ликвидации энергетического дефицита. При этом все пищевые вещества, в том числе
белок, используются как источник энергии. На энергетические цели расходуется не
только белок пищи, но и белок собственных тканей организма, что приводит к
возникновению белковой недостаточности. Недостаточное по энергоценности питание
ведет к нарушению обмена веществ, уменьшению массы тела, снижению работоспособности
и т.д.В последние годы установлено, что при сниженной массе тела возрастает
риск смертности от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Согласно
современным данным, отрицательный энергетический баланс рассматривается как
единый комплекс белково-энергетической недостаточности (БЭН).

—     Положительный
энергетический баланс характеризуется превышением
энергетической ценности пищевого рациона над расходом энергии. Этот вид баланса
является физиологичным для детей, беременных, кормящих женщин и т. д. Энергетически
избыточное питание является главным фактором возникновения избыточной массы
тела и алиментарного ожирения. Избыточная масса тела характеризуется
отложением избыточного жира в организме и увеличением нормальной массы тела на
5-10%, увеличение свыше 10% является ожирением. Ожирение по степени
выраженности классифицируется на 4 степени: I — избыток массы тела составляет —
10 — 30%, II степень — 30-50%, Ш степень — 50-100% и IV степень — 100% и более.
В настоящее время в экономически развитых странах распространенность избыточной
массы тела составляет 50%, а ожирения 25-35%. Следствием выраженного ожирения
является нарушение функций некоторых органов и систем организма, кроме того,
ожирение является фактором риска и способствует раннему проявлению и
прогрессированию атеросклероза и ишемической болезни сердца, сахарного диабета
второго типа, артериальной гипертензии, желчнокаменной болезни и ряда других
заболеваний.

Энергетическая
ценность пищевых продуктов

Наибольшей энегетической
ценностью (800-900 ккал) обладают продукты, представляющие собой чистые жиры
(масло подсолнечное и топленое, говяжий жир, бараний, кулинарный жир и др. ), а
также продукты, содержащие в своем составе много жира — свинина жирная,
майонез, шоколад, пирожные слоеные с кремом и т.п. (400-600 ккал).

Наименьшую калорийность имеют
овощи и фрукты (20-80 ккал).

Потребность
человека в энергии и нормирование энергетической ценности рационов питания

Потребность человека в энергии зависит от пола,
возраста, характера труда, климатических особенностей, коммунального комфорта,
занятий спортом и т.д.

Потребность энергии у женщин на 10-15% ниже, чем у
мужчин. С возрастом энергозатраты снижаются. Если суточную потребность в
энергии в возрасте 20-39 лет принять за 100%, то она снизится на 5 % в 40-49
лет, на 10% в 50-59 лет, на 20% в 60- 69 лет, на 30% в 70-79 лет. Чем тяжелее
физический труд и больше нервно-психическая нагрузка, тем выше потребность в
энергии. В условиях холодного климата, особенно при работе на открытом воздухе,
потребность в энергии на 5-15% выше, чем в умеренном климате. В южных районах
потребление энергии снижается примерно на 5%.

По принятым в России физиологическим нормам питания в
пищевом рационе здорового среднего человека за счет белков, жиров и углеводов
должно обеспечиваться соответственно 12, 30 и 58% суточной энергоценности
рациона. В лечебном и лечебно-профилактическом питании энергетические квоты
пищевых веществ могут значительно отличаться от приведенных величин,
рекомендуемых для рационального (здорового) питания.

 

Вода как необходимое питательное вещество: физиологическая основа гидратации

Обзор

. 2010 фев; 64 (2): 115-23.

doi: 10.1038/ejcn.2009.111.

Epub 2009 2 сентября.

Э Жекье
1
 , F Константа

принадлежность

  • 1 Кафедра физиологии Лозаннского университета, Пулли, Швейцария. [email protected]

  • PMID:

    19724292

  • DOI:

    10.1038/ejcn.2009.111

Обзор

E Jéquier et al.

Eur J Clin Nutr.

2010 фев.

. 2010 фев; 64 (2): 115-23.

doi: 10.1038/ejcn.2009.111.

Epub 2009 2 сентября.

Авторы

Э Жекье
1
 , Константа F

принадлежность

  • 1 Кафедра физиологии Лозаннского университета, Пулли, Швейцария. [email protected]

  • PMID:

    19724292

  • DOI:

    10.1038/ejcn.2009.111

Абстрактный

Сколько воды нам действительно нужно, зависит от функций воды и механизмов регуляции суточного водного баланса. Целью этого обзора является описание физиологии водного баланса и, следовательно, выделение новых рекомендаций в отношении потребности в воде. Вода выполняет множество функций в организме человека. Он действует как строительный материал; в качестве растворителя, реакционной среды и реагента; как переносчик питательных веществ и продуктов жизнедеятельности; в терморегуляции; и как смазка и амортизатор. Регуляция водного баланса очень точна, так как потеря 1% воды в организме обычно компенсируется в течение 24 часов. Как забор воды, так и потери воды контролируются для достижения водного баланса. Минимальные изменения осмолярности плазмы являются основными факторами, запускающими эти гомеостатические механизмы. Здоровые взрослые точно регулируют водный баланс, но маленькие дети и пожилые люди подвержены большему риску обезвоживания. Обезвоживание может повлиять на сознание и вызвать бессвязность речи, слабость конечностей, гипотонию глазных яблок, ортостатическую гипотензию и тахикардию. Потребности человека в воде не основаны на минимальном потреблении, поскольку это может привести к дефициту воды из-за многочисленных факторов, изменяющих потребность в воде (климат, физическая активность, диета и т. д.). Потребности в воде основаны на экспериментально полученных уровнях потребления, которые, как ожидается, будут соответствовать питательной адекватности здорового населения. Регулирование водного баланса необходимо для поддержания здоровья и жизни. В среднем взрослый человек, ведущий малоподвижный образ жизни, должен выпивать 1,5 л воды в день, так как вода является единственным жидким питательным веществом, которое действительно необходимо для гидратации организма.

Похожие статьи

  • Обзор литературы о том, насколько важна вода для пожилого населения мира.

    Давидхизар Р., Данн К.Л., Харт А.Н.
    Давидхизар Р. и др.
    Int Nurs Rev. 2004 Sep;51(3):159-66; обсуждение 134. doi: 10.1111/j.1466-7657.2004.00224.x.
    Int Nurs Rev. 2004.

    PMID: 15285742

    Обзор.

  • Потребность человека в воде.

    Савка М.Н., Шёвронт С.Н., Картер Р. 3-й.
    Савка М.Н. и соавт.
    Nutr Rev. 2005 Jun; 63 (6 Pt 2): S30-9. doi: 10.1111/j.1753-4887.2005.tb00152.x.
    Нутр Обр. 2005.

    PMID: 16028570

    Обзор.

  • Следует ли побуждать людей пить воду в избытке?

    Арно М. Дж., Ноукс Т.Д.
    Арно М.Дж. и соавт.
    Eur J Clin Nutr. 2011 июль; 65 (7): 875-6; ответ автора 877. doi: 10.1038/ejcn.2011.40. Epub 2011 23 марта.
    Eur J Clin Nutr. 2011.

    PMID: 21427739Аннотация недоступна.

  • [Важность воды в гидратации населения Испании: документ FESNAD 2010].

    Иглесиас Росадо К., Вилларино Марин А.Л., Мартинес Х.А., Кабреризо Л., Гаргалло М., Лоренцо Х., Килес Х., Планас М., Поланко И., Ромеро де Авила Д., Руссолильо Х., Фарре Р., Морено Вилларес Х.М., Риобо П., Салас -Сальвадо Х; Federación Española de Sociedades de Nutricion, Alimentación y Dietetica.
    Иглесиас Росадо С. и др.
    Нутр Хосп. 2011 янв-февраль;26(1):27-36.
    Нутр Хосп. 2011.

    PMID: 21519727

    Обзор.
    Испанский.

  • [Вода — для жизни].

    Иверсен П. О., Николайсен Г.
    Иверсен П.О. и соавт.
    Тидскр Нор Легефорен. 2003 г., 4 декабря; 123 (23): 3402-5.
    Тидскр Нор Легефорен. 2003.

    PMID: 14713981

    Обзор.
    Норвежский.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Обзор достижений в области измерения гидратации кожи на основе определения оптических и электрических свойств ткани.

    Гидадо И.М., Кассем М., Триантис И.Ф., Кириаку П.А.
    Гидадо И.М. и соавт.
    Датчики (Базель). 2022 21 сентября; 22 (19): 7151. дои: 10.3390/s22197151.
    Датчики (Базель). 2022.

    PMID: 36236250
    Бесплатная статья ЧВК.

    Обзор.

  • Потребление воды, жажда и реакция копептина на два стимула обезвоживания у худых мужчин и мужчин с ожирением.

    Чанг Д.С., Пенесова А., Бунт Дж.С., Стинсон Э.Дж., Кавурас С.А., Глюк М.Е., Паддок Э., Уолтер М., Пьяджи П., Краков Дж.
    Чанг Д.К. и др.
    Ожирение (Серебряная весна). 2022 сен;30(9):1806-1817. doi: 10.1002/oby.23520. Epub 2022 2 августа.
    Ожирение (Серебряная весна). 2022.

    PMID: 35918877

  • Взаимодействие статуса гидратации и уровня физической активности с ранним повреждением почек у детей: продольное исследование.

    Ли М., Шу В., Амэрцзян Н., Сяо Х., Цзунонг Дж., Вермунд Ш., Хуан Д., Ху Ю.
    Ли М и др.
    Фронт Нутр. 2022, 23 июня; 9:910291. doi: 10.3389/фнут.2022.910291. Электронная коллекция 2022.
    Фронт Нутр. 2022.

    PMID: 35811990
    Бесплатная статья ЧВК.

  • Мониторинг содержания загрязняющих веществ в бутилированной и водопроводной питьевой воде в Италии.

    Руссо Г., Ланери С., Ди Лоренцо Р., Нери И., Дини И., Чампалья Р., Груметто Л.
    Руссо Г. и др.
    Молекулы. 2022 21 июня; 27 (13): 3990. doi: 10.3390/молекулы27133990.
    Молекулы. 2022.

    PMID: 35807230
    Бесплатная статья ЧВК.

  • Острые добавки с водой улучшили состав тела молодых взрослых женщин после 12-часового ограничения воды в Баодине, Китай: рандомизированное контролируемое исследование (РКИ).

    Чжан Дж., Чжан Н., Ду С., Лю С., Ма Г.
    Чжан Дж. и др.
    Фронт Нутр. 2022, 20 июня; 9:880630. doi: 10.3389/фнут.2022.880630. Электронная коллекция 2022.
    Фронт Нутр. 2022.

    PMID: 35795583
    Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Вода и гидратация: физиологические основы у взрослых

II.

1.2. Потери воды с фекалиями

Потери воды с фекалиями относительно невелики у здоровых взрослых, около 200 мл/сутки в нормальных условиях ( EFSA 2010 ). Это количество может резко возрастать при диарее, от 5 до 8 раз выше нормы у младенцев (, Фомон, 1993, ).

II.1.3. Производство пота

Потоотделение сильно варьируется: низкое у людей, ведущих малоподвижный образ жизни при умеренной температуре, оно может достигать нескольких литров в день при интенсивной физической активности, высокой температуре окружающей среды и/или высокой влажности ( EFSA 2010 ). Организм адаптирует выработку пота для поддержания внутренней температуры тела ( Powers and Howley 1997 ).

Пот вырабатывается в дерме потовыми железами. Она поступает из интерстициальной воды и фильтруется глубоко в канальцах потовых желез перед реабсорбцией в дистальном отделе (, рис. 4, ). Пот обычно на 99 % состоит из воды с pH от 5 до 7. Он содержит примерно 0,5 % минералов (хлорид калия и натрия) и 0,5 % органических веществ (мочевина, молочная кислота) (9).0153 Montain и др.  2007 ).

Рисунок 4. Производство пота потовыми железами.

Пот является основным механизмом терморегуляции у активных людей. Во время физической активности, например, метаболическая эффективность мышц составляет около 20%, высвобождая 80% энергии в виде тепла ( Powers and Howley 1997 ). Испарение пота в этом процессе особенно эффективно: испарение 1 л пота при 30°C приводит к потере 580 ккал в виде тепла (9).0153 Венгер 1972 ).

Однако на испарение пота влияет несколько факторов, включая температуру, влажность, воздушные потоки, интенсивность солнечного света и одежду ( EFSA 2010 ). Чем выше влажность, тем меньше пота испаряется и, следовательно, охлаждает тело ( Powers and Howley 1 997 ). Ношение непроницаемой одежды, т. е. не позволяющей испаряться поту, увеличивает выделение пота и препятствует охлаждению тела ( Havenith  и др.  2008 ). Наоборот, конвективные потоки вокруг тела способствуют испарению пота ( Powers and Howley 1997 ).

Выработка пота во время физической активности может сильно различаться в зависимости от таких факторов, как рассматриваемый вид спорта и интенсивность (тренировки или соревнования), а также от личных факторов и факторов окружающей среды. Скорость потоотделения колеблется в пределах от 0,3 до 2,6 л/ч ( Sawka и др.  2007 ). Примеры скорости потоотделения у мужчин, занимающихся различными видами спорта, приведены в Таблице 1 .

Таблица 1. Примерная скорость потоотделения у мужчин, занимающихся различными видами спорта. Адаптировано из Rehrer and Burke 1996.

Следовательно, потери с потом могут иметь важное влияние на водный баланс, и потребление воды должно быть адаптировано в зависимости от деятельности и последующих потерь с потом ( Armstrong 2007 ).

II.1.4. Потери воды с мочой

В количественном отношении потеря воды с мочой обычно представляет собой наибольшую потерю воды у здоровых взрослых людей, не занимающихся физическими упражнениями. Однако объем мочи может варьироваться в широком диапазоне, от примерно 500 мл до нескольких литров в день ( EFSA 2010 ). Большая часть других потерь воды не регулируется и происходит независимо от состояния жидкости в организме; потребление также частично регулируется. Напротив, объем мочи строго контролируется и служит способом жесткого регулирования баланса жидкости в организме (9).0153 см. часть II.3 ), наряду с другой его ролью в выделении растворенных отходов.

Моча фактически является результатом двух основных функций почек; выведение растворенных отходов и регуляция объема жидкости в организме. В большинстве случаев эти функции могут выполняться независимо друг от друга: например, если необходимо вывести большое количество воды, не будет существенных изменений в количестве выводимой общей нагрузки растворенных веществ. Это зависит от способности почек вырабатывать мочу в широком диапазоне концентраций от 50 мОсм/л до 1200 мОсм/л (9).0153 Бреннер и Ректор 2008 ). Эта максимальная осмолярность мочи представляет собой предел, выше которого две функции почек уже не могут сосуществовать: она определяет минимальный обязательный объем, строго необходимый для выведения растворенной нагрузки, независимо от состояния водного баланса организма. Большая часть растворенных веществ, выводимых почками, поступает с пищей как таковой (например, минералы) или в результате метаболизма (например, мочевина). Например, в рационе, содержащем 650 мОсм, минимальный обязательный объем мочи будет составлять 500 мл, если почки работают с максимальной концентрационной способностью ( EFSA 2010 ). Вода, удаляемая сверх этого минимального обязательного объема, является избыточной водой, удаляемой при регулировании водного баланса. В приведенной ниже таблице ( Таблица 2 ) указан объем выделяемой мочи в зависимости от концентрации растворенных веществ и осмоляльности мочи.

Таблица 2. Объем мочи (Uvol, л) в зависимости от концентрации растворенных веществ, подлежащих выделению, и осмоляльности мочи. Uvol = SL/Uosm.

Таким образом, определение желаемой осмоляльности мочи является ключевым элементом для определения желаемого объема мочи и, следовательно, адекватного потребления. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) было первым агентством, которое интегрировало этот параметр для установления адекватного потребления воды, считая, что желательная осмолярность мочи составляет 500 мОсмоль/л. Учитывая типичную диету 1600 мОсмоль/день для мужчин и 1000 мОсмоль/день для женщин, EFSA предполагает, что мужчинам потребуется объем мочи 2,0 л/день, а женщинам – 1,6 л/день (9).0153 EFSA 2010 ). Эти значения намного превышают минимальный объем мочи (и, следовательно, минимальный объем потребляемой жидкости), необходимый для выведения метаболических отходов. Гипотеза о том, что желаемая осмоляльность мочи может быть ниже концентрационной способности почек, также подтверждается результатами наблюдений, предполагающими, что большие объемы мочи и потребление большого количества жидкости могут замедлять снижение почечной функции, связанное со старением, и защищать от хронического заболевания почек ( Clark 9). 0154 и др. 2011; Сонтроп и др. 2013; Стрипполи и др. 2011 ).

II.2. Поступление воды в организм

Для компенсации ежедневных потерь воды необходимы водозаборы. Организм вырабатывает небольшое количество воды в результате своей метаболической активности, но большая часть воды поступает с пищей (еда и жидкости).

II.2.1. Производство метаболической воды

Метаболическая вода производится путем окисления водородосодержащего субстрата или питательных веществ, дающих энергию ( IOM 2004 ). При окислении липидов образуется наибольшее количество воды на грамм (, таблица 3, ).

Таблица 3. Метаболическая вода, образующаяся при окислении липидов, углеводов и белков. Из EFSA 2010; МОМ 2004.

Производство метаболической воды пропорционально потреблению энергии. Производство метаболической воды оценивается в среднем приблизительно от 250 до 350 мл/день для малоподвижных людей (9).0153 EFSA 2010 ), но может увеличиваться до 600 мл/день при тяжелой физической нагрузке ( Pivarnik and Palmer 1994 ). Однако, как видно из части II.1.1, дыхательные потери также увеличиваются при физической активности, и эти два процесса приблизительно компенсируют друг друга ( Hoyt 1996 ).

II.2.2. Диетическое потребление

Общее потребление воды с пищей, безусловно, является наиболее важным источником воды для организма. Поскольку выработка воды организмом ограничена, ее потребление с пищей должно компенсировать большую часть потерь.

Вода потребляется в виде питьевой воды, напитков и пищевых продуктов. Но питьевая вода и напитки составляют большую часть общего потребления жидкости, в среднем 70-80%, в то время как вода в пище составляет лишь 20-30% ( EFSA 2010 ).

Это распределение варьируется в зависимости от диеты: чем выше потребление продуктов, богатых водой (например, фруктов, овощей или супа), тем выше потребление воды с пищей. Фрукты и овощи действительно являются той группой продуктов, которая содержит больше всего воды: от 96% в огурце и 72% в авокадо, большинство из них содержат более 85% воды. Примечательно, что большинство фруктов имеют примерно такое же содержание воды (в пересчете на %), что и большинство напитков. Супы — это категория, которая содержит второй по величине уровень воды со значениями от 82 до 95% воды, в зависимости от рецепта. Сухие продукты, такие как сухие завтраки, орехи, печенье и шоколад, часто имеют содержание воды ниже 5% ( Food Standard Agency 2002 ).

Потребление воды с питьевой водой и напитками сильно различается у разных людей, как показывают исследования в области питания. В исследовании NHANES 2005–2006 годов общее потребление воды было более чем в три раза выше в 80-м процентиле (5,4 л/день) по сравнению с потреблением в 20-м процентиле (1,6 л/день) (9). 0153 Sontrop и др.  2013 ). Недавнее исследование в Китае показало, что ежедневное потребление жидкости составляет от менее 100 мл до более 7 л ( млн лет назад и др. 2012 ). Привычки употребления алкоголя также кажутся разными в зависимости от страны: национальные исследования в Европе показывают, что среднее ежедневное потребление жидкости колеблется от 635 до 2490 мл/день ( EFSA 2008 ). Однако эти обследования трудно сравнивать, и эти большие различия трудно интерпретировать, поскольку неизвестно, вызваны ли они фактическими различиями в потреблении или различиями в методологиях обследования (т. записи о питании, 2-кратное запоминание в течение 24 часов) и в категоризации жидкости ( EFSA 2010 ). Эти ограничения исследований потребления жидкости имеют важное значение, поскольку рекомендации по питанию часто основаны на потреблении, наблюдаемом в этих исследованиях (см. также часть III).

Поступление и потери воды зависят от множества факторов, и некоторые из них могут сильно различаться. Типичные цифры приведены на Рисунок 7 .

Рисунок 7. Типичные ежедневные входы и потери воды.

​ Как показано выше, моча имеет решающее значение для компенсации потерь организма, в то время как потребление пищи и, в частности, потребление жидкости являются основными источниками поступления воды.

II.3. Регуляция и поддержание водного баланса организма

Несмотря на непрерывные потери воды и значительные колебания в потреблении воды и соли, человеческое тело, как правило, способно поддерживать жесткое постоянство содержания воды: по оценкам, общее количество воды в организме изменяется менее чем на 1% в течение 24 часов ( Cheuvront  и др.  2004 ). Это имеет первостепенное значение для поддержания постоянного состава внеклеточной жидкости, необходимой для нормального функционирования клеток. Вода в организме регулируется, с одной стороны, потреблением жидкости, стимулируемой жаждой, а с другой стороны, почечной экскрецией воды (9). 0153 Бреннер и Ректор 2008 ).

Физиологически потребление жидкости регулируется жаждой, определяемой как сознательное желание пить ( Guyton and Hall 2006 ). Но потребление жидкости также может происходить, например, из-за привычек, социального влияния, сухости во рту или сопутствующей пищи во время еды ( McKinley et al. 2004; McKinley and Johnson 2004 ). Таким образом, целенаправленное потребление жидкости имеет существенный поведенческий компонент, взаимодействующий с физиологическими механизмами.

Основным стимулом жажды является повышение осмоляльности плазмы. Это увеличение определяется осморецепторами, которые инициируют нервные механизмы, приводящие к ощущению жажды ( McKinley and Johnson 2004 ). Однако секреция антидиуретического гормона (АДГ) в ответ на повышенную осмоляльность плазмы происходит при более низком пороге, чем порог жажды, около 280 мОсм/кг против 290–295 мОсм/кг соответственно (90–153 Bouby and Fernandes 2003; Питерс и др.  2007; Verbalis 2003 ). Стоит отметить, что чувствительность и порог осморегуляторной системы, и особенно жажды, сильно различаются у разных людей ( Bouby and Fernandes 2003 ).

Другие факторы также могут вызывать жажду: снижение объема крови (> 10%) или давления, увеличение циркулирующего ангиотензина или сухость во рту. Напротив, растяжение желудка уменьшает жажду (90–153, Guyton and Hall, 2006; Tanner, 2009).).

Потребление жидкости также часто происходит без ощущения жажды и повышения осмоляльности плазмы ( McKiernan et al. 2009; Phillips et al. 1984 ). Употребление алкоголя действительно часто связано с едой: некоторые исследования показали, что около 70% жидкости потребляется перипрандиально ( de Castro 1988; Engell 1988; Phillips et al. 1984 ). На потребление жидкостей также влияет их прямая доступность (9).0153 Энгель и др. 1996 ) и может быть социально облегчен или ингибируется присутствием других людей ( de Castro and de Castro 1989; Engell и др. 1996; Peneau 44444449 и др. и др. et al.  2009 ).

Таким образом, потребление жидкости определяется не только физиологическими механизмами, и окончательная регуляция водного баланса организма зависит от регуляции экскреции воды почками.

II.3.2. Регуляция выведения воды почками

Как было показано ранее ( часть II.1.4 ), почки способны широко адаптировать количество выделяемой воды, сохраняя при этом стабильное выделение растворенных веществ. Таким образом, в зависимости от состояния гидратации организма и потребления жидкости метаболические отходы выводятся с более или менее концентрированной мочой.

Экскреция воды почками действительно регулируется для поддержания постоянного состава и концентрации внеклеточной жидкости и, в частности, постоянной осмолярности плазмы. Это стало возможным благодаря системе обратной связи, основанной на антидиуретическом гормоне (АДГ) или вазопрессине.

При водном дефиците осмоляльность внеклеточной жидкости, в частности плазмы, повышается выше нормы (около 280 мОсмоль/кг ч3О). Это увеличение, которое на практике означает повышение концентрации натрия в плазме, детектируется осморецепторами, стимулирующими высвобождение АДГ. АДГ синтезируется в гипоталамусе и хранится в задней доле гипофиза. После высвобождения АДГ транспортируется через кровь к почкам, где увеличивает проницаемость дистальных канальцев и собирательных трубочек для воды. Повышенная водопроницаемость вызывает повышенную реабсорбцию воды и выделение небольшого объема концентрированной мочи. Таким образом, вода сохраняется в организме, в то время как натрий и другие растворенные вещества продолжают выводиться из организма. Это вызывает разбавление внеклеточной жидкости и, следовательно, корректирует осмоляльность плазмы (9).0153 Рисунок 8)  ( Guyton and Hall 2006 ).

Рисунок 8. Регуляторные механизмы, реагирующие на дефицит воды.

Наоборот, при избытке воды в организме снижается секреция АДГ, повышается проницаемость воды в нефронах, что приводит к меньшей реабсорбции воды и большему выделению разбавленной мочи ( Guyton and Hall 2006 ).

Стоит отметить, что высвобождение АДГ также стимулируется снижением артериального давления и объема крови, которые возникают в таких случаях, как кровотечение. Однако АДГ значительно более чувствителен к небольшим изменениям осмоляльности, чем к изменениям объема крови: снижение осмоляльности плазмы на 1% стимулирует секрецию АДГ, тогда как снижение объема крови на 10% необходимо для явного повышения уровня АДГ (9).0153 Гайтон и Холл 2006 ).

Таким образом, поддержание водного баланса организма зависит от различных физиологических процессов: регуляции работы почек, жажды и питьевого поведения, а также потоотделения. Относительная важность этих физиологических процессов и их взаимодействий зависит от преобладающих видов деятельности, как показано в Таблице 4 ниже ( Armstrong 2007 ).

Таблица 4. Относительная роль физиологических процессов в водном балансе организма для разных жизненных сценариев. Адаптировано из Армстронга 2007.

II.3.3. Нарушения водного баланса организма: обезвоживание и гипонатриемия

Несмотря на то, что водный баланс тела строго регулируется, водный баланс организма может столкнуться с проблемами, ведущими к временному состоянию гипогидратации или гипергидратации.

Обезвоживание — это процесс потери воды организмом, в то время как гипогидратация относится к уравновешенному состоянию дефицита воды в организме и, следовательно, является результатом обезвоживания ( EFSA 2010 ). В зависимости от относительной потери воды и растворенных веществ из внеклеточной жидкости обезвоживание может быть гипертоническим (потеря воды концентрирует внеклеточную воду), гипотоническим (потеря натрия разбавляет внеклеточную воду) или изотоническим (потеря воды и натрия без изменения концентрации). Потенциальные причины этих различных типов обезвоживания обобщены в Таблица 5 .

Таблица 5. Возможные причины трех типов обезвоживания. Адаптировано из EFSA 2010; Гранжан и др. 2003 г.; МОМ 2004.

Напротив, чрезмерное потребление воды в течение короткого периода времени может привести к гипергидратации и гипонатриемии, определяемой как уровень натрия в сыворотке менее 135 ммоль/л. Это состояние наблюдалось у психически больных с полидипсией, а также у спортсменов во время или после интенсивных и продолжительных упражнений (например, сверхмарафонских, военных тренировок). Хотя потенциально серьезно, симптоматическая гипонатриемия встречается редко и связана с потреблением жидкости, которое намного превышает потери воды, а также с медленным темпом бега и увеличенной продолжительностью упражнений (9).0153 Хью и др.  2003 ). Однако хорошо известно, что у здоровых людей с нормальным питанием очень трудно добиться гипонатриемии ( EFSA 2010; IOM 2004 ). Действительно, у здоровых людей это будет означать превышение максимальной скорости экскреции почками, т. е. 0,7–1,0 л/час ( EFSA 2010 ).

Диагностика и правильное лечение гипонатриемии осложняются тем фактом, что симптомы тесно связаны с симптомами обезвоживания, включая головную боль, утомляемость, спутанность сознания, тошноту, рвоту и судороги. ( EFSA 2010; Гранжан и др.  2003; МОМ 2004 ).

Водный баланс организма строго регулируется, чтобы обеспечить гомеостаз организма и реагировать на изменения в потреблении и потерях.
Основными источниками потери воды из организма являются моча и пот, но вода также теряется через стул и неощутимо через кожу и дыхание.
Регулировка объема мочи имеет решающее значение для регулирования водного баланса организма.
Почки способны концентрировать или разводить мочу в широком диапазоне от 50 мОсмоль/л до 1200 мОсмоль/л. Концентрация мочи в этих пределах зависит от метаболических отходов, которые должны быть выделены, и от количества воды, которая должна быть выделена для регуляции воды в организме.