Woda w diecie człowieka

WODA W DIECIE CZŁOWIEKA

Woda (tlenek wodoru) H₂O, związek chemiczny bardzo rozpowszechniony w przyrodzie; dobry rozpuszczalnik, woda naturalna zawiera rozpuszczone gazy i sole, szczególnie dużo w wodzie morskiej i mineralnej (encyklopedia PWN -1997).

Do XVIII wieku wodę uważano za pierwiastek. Dopiero Cavendish w 1791 r. wykazał, że woda powstaje podczas spalania wodoru, któremu Lavoisier nadał nazwę hydrogenium (hedor – woda, genos – ród, pochodzenie). Ilościowy stosunek wodoru do tlenu podali w 1805 r. Humboldt i Gay-Lussac. Jako związek wodoru z tlenem (tlenek wodoru, H₂O) woda zajmuje czołowe miejsce w gospodarce ustrojowej.

Prawidłowy przebieg procesów życiowych jest nierozłącznie związany z określoną, niezbędną ilością wody w organizmie. W postaciach życia ubogich w wodę (np. w niekiełkujacych nasionach) przemiana materii jest prawie całkowicie zahamowana (anabioza). W roztworach wodnych zachodzą reakcje biochemiczne, będące podstawą procesów życiowych. Dawna maksyma chemiczna mówi: Corpora non aqunt nisi soluta (związki działają tylko w stanie rozpuszczonym).

Woda jest jednym z najważniejszych i niezbędnych do życia składników naszego organizmu. Bardziej zgubny dla człowieka jest tylko brak tlenu. Można żyć ok. 40 dni bez pokarmów stałych, ale brak wody powoduje śmierć w ciągu kilku dni, zwłaszcza w klimacie gorącym. Dowiedziono, że bez większej szkody dla zdrowia można stracić cały zapas glikogenu, ale utrata 10% wody jest groźna dla człowieka, a 20% pociąga za sobą śmierć. Długość życia organizmu pozbawionego wody do picia jest różna, zależnie od gatunku zwierzęcia. Największą wytrzymałością na brak wody odznacza się wielbłąd, większość jednak zwierząt ssących może obyć się bez wody tylko przez krótki czas.

ILOŚĆ WODY W ORGANIZMIE

WODA STANOWI PONAD POŁOWĘ MASY CIAŁA ORGANIZMU

U kobiet na wodę przypada przeciętnie 52-55%, a u mężczyzn 63-65% masy ciała; u psów osiąga 65%, zaś u świnek morskich i królików 73%. Zmiany w zawartości wody w masie ciała zależą od stopnia rozwoju tkanki tłuszczowej. Całkowita objętość wody zależy bardziej od masy tkanek o małej zawartości tłuszczu niż od wagi ciała. U osób otyłych jest ona procentowo znacznie mniejsza niż u chudych. Wartości te różnią się zatem znacznie zarówno u poszczególnych osób, jak i u różnych gatunków zwierząt, w zależności od nagromadzenia lub braku tkanki tłuszczowej.

Przeciętną zawartość wody w różnych tkankach przedstawia procentowo następujące zestawienie:

Woda w organizmie występuje w trzech przestrzeniach:
1. Przestrzeni wewnątrzkomórkowej,
2. Przestrzeni zewnątrzkomórkowej,
3. Przestrzeni międzykomórkowej.

Płyn w przestrzeni wewnątrzkomórkowej stanowi ponad połowę wody znajdującej się w organizmie, co odpowiada 30-40% masy ciała. Pozostałe 23% przypada na wodę wchodzącą w skład płynu przestrzeni zewnątrzkomórkowej i międzykomórkowej.

Płyn w przestrzeni zewnątrzkomórkowej to: osocze krwi, płyn tkankowy i chłonka.
Płyn w przestrzeni międzykomórkowej obejmuje: płyn mózgowo-rdzeniowy, płyn w komorach oka, płyn w jamach ciała (opłucnej, osierdziu, otrzewnej), płyn w torebkach stawowych i soki trawienne znajdujące się w przewodzie pokarmowym (ślina, sok żołądkowy, sok trzustkowy, żółć i sok jelitowy).
Na ogół płyn wewnątrzkomórkowy posiada wysokie stężenie potasu (K⁺) i niskie stężenie sodu (Na⁺), natomiast płyny pozakomórkowe zawierają stosunkowo duże ilości sodu i małe ilości potasu.

Stosunek objętości płynu w przestrzeni wewnątrzkomórkowej do objętości płynu w przestrzeni zewnątrzkomórkowej i przestrzeni międzykomórkowej podlega zmianom w zależności od ilości wypijanej wody i od ilości soli mineralnych wprowadzanych do organizmu wraz z pokarmami oraz od utraty wody przez organizm. Ze względów praktycznych płyn w przestrzeni zewnątrzkomórkowej i międzykomórkowej określa się łącznie jako płyn zewnątrzkomórkowy.

Po wypiciu płynu hipotonicznego zwiększa się objętość płynu zewnątrzkomórkowego i wewnątrzkomórkowego. Towarzyszy temu obniżanie się ciśnienia osmotycznego obu płynów.

Wypicie płynu hipertonicznego zwiększa objętość płynu zewnątrzkomórkowego, zmniejszając jednocześnie objętość płynu wewnątrzkomórkowego. Wzrasta ciśnienie osmotyczne obu płynów.

Płyny izotoniczne wypijane lub wprowadzane bezpośrednio dożylnie, np. jako krew konserwowana, zwiększają tylko objętość płynu zewnątrzkomórkowego.
Utrata jonów nieorganicznych w czasie długotrwałych wymiotów lub w czasie biegunki zmniejsza objętość płynu zewnątrzkomórkowego i zwiększa objętość płynu wewnątrzkomórkowego. Ciśnienie osmotyczne obu płynów obniża się.

ŹRÓDŁA WODY DLA ORGANIZMU

Woda w organizmie uzupełniana jest z dwóch zasadniczych źródeł. Pierwsze stanowią spożywane płyny i pokarmy o różnej konsystencji, zawierające wodę (np. gotowane chude mięso zawiera od 65-70% wody). Drugim źródłem jest woda powstająca w ustroju w procesach przemiany materii przez utlenianie wodoru pochodzącego z pokarmów lub z samych tkanek. Woda wchłaniana jest głównie z jelita cienkiego, w mniejszej ilości z jelita grubego i bardzo nieznacznie z żołądka. Następująca tabelka przedstawia ilości wody powstającej w procesach przemiany materii z trzech podstawowych składników pożywienia i z alkoholu.

Woda powstaje również w tkankach w wyniku polimeryzacji lub syntezy różnych związków, tj. wskutek procesu metabolicznego będącego odwrotnością hydrolizy. Zwykła dieta mieszana dostarcza w wyniku reakcji utleniających od 300 do 350 g wody dziennie, czyli około 14 g na 100 kcal. Przy braku pożywienia i płynów ustrój zużywa własne składniki tkankowe na wytwarzanie wody, osiągając znaczne jej ilości z glikogenu, białek i tłuszczów. Na przykład garb wielbłąda, składający się głównie z tłuszczu, stanowi tym samym zbiornik dużej ilości wody. Podobnie mól odzieżowy hodowany bez dostępu do wody i żywiony całkowicie suchym pokarmem składa jaja, które zawierają 88% wody.

U człowieka dorosłego dzienne zapotrzebowanie na wodę ze wszystkich jej źródeł wynosi w zwykłych warunkach 2500 ml, tj. około 1 ml na każdą kcal pobranego pożywienia. Oznacza to na ogół, że dla utrzymania równowagi wodnej należy podawać w postaci napojów około 1500 – 2500 ml wody. Źródłem wody są także pokarmy stałe; niektóre produkty zawierają jej bardzo dużo procentowo (ogórki 95%, sałata 94%, pomidory 94%, rzodkiewki 92%, mleko 87%, jabłka 85%, gruszki 85%, śliwki 79%, ziemniaki ugotowane 75%, jajo ugotowane 72%, ryż ugotowany 72%, wątroba 68%, sardynki-konserwy 52%, szynka gotowana 51%).

Pobieranie wody w warunkach przeciętnej temperatury i wilgotności przy zwykłej diecie przedstawia się następująco:

Objętość wody w ustroju utrzymywana jest na stałym poziomie przez właściwe zrównoważenie jej pobierania i wydalania. Pobieranie wody regulowane jest odczuwaniem pragnienia.
Nawet nieznaczne zmniejszenie objętości wody w ustroju wywołuje uczucie pragnienia. Jest ono spowodowane zahamowaniem czynności wydzielniczej ślinianek, powodującym wysuszenie śluzówki jamy ustnej oraz zwiększeniem ciśnienia osmotycznego krwi.

UTRATA WODY I ELEKTROLITÓW

Organizm człowieka wydala wodę:
1. z moczem przez nerki,
2. z potem wydzielanym przez gruczoły potowe,
3. poprzez powierzchnię skóry w wyniku parowania,
4. z powietrzem wydychanym przez płuca,
5. ze śliną.

Najwięcej wody i elektrolitów, około 1,5 l na dobę, organizm traci wraz z moczem. Utrata wody na skutek parowania z powierzchni skóry i wydzielania gruczołów potowych zależy od temperatury własnej ciała i otoczenia oraz wilgotności powietrza. W temperaturze nie wyższej niż 28°C organizm traci w ciągu doby około 500 ml wody przez parowanie z powierzchni skóry i wydzielanej z potem. Utrata wody przez płuca zależy również od temperatury własnej ciała i otoczenia oraz od wilgotności powietrza. W warunkach przeciętnych człowiek traci w ten sposób około 300 ml wody na dobę. Z kałem wydalane jest z organizmu 100-200 ml wody na dobę.
Utrata wody ze śliną w zwykłych warunkach jest nieznaczna, ale może być duża przy oddychaniu ustami (jako następstwo parowania) lub u osób mających zwyczaj spluwania śliną.

W normalnych warunkach istnieje równowaga bilansu wodnego – przychód i rozchód wody w naszym klimacie waha się zwykle w granicach 2500 – 2800 ml dziennie.

Woda umożliwia wymianę cieplną i transport rozpuszczonych substancji między poszczególnymi tkankami w organizmie. Odznacza się dużą zdolnością pochłaniania ciepła przy nieznacznej zmianie własnej temperatury. W ten sposób chroni komórki przed nagłymi zmianami termicznymi. Podczas przechodzenia ze stanu ciekłego w parę woda pochłania duże ilości ciepła (2403 kj/l – 574 kcal/l), co umożliwia organizmowi uwalnianie się od jego nadmiaru przez wyparowanie potu.

Stopień względnej wilgotności i ruch powietrza również wpływają na szybkość parowania. Tak więc w wilgotnej atmosferze przy braku wiatrów wydzielanie potu staje się bardziej widoczne, chociaż w rzeczywistości może nie być większe niż w atmosferze suchej, w której parowanie jest większe. Duże ilości potu wydzielają się podczas intensywnej pracy mięśni oraz w wysokiej temperaturze otoczenia, np. w klimacie tropikalnym. W gorącym klimacie wydzielanie dzienne potu może dochodzić do 3000 ml, a przy bardzo skwarnej pogodzie do 10 litrów, a nawet więcej. Przy wykonywaniu ciężkiej pracy w gorącym otoczeniu pot może się wydzielać z szybkością 2 litrów na godzinę. Wymaga to wypijania równej ilości płynu w celu utrzymania normalnej ilości wody w organizmie, ponieważ dowóz wody musi być równy jej wydalaniu.

Ilość wody potrzebna organizmowi w warunkach tropikalnych waha się w szerokich granicach, zależnie od warunków otoczenia, natężenia pracy fizycznej i właściwości osobniczych. Ilość 4 l dziennie wody może wystarczyć dla człowieka lekko pracującego w temperaturze powietrza do 35°C, ale przy ciężkiej pracy przy tej temperaturze zapotrzebowanie wzrasta do 7 l. W temperaturze ok. 40°C zapotrzebowanie podczas pracy ciężkiej wynosi odpowiednio 6 i 9 l, a w temperaturze 45°C nawet 10 i 13 l dziennie.

Oprócz odpowiedniej ilości wody potrzebnej w ciągu doby ważny jest też sposób picia. Pić należy powoli, w niewielkich ilościach, jednorazowo, straty płynów uzupełniamy stopniowo, z godziny na godzinę.

Czas zatrzymywania wody przez organizm zależy od wielkości porcji i szybkości spożycia płynu. Przy szybkim spożyciu 500-1000 ml płynu przechodzi on szybko do płynu pozakomórkowego i zmniejsza jego ciśnienie osmotyczne, co obciąża krążenie, a płyn szybko wydala się przez nerki i z potem. Przy piciu małymi łykami utrata płynu z moczem i potem jest powolniejsza i mniejsza. Mieszkańcy Azji Południowo-Wschodniej w okresie pory gorącej piją herbatę przez cały dzień małymi porcjami.

Wyrównanie strat wody w tropiku jest bardziej naglące niż strat sodu i chloru w pocie. Należy pamiętać, że w czasie silnego pocenia uczucie pragnienia nie jest dobrym wskaźnikiem stopnia odwodnienia organizmu.

Człowiek o masie ok. 70 kg ma w swym ciele ok. 45 l wody (65% masy ciała). Przy stracie 1,5 l dziennie w ciągu 6 dni utraci on nie mniej niż 9 l wody (20% masy ciała) i w tych warunkach ginie. Przy wysokiej temperaturze otoczenia w tropiku można zginąć w ciągu 2-3 dni. Dla wyrównania niedoboru płynów nie należy podawać dużych ilości wody mineralnej gazowanej, która dzięki zawartości dwutlenku węgla powoduje rozciąganie ścian żołądka i hamuje na drodze odruchowej uczucie pragnienia. W ten sposób może dojść do maskowanego stanu odwodnienia przy braku pragnienia.

Kobieta w ciąży ma zwykle zwiększone pragnienie, woda potrzebna jest do budowy płodu (który w ok. 80% składa się z wody). Nadmierne spożycie płynów jest jednak nieuzasadnione i szkodliwe, przeciwwskazane są szczególnie wody gazowane dwutlenkiem węgla, również tzw. naturalne, napoje alkoholowe, mocna kawa i herbata.
W pierwszej połowie ciąży nie ograniczamy płynów, ograniczamy je natomiast od drugiej połowy, a w ostatnich 2-3 miesiącach ilość ich nie powinna przekraczać 1200 ml na dobę