Физиология водного обмена
Природа не наделила наземных животных способностью резервировать воду. Но резерв все же существует в форме жиров, которые при окислении распадаются до Н2О и СО2с выделением энергии. Эта метаболическая вода может поддерживать водный обмен некоторых обитателей пустыни, верблюдов, коз, овец, в течение нескольких дней. Двугорбые верблюды способны в караванных переходах обходиться без воды около недели. Однако, достигнув источника в оазисе, они в течение десяти минут выпивают 70 – 80 л. Верблюды не потеют при жаре, так как температура их тела может подниматься до 45°С без угрозы для их жизни. Ночью она, наоборот, опускается ниже нормальной, чтобы избежать расхода жиров на энергию. Мигрирующие животные пустынь и степей могут поддерживать свой водный баланс за счет листьев и плодов растений. Арбузы и дыни для этой же цели используются и человеком.
Существует определенный оптимальный водный баланс, наиболее благоприятный для физиологических функций в условиях умеренного климата и современного образа жизни людей, не обремененных физическими нагрузками. Люди теряют воду в основном в результате деятельности легких и почек. Немного воды испаряется через кожу и выводится через кишечник. Женщины в среднем теряют в сутки около 2 л, мужчины – около 2,5 л. Потеря воды через легкие – величина постоянная и составляет около 1 л в сутки.
У животных и человека общий объем потребления воды регулируется сложными системами нейрогуморального контроля и особыми осмотическими рецепторами, расположенными в гипоталамусе, печени, сосудах мозга и других органах. Повышение осмотического давления приводит к появлению жажды, которая нарастает по мере роста концентрации ионов в крови. Дополнительная регуляция отключает секрецию слюны. Высыхание ротовой полости – четкий сигнал. Даже глоток воды уменьшит жажду – это условный рефлекс на короткий срок. Жажда быстро исчезает, если выпить нужный объем воды, но задолго до того, как уже выпитая вода всосется в кровь. Это тоже рефлекс и приспособление. Животные в природе часто пьют холодную воду природных водоемов. Она всасывается в кровь только после того, как температура воды в желудке и в кишечнике сравняется с температурой крови. Это требует минут пять-де сять. Рефлекс на объем защищает организм от избыточной воды, так как лишняя влага вредна. Если осмотическое давление в крови падает ниже нормы, то это включает мочегонные стимулы. Выделение воды почками – активный процесс, при котором происходит реабсорбция ионов и необходимых организму органических веществ: аминокислот, глюкозы, пептидов, гормонов и других. Лишняя вода – дополнительная работа для почек. Животные и в природе, и в лабораторных условиях не пьют больше своих физиологических потребностей.
Периодичность выделения воды с мочой зависит прежде всего от объема мочевого пузыря. У человека он варьирует от 300 до 600 мл. Стенки мочевого пузыря эластичны и могут растягиваться. С возрастом гормональные механизмы регулирования водного объема слабеют, слабеет и чувство жажды. Но рефлекс высыхания ротовой полости сохраняется до глубокой старости. Если человек потребляет воду независимо от жажды и условных рефлексов, то эти важные системы, не получая регулярных стимулов и упражнений, начинают атрофироваться раньше времени. Это элементарный закон физиологии.
Лишняя вода создает проблемы для почек. За одну минуту в почках человека образуется в среднем 125 мл фильтрата плазмы крови. Но в мочу из него выделяется лишь 1 мл. Остальная вода реабсорбируется и возвращается в кровоток. То же самое происходит и с другими полезными компонентами фильтрата. Вредные аммоний, мочевина, мочевая кислота, нитраты и токсины, напротив, концентрируются. Способность почек концентрировать мочу регулируется нейрогуморальными факторами. Лишняя вода, поглощенная независимо от жажды, приводит к увеличению выделения воды в почечных канальцах. Вода становится не растворителем вредных веществ, а сама выделяется как оное. Это происходит в результате блокады синтеза антидиуретического гормона гипофиза – вазопрессина. Происходит не очистка организма от токсинов, а избавление от токсической воды. Моча будет лишь более разбавленной. Кроме того, не происходит полной реабсорбции полезных компонентов фильтрата крови. Излишняя вода повышает и кровяное давление. Если почки не могут справляться с удалением избыточной воды, то наступает состояние, известное в научной литературе как отравление водой (water intoxication). В научной литературе описаны случаи водной интоксикации у младенцев, которым дают слишком много жидкостей, у спортсменов, которые, теряя воду и соли с потом, удовлетворяют жажду пресной водой, и у участников нелепых соревнований «кто больше выпьет». Иногда такие отравления водой имели летальный исход.
Индустрия напитков теряет доходы
В 1960 – 1980 гг. рост потребления жидкости происходил в Европе и США в основном за счет увеличения производства алкогольных и безалкогольных напитков. Однако в середине 80-х годов потребление спиртных напитков стало сокращаться. Это явилось социальным последствием сплошной автомобилизации и ужесточения правил относительно минимальной концентрации алкоголя в крови у водителей. До 1970 г. в Европе не было надежных приборов для измерения степени опьянения. Такой прибор, основанный на инфракрасной спектроскопии, был изобретен в США в 1954 г. Но его широкое применение в Европе началось лишь много лет спустя. При этом поначалу были установлены весьма либеральные допустимые уровни алкоголя в крови – почти 2 мг на литр крови. К 1990 г. его снизили до 0,8 г в США и Канаде и до 0,5 г в большинстве стран Европы, а в России, Польше и Швеции до 0,2 г на литр. В Чехии, Словакии, Венгрии, Хорватии, а с этого года и в России не допускается ни капли алкоголя у человека за рулем. Проверка на дорогах стала регулярной и наказание суровым – не только лишение прав, но и судебные разбирательства, даже если не было никаких аварий. Люди предпочитают отказываться от алкоголя, а не от автомобиля. Во Франции потребление вина на душу населения в течение последних десяти лет снизилось вдвое, до 55 л в год. Но сильно увеличилось потребление других напитков.
Десять лет назад в рамках борьбы с ожирением и лишними калориями повсеместно началась кампания против сладких безалкогольных напитков типа кока-колы и содовой. Особенно активно боролись с излишками сахара в питании детей. Завоевывали популярность фруктовые соки без добавления сахара. Но большинство людей не любят кислого, особенно дети. Сахарин и другие синтетические подсластители были запрещены для них. Мощные питейные корпорации стали терять доходы и прибыль. Они переключились на «минеральную», а затем и простую водопроводную воду в бутылках. К 2004 г. последняя продавалась во всех странах Европы и в России. Но вода стоит дешево. Чтобы сохранить оборот и прибыли на прежнем уровне, продавать ее надо в очень больших количествах. Рост потребления обеспечивала, в основном, реклама. Франция, утратившая лидерство по вину, стала лидером по воде: 150 л бутилированной воды в год на каждого жителя. В 2007 г. объем продаж такой воды вырос в мире до 53 млрд долларов. Россия импортирует треть потребляемой бутылочной воды и лицензирует западные компании на производство ее на своей территории. По данным ООН, по качеству и чистоте воды Российская Федерация находится на седьмом месте в мире, уступая лишь Финляндии, Канаде, Новой Зеландии, Великобритании, Японии и Норвегии. США – на 12-м месте. Из крупных стран последнее место по качеству воды занимает Индия. В Индии и Китае «Аква минерале» (Aqua Minerale) и «Бонаква» (Bonaqua) производятся корпорациями «Кока-кола» и «Пепси-кола» на базе местных сильно загрязненных источников. Отзывы из торговли партий бутылок, содержащих пестициды, – явление нередкое.
Сколько пить в старости
До того, как появились рекомендации пить воды больше, независимо от жажды, исследования ее потребления в США и Европе показали, что с возрастом менялись вкусы и приоритеты. Пожилые люди отдавали предпочтение традиционным чаю и кофе, а у молодых в водном балансе преобладали алкогольные напитки, сладкие содовые, кока-кола и соки. Это различие определяли как «социальное». Появившиеся в 1990 г. рекомендации увеличить потребление воды привели к дискуссиям и новым экспериментальным проверкам.
В пожилом возрасте кровоснабжение почек снижается, к 75 годам – почти на 50%. Уменьшается также общее количество почечных клубочков, в канальцах которых происходит ультрафильтрация сыворотки крови. У мужчин с возрастом часто сокращается объем мочевого пузыря из-за увеличения размера предстательной железы. По этим причинам у старых людей снижена способность к эффективному выделению воды. При наличии болезней печени, почек и сердца излишняя вода в организме становится просто опасной. В старости уменьшается объем легких, а соответственно и выделение воды при дыхании, почти вдвое снижается и общее число потовых желез (с примерно 2 млн в молодом возрасте до 1 млн в старом). Все эти изменения свидетельствуют о том, что излишки воды в организме могут создавать дополнительные проблемы.
К 2000 г. геронтологи провели множество наблюдений и экспериментов. Обобщение данных десятилетних проверок, в которых участвовали 48 тыс. пожилых мужчин, показало, что высокое потребление воды (то есть дополнительные 8 стаканов) коррелировало с некоторым уменьшением рисков рака мочевого пузыря. Это объяснялось тем, что канцерогены, присутствующие в современной пище и питьевой воде, действуют слабее при их низкой концентрации в моче. Однако увеличение потребления воды вело к большей частоте такой возрастной патологии мочевого пузыря, как недержание мочи, a также к потере сна из-за необходимости частого опорожнения мочевого пузыря. Риск заболеть раком уменьшался на сотые доли процента, рост недержания мочи – на 10 – 15%, рост нарушения режима сна – почти на 100% [14,15]. Кроме того, увеличение объемов потребляемой воды уменьшало эффективность лекарств, часто применяемых в пожилом возрасте.
Помимо рекомендаций министерств США существуют также и рекомендации Всемирной организации здравоохранения, которая ориентируется не на Европу или США, а на все страны мира. В отчете по итогам конференции 2002 г., где рассматривались диетические потребности именно пожилых и старых людей, ВОЗ дает совет определять потребность в воде на основе веса тела. Здоровому взрослому человеку требуется в сутки 30 мл жидкости на каждый килограмм веса тела. Для старых людей, у которых, особенно в бедных странах, может быть снижен вес и наблюдаться худоба, эксперты предлагают другую формулу: 100 мл на кг – для первых 10 кг веса, 50 мл – для следующих 10 кг и 15 мл на кг – для остального веса [16]. В среднем это составляет 2 – 2,5 л воды во всех видах жидкостей.
Необходимо также помнить, что пластиковые бутылки из-под воды трудно утилизировать, на их производство тратится очень много энергии и сырья. Некоторые виды пластмасс могут выделять в воду и другие жидкости вредные растворимые вещества. Именно поэтому жидкие продукты для младенцев продаются преимущественно в стеклянных бутылках и банках. В настоящее время горы отходов в виде пластиковых емкостей создают одну из главных проблем для коммунальных служб городов и пригородных зон. Разумное отношение к бутилированным напиткам поможет и ее решению.
Литература
1. Hamilton Ch. A Science of Impurity: Water Analysis in Nineteenth Century. Bristol, Berkeley: Adam Hilder / University of California Press, 1990.
2. Hakh J. W. D., Westling E. H. A possible cause of old age // Science. 1934. Vol. 79. P. 231 – 233.
3. Grifiths T. R. A new unifying theory for the initiating of ageing mechanisms and processes // Mechanisms of Ageing and Development. 1973. Vol. 2. P. 295 – 307.
4. Company «Iceberg Industries». Report on CBS News. 2000. February 9.
5. Бердышев Г. Д. Эколого-генетические факторы старения и долголетия. Ленинград: Наука, 1968.
6. Бердышев Г. Д. Вода наша насущная // Зеркало недели (Киев). 2001. 20 – 26 января.
7. Бердышев Г. Д. Вода вождей // Аргументы и факты. 2009. № 15. С. 52.
8. Wushiki H. Deuterium Content of Stream Waters of Glacier Origin in the Himalayas // Glaciological Expedition of Nepal. Contribution No. 37, 40 – 42. 1977.
9. Somlyai G. Defeating Cancer // The Biological Effects of Deuterium Depletion. 1st Book Library. Budapest, 2002.
10. Самохина Н. Хочешь пить – ешь арбуз // Будь здоров. 2005. № 9. С. 6 – 10.
11. Dietary Guidelines for Americans. 1990: A Joint Report of the US Department of Agriculture and US Department of Health and Human Services. Washington, 1990.
12. Russell R. M. et al. Modified guide food pyramid for people over seventy years of age // Journal of Nutrition. 1990. Vol. 129. P. 751 – 753.
13. Royte E. How Water Went on Sale and Why We Bought It. New York: Bloomsbury, 2008.
14. Linderman R. D. et al. Do elderly persons need to be encouraged to drink more fluids? // Journal of Gerontology: Medical Sciences. 2000. Vol. 55A. P. 361 – 365.
15. Michaud D. S. et al. Fluid intake and the risk of bladder cancer in men // New England Journal of Medicine. 1999. Vol. 340. P. 1390 – 1397.
16. Keep fit for Life: Meeting the Nutritional Needs of Older Persons. Geneva: World Health Organization, 2002. P. 4.
