Мир внутри

Воду мы получаем с едой и напитками, а ещё она образуется при метаболических реакциях, происходящих в клетках. Человек примерно на 60 % состоит из воды, в некоторых органах и тканях её даже больше. Это незаменимый нутриент: вода является универсальным растворителем, она приносит в клетку необходимые питательные вещества и уносит отходы. Без воды в клетке не могли бы протекать обычные химические реакции. Вода создаёт систему охлаждения и помогает поддерживать постоянную температуру тела. В процессе выработки АТФ часть энергии рассеивается в виде тепла. Чтобы избавиться от перегрева, существует потоотделение и испарение воды через кожу. При этом поверхность тела охлаждается, а кровь из подкожных сосудов возвращается обратно, снижая и внутреннюю температуру.

Вода с растворёнными в ней минеральными солями образует два водных пространства: внутриклеточное и внеклеточное. В клетках содержится две трети всей воды. Их окружает межклеточная жидкость, через которую происходит обмен водой и другими молекулами между клетками и плазмой крови. Это возможно благодаря тому, что клеточные мембраны проницаемы для воды. К внеклеточной жидкости относится и плазма – жидкая часть крови. Немного живительной влаги находится в полостях тела – брюшной, плевральной, а также служит для амортизации или смазки в качестве спинномозговой, внутриглазной, внутрисуставной жидкостей. В организме происходит постоянный обмен воды. Мы расходуем жидкость не только на охлаждение. Вода уходит с мочой, удаляя из организма отходы жизнедеятельности. Она теряется с выдыхаемым воздухом и с фекалиями.

Водное равновесие

У здорового человека количество поступающей и выделяющейся за сутки воды находится в равновесии (рис. 7.1 а, б). Водно‑электролитный баланс – один из компонентов, которые обеспечивают постоянство внутренней среды. Это равновесие жёстко контролируется; его сохранение обеспечивают сразу несколько механизмов обратной связи. Когда человек теряет воду, растворённые в ней вещества становятся слишком концентрированными. Это улавливают специальные рецепторы, которые расположены в сосудах и в межклеточном пространстве, и передают информацию в центр жажды гипоталамуса. Далее гипоталамус синтезирует, а гипофиз выделяет гормон вазопрессин, который увеличивает обратное всасывание воды в почках и других органах, тем самым возвращая жидкость в клетки. Благодаря этому механизму здоровые почки могут варьировать количество выделяющейся мочи от 0,5 до 20 литров в сутки.

Рис. 7.1 а. Поступление воды

Рис. 7.1 б. Расход воды

Необходимо компенсировать потерянную воду: для этого существует жажда. Это физическое ощущение, которое возникает при недостатке жидкости в организме и вызывает её поиск и потребление. Жажда, так же как и голод, является одной из главных биологических мотиваций. Желание пить формируется благодаря центру жажды в гипоталамусе. Стимулирует жажду и сухость слизистых полости рта, поэтому питьё вызывает мгновенное облегчение, задолго до всасывания воды в желудке и поступления в клетку. Если бы не этот механизм, мы пили бы очень много воды. Но живому организму избыток воды нужен не больше, чем дефицит. Многократные исследования на животных показали, что они пьют такое количество жидкости, которое обеспечивает точное поддержание водно‑электролитного равновесия.

Нарушение баланса воды и электролитов приводит к уменьшению или увеличению количества жидкости в клетке. Обезвоживание – это не просто недостаток воды. Оно связано с патологическими потерями жидкости при рвоте, поносе, высокой температуре. При этом человек чувствует жажду, его слизистые сухие, кожа бледная и менее эластичная, появляется слабость, снижается артериальное давление и уменьшается выделение мочи. Лечение заключается в восполнении потерянной воды и солей. Для этого оценивают степень обезвоживания и по специальным формулам рассчитывают количество жидкости на килограмм веса. Особенно это важно, если больной не может пить и жидкость приходится вводить внутривенно.

Противоположная, хотя и гораздо более редкая ситуация, – водная интоксикация. Если выпить несколько литров простой воды за пару часов, то она перемещается в клетки, которые сильно разбухают. Это осмос – жидкость уходит туда, где выше концентрация электролитов. При водной интоксикации нарушается не только водно‑электролитный баланс, но и функции клеток; самое опасное в этой ситуации – набухание и отёк мозга. Поэтому для лечения используют мочегонные. Избыточная жажда и слишком высокое потребление воды могут указывать на проблемы со здоровьем.

Сколько нужно пить?

Озабоченность питьем – главный диетологический вопрос нашей с вами современности. Меня постоянно об этом спрашивают. Существуют цифры среднего потребления воды, но, как и средняя температура по больнице, они мало что скажут о конкретном человеке. Количество необходимой человеку воды зависит от возраста, пола, уровня физической активности и массы других переменных. Оно может значительно различаться у нескольких людей и даже у одного человека не остаётся постоянным. Жидкость, которую мы получаем, включает воду и безалкогольные напитки. Сюда входит и та жидкость, которая содержится в еде. Во многих овощах и фруктах до 95 % воды, в курице и сыре её около 50 %. Не будем забывать и о воде, которая образуется при окислении питательных веществ.

Глянцевые журналы, телевидение, Интернет транслируют мнение о том, что каждый человек должен выпивать не менее восьми стаканов воды ежедневно, чтобы поддерживать кожу здоровой и увлажненной. Якобы это уменьшает образование морщин и омолаживает. Дерматолог Еврейского университета в Иерусалиме Ронни Вольф с коллегами сделали обзор исследований на эту тему, но не обнаружили научных доказательств этой рекомендации. На основании того, что вода является важнейшей составляющей жизни и входит в состав наших клеток, делается произвольный вывод о том, что чем её больше, тем лучше. Существуют рекомендации по поддерживающей инфузионной терапии, при которой количество жидкости рассчитывается по формуле 25–30 мг/кг в день. Но так делают, когда человек не может самостоятельно есть и пить, например, потому, что готовится к операции. У взрослого здорового человека количество воды регулируется гипоталамусом с помощью гормонов и механизма жажды. При физической нагрузке, в жарком климате, при длительных перелётах вам может потребоваться больше воды. Существуют состояния, при которых рекомендуется дополнительная жидкость: запоры, мочекаменная болезнь, но бывают и ситуации, когда жидкость ограничивают.

Хотя питьевая вода имеет большое значение для каждой клетки, щедрое её потребление не делает кожу влажной и эластичной и не уменьшает морщины. В единственном исследовании, где добровольцы пили по 2,25 литра воды четыре недели, это не изменило структуру поверхности кожи. Что касается использования воды для подавления чувства голода, то это нарушает способность человека улавливать сигналы тела (глава 3.3).

Некоторые люди плохо понимают сигналы жажды. Особенно это относится к пожилым людям. У них жажда может притупляться, поэтому они должны регулярно пить в течение дня. Что касается взрослых здоровых людей, то им достаточно прислушиваться к своей жажде и пить тогда, когда им хочется. Заниматься насилием над собой не стоит: пытки водой отменяются. Потребление воды сверх жажды (но не до уровня водной интоксикации) безопасно, однако нет научных данных, что дополнительная вода несёт хоть какую‑то пользу для здоровья или позволяет выглядеть моложе. Если у вас есть хронические заболевания, посоветуйтесь с врачом, прежде чем начинать много пить.

Когда минеральные соли растворены в воде, они существуют в виде отдельных электрически заряженных частиц, известных как ионы. В отличие от чистой воды, содержащие ионы растворы проводят электричество. Такие растворы называются электролитами (в медицинской литературе электролитами называют и сами ионы).

Внутри клетки содержатся в основном ионы калия, магния и фосфаты, в межклеточной жидкости – ионы натрия и хлора. Вода свободно проникает через клеточные мембраны туда, где концентрация электролитов выше. Сами же ионы могут проходить через мембраны с помощью транспортных белковых систем, что позволяет поддерживать их постоянное количество в клетке.

Контролируется не только равновесие между поступающей и выводимой жидкостью. Количество растворённого вещества на единицу объёма также жёстко регулируется. Экстремальные изменения концентрации электролитов заставляют клетки сжиматься или набухать. Повреждённые клетки не могут нормально работать и погибают.

Ещё одна важная задача минеральных солей – поддержание кислотно‑щелочного баланса. Сохранение постоянного уровня pH имеет решающее значение для жизни. Избыток ионов водорода в растворе приводит к повышению его кислотности. Некоторые белки и минеральные соли играют роль буферных молекул, связывая или высвобождая ионы водорода.