Терморегуляция. У людей вода необходима для выработки пота и терморегуляции. Когда мы потеем, тепло теряется из-за испарения, что помогает нормализовать температуру тела при ее повышении. Горячая вода в виде ванн и теплых напитков также способствует сохранению тепла тела в холодную погоду.
Еще многое предстоит узнать о динамике воды на химическом и атомном уровне внутри клеток и о том, как эта динамика влияет на клеточные реакции и процессы.
Как в организме регулируются жажда и гидратация
Почки являются основными органами, участвующими в регулировании уровня воды в организме и артериального давления. Это достигается за счет контроля удаления жидкостей из системы. Для этого гипоталамус координирует свои действия с почками и регулирует ощущение жажды вместе со вкусовыми рецепторами.
Во время обезвоживания в организме увеличивается концентрация внеклеточных электролитов. Это активирует осморецепторы внутри клеток, а также барорецепторы вне клеток из-за внеклеточного давления. Эти факторы сигнализируют гипоталамусу о высвобождении вазопрессина, который инициирует задержку воды и выработку концентрированной мочи.
При адекватной гидратации уровень электролитов снижается, что ингибирует активацию рецепторов и высвобождение вазопрессина. Если у человека дефицит электролитов, реакция на обезвоживание может быть притуплена, и клетки могут бороться за поглощение воды; оба из которых могут увеличить тяжесть обезвоживания и связанный с ним риск смертности.
Ощущение жажды. Когда жидкость потребляется, вкусовые рецепторы посылают сигналы в мозг, которые информируют его о минеральных солях в жидкости. В результате он реагирует подавлением ощущения жажды. Мозг не способен отличить воду, вылитую на язык, от проглоченной воды, которая попадает в кровоток. Именно по этой причине человек может почувствовать удовлетворение сразу после того, как выпьет стакан воды, когда испытывает жажду.
Другие органы и системы организма, участвующие в регулировании гидратации, включают желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистую систему, кожу и дыхательные пути, которые обеспечивают обратную связь с гипоталамусом об общем состоянии гидратации организма.
Побочные эффекты обезвоживания
Обезвоживание является потенциально опасным для жизни явлением. Побочные эффекты обезвоживания включают:
Повышенный окислительный стресс. Вода не только необходима для охлаждения, но также служит жизненно важным источником кислорода для регулирования клеточного дыхания. Следовательно, обезвоживание связано с усилением окислительного стресса и воспаления на клеточном уровне.
Усталость и снижение выносливости. Обезвоживание снижает способность человека выполнять физическую активность с оптимальной производительностью, вызывая утомляемость и недостаток выносливости. Поддержание гидратации защищает от усталости, помогает поддерживать выносливость, а также уменьшает воспаление, связанное с физическими упражнениями. Физические упражнения могут вызвать обезвоживание, которое сохраняется в течение нескольких часов, особенно если они начинаются в состоянии легкого обезвоживания или при акклиматизации к жарким температурам окружающей среды.
Головная боль и снижение когнитивных функций. Недостаточная гидратация отражает снижение когнитивных функций в исследованиях, которые проявляются по-разному. Некоторые результаты сообщают о дефиците кратковременной памяти, зрительного восприятия и физической координации в ответ на обезвоживание, в то время как другие показывают начало головной боли, снижение концентрации внимания, снижение арифметических способностей и эмоциональную нестабильность. Эти эффекты часто были более выраженными в исследованиях, в которых оценивалось обезвоживание в контексте теплового стресса. Неизвестно, что регидратация увеличивает когнитивные способности, но, по-видимому, улучшает умственную активность.
Связано с риском делирия. Доказано, что тяжелое обезвоживание вызывает делирий, служащий фактором риска как делирия, так и деменции. Многие формы заболеваний, предрасполагающих к бреду, обычно включают в себя также компонент тяжелого обезвоживания. К ним относятся изменение электролитного баланса, обильная потеря (или задержка) воды, дефицит питательных веществ, метаболический дефицит и дисфункция почек.
Возможное повреждение почек. Почки – специализированные органы, регулирующие баланс жидкости в организме в целом. Достаточное количество воды обеспечивает лучшую работу почек. При обезвоживании почки используют меньше воды и больше энергии для функционирования и выработки мочи. Уже одно это увеличивает риск повреждения. Обезвоживание также связано с образованием камней в почках и мочевом пузыре.
Снижает функцию HPA. Обезвоживание и гипернатриемия были связаны со снижением активации стрессовой реакции у мышей, находящихся под давлением. У обезвоженных мышей наблюдалось снижение сердечно-сосудистых, надпочечников и поведенческих симптомов в ответ на хорошо задокументированный стрессор. [2]
Влияет на частоту сердечных сокращений и кровоток. Обезвоживание снижает содержание воды в крови, вызывая в качестве компенсации нарушение кровообращения, снижение артериального давления и усиление вазоконстрикции. Питьевая вода может снизить частоту сердечных сокращений и положительно повысить кровяное давление. Этот эффект отличается от эффекта, наблюдаемого при повышении концентрации электролитов в кровотоке, поскольку служит нормализации артериального давления. Лишняя жидкость просто выводится почками.
Негативно влияет на пищеварение. Вода необходима для поддержания нескольких аспектов пищеварительной функции. Он необходим для пищеварения, усвоения питательных веществ, толстокишечной ферментации, оптимального времени кишечного транзита и формирования стула. Кишечник также является основным местом поглощения и регидратации воды: зарегистрировано, что он поглощает до 20 литров в день из проглоченных твердых частиц и жидкостей. Обезвоживание влияет на все эти функции, вызывая потерю питательных веществ, расстройство желудка, дисбактериоз кишечника и запоры.
Инсулинорезистентность и гипергликемия. Исследования на клетках и животных показывают, что клеточное обезвоживание вызывает метаболические эффекты, аналогичные гипергликемии и перегрузке инсулином. Также было показано, что диета с высоким содержанием сахара вызывает обезвоживание, которое можно остановить при достаточном потреблении воды. Гидратация может снизить частоту гипергликемии у пациентов с диабетическим кетоацидозом.
В отличие от вышеперечисленных эффектов, адекватная гидратация улучшает общее состояние здоровья и самочувствие, особенно в большинстве вышеперечисленных областей.
Факторы риска обезвоживания
Следующие факторы могут увеличить риск обезвоживания:
Снижение потребления жидкости. Низкое потребление жидкости является очевидным фактором риска обезвоживания; однако может быть неочевидно, сколько жидкости человек потребляет ежедневно. Мы получаем жидкость из различных продуктов питания, напитков и клеточных процессов, каждый из которых по-разному способствует гидратации.
Дисбаланс электролита. Если уровень электролитов в организме слишком разбавлен или слишком сконцентрирован, риск клеточного обезвоживания увеличивается. Многие рафинированные напитки содержат минералы и другие вещества, которые могут повысить кровяное давление и риск обезвоживания. Кроме того, дефицит питательных веществ и обильные потери минералов могут привести к нарушению способности к регидратации.
Перегрев. Потоотделение – это функциональная форма потери воды, необходимая для охлаждения тела. Длительное потоотделение постепенно увеличивает потерю воды и риск обезвоживания.
Возраст. Пожилые люди более подвержены риску обезвоживания из-за снижения реакции на обезвоживание в среднем. Исследования показывают, что пожилые люди, как правило, меньше пьют, меньше испытывают жажду и не потребляют достаточно жидкости для регидратации при дефиците воды в организме.
Пол. Женщины, по-видимому, немного более склонны к обезвоживанию в ответ на ограничение жидкости по сравнению с мужчинами. При недостатке жидкости мужской организм компенсирует это соответствующим образом, сохраняя жидкость, а женский организм этого не делает. Теоретически это может быть связано с тем, как менструальный цикл и женские половые гормоны влияют на динамику жидкости. Хотя исследование подтвердило, что менструальный цикл не улучшил и не ухудшил результат у женщин; Отсутствие сохранения жидкости в ответ на недостаток жидкости может защищать менструальный цикл, который уже способствует колебаниям динамики вазопрессина и воды в организме для функционирования.
Хронические болезни. Многие заболевания сопровождаются элементами обезвоживания, такими как дефицит питательных веществ, электролитный дисбаланс, гормональная и метаболическая дисрегуляция, снижение функции почек и многое другое. Любой такой фактор может увеличить риск обезвоживания. К состояниям здоровья, связанным с обезвоживанием, относятся образование камней в почках и заболевания почек, астма, диабет, гипертония , ишемическая болезнь сердца , инсульт , кариес и инфекции мочевыводящих путей .
Физическое бездействие. В небольшом исследовании на здоровых спортсменах-мужчинах было показано, что длительный постельный режим вызывает обезвоживание. Этим эффектам можно было противодействовать путем добавления жидкости и электролитов.
Влияние различных источников воды на гидратацию и здоровье
Хотя важно поддерживать водный баланс, до сих пор неясно, сколько воды необходимо ежедневно для оптимального здоровья. Эксперты советуют выпивать от 2,5 до 3,5 л в день, чтобы моча оставалась разбавленной и защищала почки. Потребности в потреблении воды различаются у разных людей в зависимости от ежедневной физической активности, температуры и размера тела.
В небольшом исследовании было показано, что увеличение потребления воды здоровыми добровольцами снижает систолическое артериальное давление, повышает температуру тела, снижает концентрацию азота в мочевине и улучшает почечную фильтрацию.
Источник воды является важным фактором, который следует учитывать. И еда, и напитки могут способствовать ежедневному потреблению воды, однако вода – единственный напиток, который на 100% состоит из воды. Другие источники воды будут содержать множество других питательных веществ, которые могут положительно, отрицательно или нейтрально влиять на гидратацию.
Различные источники воды обсуждаются ниже в контексте гидратации и здоровья.
Минеральная вода
Минеральная вода по сути является золотым стандартом оптимальной гидратации. Однако в настоящее время не существует понимания того, какая минерализованная вода лучше всего подходит для здоровья человека. Минералы содержатся почти во всех типах воды в различных концентрациях, и не все минералы обязательно способствуют гидратации.
Электролиты
Наиболее важными минералами для регидратации являются электролиты, которые, как было доказано, улучшают гидратацию, если присутствуют в потребляемых жидкостях в здоровых соотношениях. [12] Основные электролиты состоят из Mg, Ca, Na, K, Cl и бикарбоната и обычно встречаются в воде в различных формах.
Хотя натрий и калий обычно считаются наиболее важными электролитами, имеющими отношение к гидратации, большие концентрации любого электролита могут способствовать обезвоживанию и повышению кровяного давления. Умеренные концентрации в правильных соотношениях помогают стабилизировать движение жидкостей и поддерживать баланс воды в организме. Почки очень хорошо умеют сохранять электролиты, если их поступления недостаточно для поддержания адекватной гидратации.
Вода наиболее богата кальцием и магнием, которые влияют на уровень натрия и калия в организме. Исследователи предполагают, что кальций и магний должны присутствовать в воде в соотношении 2-3 части кальция на 1 часть магния. Уровень кальция в воде связан с ее вкусовыми качествами и «свежестью»; тогда как низкое содержание минералов связано с менее вкусной («горькой») водой.
Бутилированная минеральная вода
Вопреки распространенному мнению, большая часть бутилированной воды содержит низкий уровень минералов по сравнению с водопроводной водой. Было доказано, что низкое содержание минералов в бутилированной воде отрицательно влияет на минеральную плотность костей и фертильность лабораторных крыс. Исследование показывает, что минеральный профиль натуральной, искусственной и очищенной бутилированной воды относительно схож.
Таким образом, большая часть продаваемой бутилированной воды имеет низкое содержание минералов и не может считаться оптимально минерализованной водой.
Фильтрованная реминерализованная вода
Фильтрованная вода показала наилучшие результаты в небольшом исследовании, проведенном на лабораторных крысах. По сравнению с водой обратного осмоса и водопроводной водой, фильтрованная вода показала лучшие результаты в плане снижения артериального давления, повышения антиоксидантной активности и снижения маркеров воспаления.
Жесткая вода против мягкой воды
Жесткой водой обычно называют воду с высоким содержанием карбоната кальция, однако различные формы магния, сульфата, хлора и некоторых металлов также могут способствовать повышению жесткости воды. Напротив, мягкая вода поддерживает низкий уровень этих соединений.
Жесткость воды может быть постоянной или нет, в зависимости от состава растворенных в ней твердых веществ. Карбонатные соединения жесткой воды, такие как карбонат кальция, можно удалить из воды при кипячении. Некарбонатные соединения, такие как сульфат кальция, не могут.
Возможные неблагоприятные последствия жесткой воды. В настоящее время имеется небольшой объем данных, подчеркивающих неблагоприятные последствия, связанные с длительным употреблением жесткой воды. Несколько эпидемиологических исследований показывают слабую связь между употреблением жесткой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, различными типами рака пищевода и пищеварительного тракта, неврологическими дефицитами и смертностью от всех причин.
Мягкая вода может быть еще хуже. Другие исследования указывают на противоположный вывод, показывая, что мягкая вода с очень низким содержанием минералов, вероятно, будет хуже для общего здоровья, чем жесткая вода с высоким содержанием минералов. Вероятно, существует оптимальный для здоровья диапазон содержания кальция и магния в воде. Прежде чем можно будет сделать однозначные выводы, необходимы дополнительные исследования.
Известно, что минеральный состав жесткой воды влияет на результат:
Избыточное потребление кальция может увеличить склонность к образованию камней в почках, что ухудшает функцию почек и регуляцию воды в организме. Тем не менее, риск того, что это произойдет в результате употребления жесткой воды, минимален, поскольку поддержание гидратации защищает от образования камней в почках и дисфункции почек. Кроме того, некоторые исследования показывают, что кальций связывается с оксалатом, что еще больше снижает риск образования камней в почках. У людей с нарушенной функцией почек избыточное потребление кальция может увеличить риск атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний.
Вода с низким содержанием кальция может увеличить риск переломов костей, демиелинизации, других нейродегенеративных заболеваний и преждевременных родов. Повышенное содержание магния, вероятно, защитит от сердечно-сосудистых заболеваний и цереброваскулярных заболеваний.
Хотя водопроводная вода может содержать больше минералов, известно, что минеральные формы, разнообразие и химические добавки в долгосрочной перспективе вредят здоровью. Водопроводная вода обычно классифицируется как «жесткая» и обычно содержит большое количество карбоната кальция. Карбонат кальция плохо усваивается организмом и поэтому считается безопасным в количествах, содержащихся в питьевой воде.
Распространенные загрязнители воды
Исследования воды показали, что даже водоочистные сооружения самых высоких стандартов склонны к содержанию небольших количеств загрязняющих веществ. Некоторые из наиболее распространенных загрязнителей водопроводной воды кратко обсуждаются ниже:
Железо может присутствовать в трубах из-за ржавых кранов. Вода, насыщенная железом, может стимулировать рост передающихся через воду патогенов, в том числе кишечной палочки, и, как известно, усиливает воспаление в организме при приеме внутрь. Исследования показывают связь между воздействием железа и заболеваниями раздраженного кишечника, болезнью Крона и язвенным колитом. Перегрузка железом может увеличить канцерогенные мутации клеток и способствовать определенному типу гибели клеток, известному как ферроптоз. Содержание железа в подземных водах обычно намного выше, чем в поверхностных водах, и поэтому перегрузка железом может представлять собой потенциальный риск для пользователей скважин.
Медь – еще один загрязнитель, обнаруженный в водопроводной воде из-за присутствия медных фитингов, пестицидов (сульфат меди) и труб в старых зданиях. Из-за низкой абсорбции о токсических побочных эффектах меди чаще всего сообщается в случаях острого воздействия больших количеств меди. Симптомы включают внутреннее кровотечение, язвы, распад печени, желтуху, повреждение почек, сердечно-сосудистые проблемы, одышку и неврологические осложнения. Присутствие меди в питьевой воде увеличивается в мягкой воде, а также если водопровод остается застойным, нагревается или вода имеет более низкий pH. Медь может накапливаться в организме с течением времени, однако мало что известно о последствиях длительного хронического воздействия низких доз.
Галогены – другие распространенные загрязнители, обнаруживаемые в водопроводной воде и часто присутствующие в результате промышленных операций. Фтор и хлор регулярно добавляются в воду на очистных сооружениях для стерилизации, при этом принимаются строгие меры по контролю их присутствия в конечном продукте. Исследования показывают, что эти галогены образуют побочные продукты в процессе дезинфекции, которые, как известно, токсичны, способствуют воспалению [28] и со временем накапливаются в организме. В сельских и развивающихся районах меры контроля могут быть менее строгими, а вода может содержать более высокие уровни этих химикатов.
Пластик. Бутилированная вода также содержит пластиковые соединения, которые со временем вымываются из бутылки, многие из которых, как было доказано, обладают свойствами, нарушающими работу эндокринной системы. Более того, несмотря на свою публичность, бутилированная вода может подвергаться повышенному риску микробного загрязнения в зависимости от способа ее обработки.
Колиформные бактерии. Сообщалось, что вспышки колиформных бактерий, таких как E. Coli, в США довольно часто происходят в водопроводной воде. Во многих развивающихся странах вода является известной проблемой в этом отношении. Колиформные бактериальные инфекции являются основной причиной заболеваний, передающихся через воду. В районах с частыми вспышками оптимальны домашние системы фильтрации воды.
Другой. Помимо вышеупомянутых загрязнителей, в водопроводной воде можно обнаружить следы других веществ. К ним относятся гормоны, фармацевтические препараты, антипирены, пестициды, моющие средства, тяжелые металлы, нитраты, летучие органические соединения и многое другое. Концентрации этих веществ чрезвычайно малы, и по всей пищевой цепи наблюдается медленная биоаккумуляция. Последствия воздействия этих загрязнителей на протяжении всей жизни до сих пор в значительной степени неизвестны и, вероятно, будут зависеть от их количества, обнаруженного в различных источниках воды.
Вода обратного осмоса (деминерализованная вода)
Обратный осмос – это метод очистки воды, который эффективно удаляет более 99% загрязнений. Хотя это один из наиболее эффективных способов очистки воды, он также удаляет все минералы, производя полностью деминерализованную воду. Общеизвестно, что деминерализованная вода вредит здоровью и гидратации.
Электролиты необходимы для оптимальной гидратации на клеточном уровне. Потребление воды, лишенной минералов, приводит к разбавлению электролитов в организме, что теоретически приводит к обезвоживанию клеток в долгосрочной перспективе из-за неправильного поглощения и использования воды клеткой.
Исследования также показывают, что системы очистки воды обратным осмосом склонны к росту бактерий при более высоких температурах окружающей среды (±35°). Минералы в воде обычно способствуют ее чистоте и в правильных соотношениях помогают подавлять рост патогенных бактерий, одновременно стимулируя процветание нейтральных или полезных бактерий.
Как и бутилированная вода, вода обратного осмоса может содержать небольшое количество пластиковых полиамидных соединений из-за способа ее обработки (через полиамидные мембраны).
Структурно измененная вода
Помимо минералов и загрязняющих веществ, структуру воды можно изменить путем добавления в нее различных форм ее основных компонентов – водорода и кислорода. Вода, структура которой была изменена, может иметь различные свойства для здоровья, как описано ниже.
Озонированная вода
Озонированная вода – это вода, обработанная озоном или O3. Было доказано, что растворенный O3 дезинфицирует воду, окисляя широкий спектр бактерий и паразитов. В течение 30 лет было показано, что озонирование снижает риски, связанные с хлорированием поверхностных вод. В случае сепсиса или острой пищеварительной инфекции озонированная вода может помочь уменьшить воспаление, подавляя кишечные бактерии и их вредные метаболиты.
К сожалению, озон может дополнительно окислять другие загрязнители и дезинфицирующие средства, образуя вредные химические побочные продукты. Небольшое исследование показало, что некоторые паразиты могут стать устойчивыми к обработке озоном и способствовать заболеванию у тех, кто глотает озонированную воду. Другие данные свидетельствуют о том, что озон может негативно влиять на обмен веществ и дыхательную функцию, а также увеличивать риск стресса, аллергических реакций, дисбиоза кишечника и диабета у восприимчивых людей.
Что касается гидратации, употребление озонированной воды вряд ли вызовет обезвоживание или помешает движению клеточных жидкостей. Однако из-за его потенциальных метаболических эффектов он может увеличить потребность в гидратации.
Кислородная вода
Хотя кислород является частью основной формулы воды, вода может улавливать дополнительные молекулы кислорода при перемешивании. Обычная питьевая вода содержит примерно 6-8 мг дополнительного O2 на литр. Исследования подтвердили, что дополнительный кислород (15–500 мг/л) не оказывает положительного или отрицательного влияния на здоровье или гидратацию. В исследовании, проведенном на бегунах, напитки с дополнительным содержанием O2 улучшали выведение молочной кислоты и восстановление после тренировки, но не спортивные результаты.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=69742678&lfrom=174836202) на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
