Rola równowagi wod-min.

Prof. dr hab. n. med. Świętosław Ziemlański Instytut Żywności i Żywienia w Warszawie

Woda, o czym często zapominamy, należy do niezbędnych składników pokarmowych. Zwykła woda wprawdzie nie dostarcza substancji odżywczych, przenosi jednak składniki pożywienia do narządów i komórek ustrojowych, równocześnie przyczyniając się do wydalania z nich produktów przemiany materii, w tym także związków toksycznych nagromadzonych w narządach, zwłaszcza w mięśniach, podczas intensywnego wysiłku.

Dodatkową rolę dostarczania dla organizmu niezbędnych do jego prawidłowego funkcjonowania składników odżywczych mogą spełniać wody zawierające zwiększone ilości składników mineralnych, mających wpływ na równowagę wodno-elektrolityczną.

Ponieważ ustrój człowieka nie może magazynować większej ilości wody, zachodzi konieczność stałego jej dostarczania dla zapewnienia prawidłowych procesów życiowych. Niedostateczna podaż wody doprowadza do szybkiego odwodnienia, co może spowodować groźne następstwa. Z kolei nadmiar wody, która nie może być wydalana, zwłaszcza przy niedoborze soli (chlorku sodu), działa toksycznie wskutek niższego ciśnienia osmatycznego (hiposmia) i uszkodzenia komórek.

Jak wynika z wielu badań przeprowadzonych na sportowcach i osobach wykonujących prace fizyczne o charakterze wytrzymałościowym wydolność ustroju znacznie obniża się po stracie potu w ilości 1-2% masy ciała. Niedobór wody wynoszący 5-8% tej masy wywołuje bardzo nasilone zmiany ogólnej wydolności fizycznej i psychicznej, co zostało wielokrotnie potwierdzone w licznych badaniach na ochotnikach.

Głównymi objawami odwodnienia ustroju są: zwiększone, często dręczące pragnienie, rozdrażnienie, bezsenność, zaczerwienienie skóry, utrata apetytu i osłabienie sił fizycznych. Niedobór wody wynoszący 10% masy ciała powoduje nasilenie niewydolności fizycznej i psychicznej, przejawiającej się bólami głowy, zaburzeniami oddychania, upośledzeniem wydzielania śliny i wysychaniem błony śluzowej jamy ustnej. Utrata 20% wody może spowodować śmierć poprzedzoną utratą świadomości, obrzękiem języka, niezdolnością do połykania śliny. Brak potrzebnej ilości wody prowadzi do szybkiego wyniszczenia człowieka; staje się on niezdolny do życia w ciągu nie więcej niż dwóch tygodni, a często umiera znacznie wcześniej.

Zawartość wody w ustroju podlega dużym wahaniom i zależy przede wszystkim od spożycia soli kuchennej (chlorku sodu) oraz wielu czynników ustrojowych i pozaustrojowych, jak np. od wieku, budowy ciała, warunków otoczenia itp. W miarę starzenia się ustroju zmniejsza się w nim zawartość wody. Na przykład płód zawiera 74-94% wody, ciało noworodka – 78%, niemowlęcia od 11 tygodni do ½ roku – 72%, dziecka od ½ do 2 lat – 65%, od 2 lat do 7 lat – 63%, od 7 do16 lat – 53%, a dorosłych – 58-65% wody.

Uogólniając można przyjąć, że woda stanowi 45-75% masy ciała człowieka. Wartość ta zależy od ilości tkanki tłuszczowej, którą cechuje wyjątkowo mała zawartość wody (10-20%) – można więc przyjąć, że u osób otyłych jest mniej wody ustrojowej. Organizm kobiet, ze względu na większą zawartość tkanki tłuszczowej, ma procentowo mniej wody, jej zawartość w ustroju człowieka jest jednak na ogół stała. Każdy nadmiar zostaje szybko usunięty przez nerki, a przy wysokiej temperaturze otoczenia – także przez skórę w postaci potu. W przypadku większej utraty wody lub niedostatecznego jej przyjmowania, nerki ograniczają jej wydalanie do minimum, chroniąc w ten sposób zasoby organizmu.

W ciągu doby 3-6% wody ustrojowej ulega wymianie, z czego wynika, że w ciągu 10 dni dochodzi do wymiany ok. 50% całkowitej ilości wody w ustroju. Dzięki temu szybko wydalane są produkty metaboliczne i „transportowane” do komórek produkty odżywcze. Z wodą ustrojową usuwane są jednocześnie ważne składniki mineralne.

 Woda potrzebna jest już na samym początku procesu jedzenia. Dzięki niej formułują się w jamie ustnej kęsy pożywienia, a następnie treść pokarmu przesuwa się wzdłuż przewodu pokarmowego. Umożliwia ona również właściwe trawienie poprzez enzymy zawarte w ślinie, soku żołądkowym, trzustkowym i jelitowym. Woda znajduje się także w żółci, która m.in. emulgując tłuszcze ułatwia trawienie. Po strawieniu pożywienia składniki pokarmowe w postaci roztworu lub zawiesiny przechodzą przez ścianki jelita do krwi i chłonki. Produkty przemiany materii usuwane są z ustroju razem z moczem przez nerki oraz częściowo przechodzą do światła przewodu pokarmowego i są wydalane z kałem.

W wodzie znajdującej się w naszym organizmie rozpuszczone są różne składniki, dzięki którym komórki ustrojowe mogą prawidłowo funkcjonować. Znajduje się ona także w płynie pozakomórkowym, który stanowi właściwe środowisko dla komórek naszego ciała, regulując ich życie. Utrzymanie stałej objętości płynu pozakomórkowego, jego składu chemicznego i odczynu kwasowo-zasadowego, czyli pH, jest warunkiem prawidłowej czynności wszystkich komórek naszego organizmu. Aby ten stan utrzymać potrzebna jest stała wymiana wody ustrojowej, do której przechodzą produkty przemiany materii, określane popularnie jako „niedopałki”. Muszą być one wydalane na zewnątrz, a jeżeli czynność ta przebiega nieprawidłowo dochodzi do zatrucia organizmu. Również przyjęte z pożywieniem składniki pokarmowe trzeba dostarczać komórkom ustrojowym dla zapewnienia ich prawidłowych czynności życiowych.

Trudno ustalić ściśle zapotrzebowanie człowieka na wodę, gdyż zależy ono od wielu czynników, przede wszystkim wieku, aktywności fizycznej, temperatury otoczenia i wilgotności. Zapotrzebowanie ustroju dziecka na wodę wynosi 10-15%, zaś dorosłego człowieka 2-4% masy ciała. Brak wody jest więc szczególnie niebezpieczny dla dzieci. W związku z tym podawanie im właściwej ilości płynów jest bardzo ważne. Obecnie przyjmuje się, że minimalna ilość wody, jaka powinna być dostarczana ustrojowi, aby zapobiec występowaniu zmian patologicznych, wynosi 1 litr wody na dobę. Ale podczas upałów nawet człowiek o małej aktywności fizycznej powinien pić minimum 3 litry wody na dobę, gdyż w przeciwnym razie dochodzi do wyraźnych objawów jej niedoboru.

Odpowiednio do wzrostu aktywności fizycznej należy zwiększać spożycie wody. Nie należy jednak pić większej ilości zwykłej wody, która z zasady jest hipotoniczna i tym samym zwiększa wydalanie wody przez nerki, przyspieszając odwodnienie organizmu. Nadmierna ilość wypitej wody, która nie może być wydalona, zwłaszcza przy niskim spożyciu soli, jest toksyczna, gdyż komórki ciała znajdują się w środowisku o niższym ciśnieniu osmatycznym (hiposomia) i ulegają wówczas uszkodzeniu. Najlepiej więc jest pić wodę mineralną o zwiększonej ilości soli mineralnych.

Podstawową rolę w regulowaniu gospodarki wodnej i kwasowo-zasadowej oraz ciśnienia osmatycznego w komórkach organizmu pełni chlorek sodu, przy czym większe znaczenie dla człowieka ma jon sodowy.

Sód zawarty w płynach ustrojowych oraz w przestrzeniach międzykomórkowych, czyli na zewnątrz komórki, oraz potas znajdujący się wewnątrz komórek, tworzą odpowiedni potencjał błon komórkowych, niezbędny do przewodzenia impulsów nerwowych. Zapewnia to prawidłową czynność mięśni, a także przechodzenie do komórek składników odżywczych warunkujących czynności życiowe, w tym: aminokwasów i cukrów oraz wielu witamin, takich jak: witamina B₁, cholina, biotyna, witamina PP oraz C.

Jon sodowy wykazuje przede wszystkim właściwości wiązania wody. Odpowiednie stężenie sodu w płynie pozakomórkowym, jak np. we krwi, jest niezbędne do zachowania prawidłowej objętości krwi oraz zapobiega nadmiernemu odwodnieniu i związanym z tym zaburzeniem ogólnoustrojowym. Obniżenie zawartości sodu w organizmie człowieka powoduje zakłócenie nie tylko objętości płynów ustrojowych, np. krwi krążącej, lecz także prawidłowej czynności nerek i układu mięśni szkieletowych oraz mięśnia serca, co przy bardzo dużych niedoborach może być nawet przyczyną zatrzymania akcji serca. Pamiętać jednak należy, że nadmierna ilość soli w pokarmach doprowadza do jej zwiększonej retencji, czyli zatrzymania w ustroju, co wywołać może określone zaburzenia gospodarki wodno-mineralnej i powstawanie obrzęków, a u niektórych osób także wzrost ciśnienia tętniczego krwi.

Ogólna ilość sodu w organizmie jest dość stała i u zdrowego, dorosłego człowieka wynosi od 130 do 165 gramów. Sód znajduje się we krwi i w płynie międzykomórkowym, wiąże wodę, zapobiegając w ten sposób nadmiernemu wydalaniu jej z ustroju.

Do ważnych zagadnień żywienia zalicza się problem gospodarki wodnej u osób wykonujących duży wysiłek fizyczny, w tym u sportowców oraz w czasie upałów, kiedy dochodzi do znacznego wydzielania potu. Wielkość strat wody ustrojowej w formie potu może dochodzić nawet do kilkunastu litrów w ciągu doby, co powoduje bardzo dużą „ucieczkę” sodu. Zawartość chlorku sodowego w pocie waha się w granicach od 5 do 148 mg/litr. W sytuacjach ekstremalnych dochodzi do wydzielania się w ciągu dnia do 5 – 12 litrów potu – wówczas straty chlorku sodowego mogą sięgać 10 – 20 g. Silnie pocącym się osobom powinno zalecać się picie wody mineralnej o zwartości w jednym litrze 500 – 1000 mg chlorku sodu.

Prawidłowe funkcjonowanie organizmu wymaga dostarczania mu także wielu innych makro- i mikroelementów, zarówno tych biorących udział w procesach budowy tkanek, jak i koniecznych do regulowania jego wewnętrznych przemian. Do składników mineralnych, które w dużej ilości występują wodach, i które z tego powodu nazywane są wodami mineralnymi, należą również (poza omówionymi powyżej: sodem i chlorkami) wapń i magnez. Mają one także wpływ na gospodarkę wodno-elektroliczną organizmu, lecz każdy z nich spełnia swoją specyficzną rolę w procesach metabolicznych.

Najważniejszym jest magnez, bowiem bierze udział w około 300 procesach przemiany materii, jakie nieprzerwanie odbywają się w naszym ciele. Jest regulatorem i kontrolerem naszego organizmu, a poszczególne komórki mogą dzięki magnezowi wykonywać takie czynności, jak: synteza białka, metabolizm i rozmnażanie komórkowe. Jest czynnikiem nieodzownym do funkcjonowania pompy sodowo-potasowej w komórkach, co ma zasadniczy wpływ na regulowanie równowagi wodno-elektrolitycznej organizmu. Magnez odgrywa ważną rolę w fizjologii nerek, a jego duże znaczenie przejawia się także we wpływie tego pierwiastka na rozwój kości i ich mineralizację. Istotnym jest działanie magnezu na układ mięśniowy – jego niedobór może prowadzić do zaburzeń pracy serca i jego osłabienia, jako że serce to również mięsień. Najbardziej widocznym z objawów braku magnezu jest zmęczenie psychiczne i fizyczne.

Aby organizm u przeciętnego człowieka mógł prawidłowo funkcjonować powinien otrzymywać dziennie około 300 mg magnezu, a u sportowców, osób ciężko pracujących i wykonujących duży wysiłek intelektualny oraz kobiet ciężarnych – nawet do 500 mg. Niestety w naszej diecie brakuje około 1/3 dziennego zapotrzebowania na ten pierwiastek. Ten niedobór można łatwo zniwelować pijąc tzw. „wody twarde”, zawierające znaczne ilości magnezu, powyżej 50 mg na litr, a optymalnie co najmniej 100 mg/l. Ponieważ w wodzie znajduje się on w formie zjonizowanej, jest lepiej przyswajalny niż z innych preparatów.

Również wapń jest jednym podstawowych składników niezbędnych do utrzymania równowagi elektrolitowej organizmu i funkcjonowania wielu mechanizmów regulacyjnych. Warunkuje on prawidłowe przewodnictwo nerwowe i kurczliwość mięśni poprzecznie prążkowanych i stanowi istotny składnik tkanki kostnej. Jest niezbędnym składnikiem w procesie krzepnięcia krwi. Zmniejsza przepuszczalność ścian naczyń krwionośnych, działa przeciwobrzękowo, przeciwalergicznie i przeciwzapalnie. Jego niedobór prowadzi do zaburzeń nerwowo-mięśniowych i demineralizacji kości.

Przeciętne dzienne zapotrzebowanie organizmu na wapń wynosi od 800 do 1200 mg. Zwiększa się ono u kobiet w czasie ciąży i karmienia oraz u dzieci i młodzieży w okresie wzrostu. Głównym źródłem omawianego pierwiastka są produkty mleczne, ale i tak jego niedobór w przeciętnej diecie w Polsce dochodzi do 1/3 dziennego zapotrzebowania. Dlatego ważnym składnikiem pożywienia, dostarczającym wapń dla organizmu, mogą być wody mineralne, mające w jednym litrze co najmniej 150 mg tego składnika mineralnego.

Woda nie tylko gasi pragnienie, ale również jest ważnym czynnikiem przysparzającym wielu potrzebnych składników odżywczych, utrzymujących prawidłową gospodarkę elektrolityczną. Dlatego wybierając wodę do picia trzeba zwracać uwagę na jej skład mineralny, bo to warunkuje jej zdrowotne oddziaływanie na organizm. Pijąc systematycznie wody mineralne zawierające znaczne ilości magnezu i wapnia można uzupełniać profilaktycznie te dwa ważne składniki mineralne, zaś spożywając w określonych warunkach, podczas wzmożonego wysiłku fizycznego wody o znacznej ilości chlorków i sodu, utrzymujemy dobrą kondycję zdrowotną organizmu.