Woda życia

Płynem niezbędnym do życia jest woda. Łacińskie „aqua vitae” oznacza dosłownie: woda życia. W XIV wieku w oparciu o to łacińskie określenie i mając na myśli wodę życia utworzono słowo „okowita”. Jak można się dowiedzieć w Muzeum wódki w Warszawie, był to wysoko procentowy napitek alkoholowy. Obecnie nie kojarzący się z napojem prozdrowotnym, aczkolwiek czasem niektórym życie rozweselającym.

Wszechobecna woda jest uważana za łagodną i obojętną substancję wypełniającą przestrzenie organizmu. Jednak w rzeczywistości woda jest wysoce reaktywnym związkiem o niezwykłych właściwościach zarówno chemicznych, jak i fizycznych. Organizm wyposażony jest w mechanizmy umożliwiające wykorzystanie tych właściwości. Woda i jej produkty jonizacji, którymi są jony wodorowe i wodorotlenowe (jon hydroniowy), wpływają na strukturę molekuł biologicznie czynnych i strukturalnych oraz są istotnymi elementami metabolizmu.

Wszystkie absorbowane przez nas minerały muszą być rozpuszczone w wodzie i w postaci zjonizowanej stają się istotnymi elementami struktur biorących udział w katalizowaniu wielu reakcji metabolicznych. Stają się kofaktorami reakcji w układach biologicznie czynnych, bywają związane z białkami enzymatycznymi i strukturalnymi. Niektóre z minerałówmogą być magazynowane na terenie naszego organizmu, ale mimo to wszystkie powinny być składnikami naszej codziennej diety.

Woda chemicznie 

Woda to tlenek wodoru o wzorze H₂O. Oksydan to jego nazwa systematyczna ustanowiona przez IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej z ang: International Union of Pure and Applied Chemistry; organizacja zajmująca się przede wszystkim standaryzacją symboliki, nazewnictwa i wzorców wielkości fizycznych stosowanych przez chemików na całym świecie). Standardowo występuje w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określa się mianem pary wodne, a w stanie stałym – lodem. Słowo „woda” jako nazwa związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu skupienia. Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych. Większość (około 97,38%) występującej na Ziemi wody jest „słona”, to znaczy zawiera dużo rozpuszczonych soli, głównie chlorku sodu (przypominam, że jest on dla nas istotnym minerałem – powinniśmy spożywać go około 3 g na dobę). W naturalnej wodzie rozpuszczone są gazy atmosferyczne, z których w największym stężeniu znajduje się dwutlenek węgla. Woda jest nam potrzebna, ale też zachwyca nas jej piękno. Poniżej pokazuję sfotografowane przeze mnie wodospady w Karvicy (Bośnia i Hercegowina):

Jest to grupa wodospadów położona wzdłuż rzeki Trebižat w Bośni i Hercegowinie. Wodospady rozciągają się na ponad 100 metrach szerokości, a spadek poziomu dochodzi do 25 m.

Czym jest woda?

Spożywane przez nas jony nieorganiczne, w zależności od tego jakie mamy na nie zapotrzebowanie, podzielono na makr- i mikroelementy. Woda w porównaniu z nimi to „megaelement”. Poza tym, że wnosi do naszego organizmu rozpuszczone w niej minerały, to także jest substratem w wielu reakcjach, a także środowiskiem dla ich przeprowadzenia. Na przykład trawienie pokarmu odbywa się przy udziale enzymów hydrolaz „rozbijających” większe cząsteczki na mniejsze przy zaangażowaniu w te reakcję cząsteczek wody (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych – enzymy”).

Cząsteczkę wody budują dwa atomy wodoru (H) i jeden tlenu (1/O₂). Między jej cząsteczkami występują wiązania, które nazywają się wodorowe. Takie wiązania cząsteczki wody tworzą też z różnymi związkami. Na poniższym schemacie pokazuję wzór wody, a kropkami zaznaczone są wspomniane wiązania wodorowe między cząsteczkami wody i przykładowo z etanolem (1):

Nomenklaturowo poprawna, ale rzadko stosowana nazwa chemiczna wody, to monotlenek diwodoru (2). Bywa ona wykorzystywana do pokazania ignorancji naukowej i ośmieszenia zjawiska publicznego lęku przed nieznanymi nazwami substancji chemicznych. 1 kwietnia 2018 na trawniku przed kościołem Dominikanów w Poznaniu pojawiła się tabliczka z napisem: „Uwaga! Okresowo rozpylamy monotlenek diwodoru. Prosimy nie wprowadzać psów! Substancje biologiczne”. Odkąd umieszczono na trawniku tabliczkę z ostrzeżeniem, właściciele psów przestali je tam wyprowadzać na spacer i dzięki temu wokół drzew na trawniku zaczęła rosnąć trawa.

Woda dysocjuje do jonów OH^– i H⁺. Termin pH (ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych) stosuje się do określenia stężenia jonów wodorowych w różnych roztworach, komórkach oraz płynach ustro­jowych i stanowi istotne pojęcie w chemii, biochemii i medycynie. Grupy funkcyjne biomolekuł (aminowe, karboksylowe, fosforanowe i inne) dysocjują przy określonej wartości pH i wiele ich właściwości biologicznych i fizycznych zależy od tej dysocjacji, ponieważ występują w postaci jonów (1). W naszym organizmie wszystkie substancje rozpuszczone w wodzie występują w postaci jonów. Są to aniony i kationy właśnie w roztworze wodnym.

Działanie wody

Woda jest rozpuszczalnikiem dla nieorganicznych i organicznych cząsteczek (jonów). Razem z białkami, tłuszczami i węglowodanami tworzy mieszaniny niejednorodne (układy koloidalne) niezbędne dla prawidłowego przebiegu zjawisk biologicznych. Jest środowiskiem reakcji chemicznych. Dzięki odpowiedniej zawartości wody w komórkach możliwe jest zachowanie prawidłowych struktur cząsteczkowych i właściwości, biochemicznych białek, polisacharydów i kwasów nukleinowych. Woda jest czynnym składnikiem w wielu reakcjach biochemicznych i jest ważnym czynnikiem determinującym właś­ciwości reagentów.

Ostatnio byłam na wystawie dzieł Wojciecha Siudmaka, na której artysta przedstawia wodę na obrazie pod tytułem: „To morze, które płynie w naszych żyłach”:

Artysta doskonale oddał biologię wody. Woda jest rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu. Przykładem tego jest grupa witamin rozpuszczalnych w wodzie (zapraszam na cykl o witaminach: Wpisy 15 -24). Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego, np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii z moczem. Woda stanowi średnio 40- 60% masy dorosłego człowieka. U noworodka ok. 15% więcej. Woda stanowi 60–70% limfy, 95% osocza krwi, 20% kości, 10% szkliwa zębów, tkanki tłuszczowej. Dwie trzecie wody organizmu stanowi płyn wewnątrzkomórkowy (ang. intracellular fluid; skrót — ICF), zaś pozostałą część stanowi płyn pozakomórkowy (ang. extracellular fluid; skrót — ECF). Około 25% ECF występuje w osoczu (1).

Woda utrzymuje odpowiednie napięcie błon komórkowych i tkanek (turgor). Zawartość wody w organizmie zależy od wieku, płci i zawartości tkanki tłuszczowej. Na poniższym schemacie pokazuję te różnice:

W ustaleniu prawidłowego nawodnienia organizmu mogą nam obecnie pomóc specjalne „inteligentne wagi”, które zmierzą ilości wody, jaka jest w naszym organizmie, masę tkanki tłuszczowej i mięśniowej oraz wskażą dzienne zapotrzebowanie kaloryczne. U dorosłej zdrowej osoby bilans wodny powinien być zrównoważony (poza kobietami w ciąży, sportowcami wyczynowymi, pracującymi w wysokiej temperaturze, którzy mają większe zapotrzebowanie na wodę). Mamy wpływ na to ile wody wypijemy, ale wydalanie wody to już czysta fizjologia. Może nie do końca, ponieważ skład pokarmu też ma znaczenie. Są składniki diety, które będą powodowały zwiększona utratę wody lub jej zatrzymanie.

Obieg wody

Na poniższym schemacie pokazuję podstawowy obieg wody w naszym organizmie (4):

Utrata wody przez płuca i skórę zależy od czynników zewnętrznych, np. temperatury, wilgotności, wysiłku fizycznego (pocenie pomaga w regulacji ciepłoty ciała).

Na schemacie pojawia się określenie woda metaboliczna. Jest to woda, która powstaje w wyniku katabolizmu.

Transport wody w komórce

Czy woda tak sobie zwyczajnie przepływa przez nasze komórki? Okazuje się, że nie. Mamy specjalny komórkowy „system kanalizacyjny”. Stanowią go białka nazwane akwaporynami. Akwaporyny są tetramerami, zbudowanymi z czterech monomerycznych jednostek o masie cząsteczkowej 28 kDa, z których każda jest kanałem dla cząsteczek wody. Por ma średnicę 0,3 nm co oznacza, że w świetle kanału mieści się dokładnie jedna cząsteczka wody.

Za odkrycie akwaporyn Peterowi Agre przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za rok 2003 (wraz z Roderikiem MacKinnonem) (5).

Opisano już kilkanaście akwaporyn (AQP). Na przykład AQP1 może przetransportować ok 3 bilionów cząsteczek wody w ciągu sekundy (6).

Często w jednej komórce zlokalizowanych jest kilka współdziałających akwaporyn. Te zlokalizowane w nerkach odgrywają najbardziej spektakularną rolę. Dorosły człowiek produkuje 170 litrów pierwotnego moczu na dobę, ale wydala tylko około 1 litra. Jest to możliwe dzięki sprawnym mechanizmom w nefronach, gdzie największymi „graczami” są akwaporyny, ponieważ aż 70% wody wchłaniana jest do krwi przez AQP1, a 10% przez AQP2. W nerkach do chwili obecnej wykazano aż 8 akwaporyn, ale najważniejsze z nich to AQP1 zlokalizowana w początkowym odcinku nefronu oraz AQP2 w kanalikach zbiorczych nerki.

Udział wody w metabolizmie komórkowym

Woda może być substratem w wielu reakcjach, na przykład katalizowanych przez enzymy należące do klasy hydrolaz.

Tak zwana „woda metaboliczna” jest produktem „łańcucha oddechowego”. Ostatni w kolejności tego ciągu przemian enzym oksydaza cytochromowa wykorzystuje jako substrat tlen, a produktem jej działania jest H₂O. Naj­więcej wody powstaje w procesach katabolizmu tłuszczów (100 g tłuszczów da nam 107 mlL wody), cukrów (100 g cukrów da nam 56 mL ) i białek (100 g białek da nam 39 mL) (4).

Aby zilustrować te przemiany metaboliczne przykładem z życia opowiem historię górnika Alojzego Piątka, którego przysypał zawał chodnika 780 metrów pod ziemią podczas katastrofy górniczej 23 marca 1971 roku w Zabrzu (7). W zawalonym na długości 72 m chodniku został przyciśnięty styliskiem łopaty. Przepiłował je blaszką od lampki górniczej na kasku i przeczołgał się do nieprzysypanej niszy, w której przetrwał ponad sześć i pół doby, pijąc własny mocz. Ekipy ratownicze dotarły do niego rankiem 30 marca; do tego czasu odnaleziono już zwłoki ośmiu górników i mało kto wierzył, że którykolwiek z pozostałych trzech mógł jeszcze żyć. Krótko po odnalezieniu Piontka, który przetrzymał 158 godzin w zawale, wydobyto zwłoki ostatnich dwóch górników. Uratowanie Alojzego Piontka nazwano „cudem w Zabrzu”, ponieważ był to pierwszy odnotowany w historii górnictwa przypadek, by zasypany górnik sam, w małej przestrzeni, bez żywności i wody, przetrwał tak długi czas i doczekał ratunku. Od tego czasu przykład Alojzego Piontka był podawany przy każdej górniczej akcji ratunkowej jako dowód, że trzeba ją prowadzić do końca w nadziei na uratowanie górników. Zwracam uwagę na fakt, że górnik pił własny mocz, ponieważ nie miał wody do picia. Okazuje się, że jego organizm produkował wodę z katabolizowanych składników jego organizmu, czyli „wodę metaboliczną”, ponieważ górnik miał dostęp do tlenu. Jego „łańcuch oddechowy” w mitochondriach ciągle działał, a z katabolitów pochodziły jony wodoru (protony) i tak powstawała „woda metaboliczna”, która dostawała się do nerek, a potem był wydalany mocz. Zmniejszała się masa ciała górnika, ale powstawała „woda życia”.

Nadtlenek wodoru

Woda utleniona to nic innego, jak nadtlenek wodoru. W jego cząsteczce na dwa atomy wodoru przypadają dwa atomy tlenu (H₂O₂). Przyjęto, że 3% roztwór nadtlenku wodoru w wodzie nazywany jest wodą utlenioną, a 30 % – to perhydrol. Bezbarwna, bezwonna ciecz o właściwościach żrących wobec tkanek żywych. Na skórze pozostawia martwicze białe plamy.

Nadtlenek wodoru występuje na powierzchni wody, w wodach gruntowych i w atmosferze (8).

Nadtlenek wodoru u człowieka

Nadtlenek wodoru to produkt krótkotrwały i potrzebny, ale także toksyczny. Może uszkadzać białka, błony komórkowe i DNA. Jego własności są wykorzystywane przez wyspecjalizowane komórki naszego organizmu pełniące funkcje obronne i niszczące różnych „intruzów” oraz do detoksykacji związków źle rozpuszczalnych w wodzie, tak żeby mogły być wydalone z moczem.

W komórkach w naturalny sposób występują enzymy dysmutazy ponadtlenowe (z ang. superoxide oxidase, SOD), które powodują powstanie nadtlenku wodoru podczas dezaktywacji reaktywnych form tlenu (na przykład w „łańcuchu oddechowym” w mitochondriach). Reaktywne formy tlenu powstają w różnych przemianach metabolicznych i gdy jest ich nadmiar stają się chorobotwórcze. W efekcie działania enzymów zaangażowanych w usuwanie wolnych rodników ponadtlenkowych (RFT – reaktywne formy tlenu) – dysmutaz ponadtlenkowych powstaje H₂O₂ (1). Z kolei w wyniku działania enzymów należących do klasy oksydoreduktaz (katalaza, peroksydazy) nadtlenek wodoru jest przekształcany w wodę (1).

Nadtlenek wodoru powstaje też w reakcji katalizowanej przez enzym biorący udział w powstawaniu kwasu moczowego (oksydazę hipoksantynowa) podczas katabolizmu puryn (nukleotydów). Kwas moczowy jest naturalnym katabolitem wydalanym z moczem.                                                                                            W komórkach naszego organizmu występują organella komórkowe peroksysomy. Zachodzi w nich metabolizm niektórych lipidów, D-aminokwasów i poliamin. Występujące w peroksysomach enzymy peroksydazy wykorzystują jako jeden z substratów nadtlenek wodoru. Drugim enzymem peroksysomów reagującym z nadtlenkiem wodoru jest katalaza. Przykładem działania tego enzymu jest sytuacja, w której polejemy wodą utlenioną nawet małą rankę, z której sączy się krew. Zobaczymy pianę. Ta piana powstaje przy udziale tlenu uwalnianego właśnie z nadtlenku wodoru przez katalazę obecną w krwinkach. Kolejnym enzymem, któremu do działania potrzebny jest nadtlenek wodoru, to mieloperoksydaza (MPO). Występuje ona w ziarnistościach granulocytów obojętnochłonnych, granulocytów kwasochłonnych oraz monocytach i jest uwalniana w przebiegu reakcji zapalnych (9). Nadtlenek wodoru i jony chlorkowe przy udziale MPO przekształcają się w kwas podchlorowy. W związku z tym, że w organizmie w środowisku wodnym występują jony, to powstaje anion OCl ^– i ze względu na swą dużą reaktywność niszczy obce struktury wchłonięte przez komórkę. Podsumowując – w naszych komórkach powstaje nadtlenek wodoru, ponieważ jest istotnym substratem dla pewnej grupy enzymów i bierze udział w działaniu komórek obronnych.

Zapotrzebowanie dobowe na wodę

Przyjmuje się, że przeciętnie, aby utrzymać organizm w zdrowiu, powinno się przyjmować w diecie ok. 1500 mL wody na dobę, natomiast jej objętość maksymalna nie powinna przekraczać możliwości jej wydalenia przez organizm. Szacunkowo zapotrzebowanie na wodę w organizmie wynosi 30 mL/kg masy ciała (1). Oczywiście zależy to od wieku, płci, stanu fizjologicznego (na przykład: ciąża), aktywności fizycznej, warunków środowiska (na przykład: temperatura otoczenia) oraz współistnienia stanów patologicznych oraz składu pokarmu (na przykład: zawartość chlorku sodu).

Wchłanianie wody

Woda pomaga w absorpcji pożywienia i w regulacji temperatury. Co się dzieje z wypitą wodą? Mózg rejestruje ugaszenie pragnienia. Jest „komunikacja” między ustami a mózgiem. Powstaje pytanie „jak długo woda jest trawiona?”. Ona nie jest trawiona, tylko od razu wchłaniana i zaczyna się to w żołądku (10). 

Wypita woda jest wchłaniana w jelicie. Przy okazji wchłaniane są składniki pokarmów w niej rozpuszczonych. Oczywiście należą do nich witaminy rozpuszczalne w wodzie i minerały (makro- i mikroelementy). Z kolei związki lipidowe, aby mogły być wchłonięte, muszą ulec emulgacji przy udziale żółci (1).

Wypita przez nas woda oczywiście dostaje się do przewodu pokarmowego, a potem do naszych tkanek i komórek. Jednak wraca ponownie do przewodu pokarmowego w postaci śliny i różnych soków trawiennych. Mamy świadomość, że ciągle łykamy ślinę, nie pijąc przy tym wody. Nie zasycha nam w gardle. Tak na marginesie może wystąpić patologiczna suchość błony śluzowej jamy ustnej z powodu uszkodzenia ślinianek – kserostomia. Nie jest to uczucie suchości i pragnienia w upalne dni lub w czasie gorączki, ale stan, kiedy ślinianki produkują zbyt małolub w ogóle nie produkują śliny podczas gdy organizm jest dobrze uwodniony. Woda ze śliny jest ponownie wchłaniana w dalszych odcinkach przewodu pokarmowego. Proces ten nazywa się wchłanianie zwrotne (reabsorpcja). Na poniższym schemacie pokazuję, jak duże ilości wody „przelewają się” przez nasz przewód pokarmowy w ciągu doby (10):

Jeżeli wypijemy 2000 ml wody w ciągu doby, to do naszej jamy ustnej powróci 1500 ml w małych porcjach, które stopniowo będziemy znowu połykać. Regulacja wydzielania śliny (w śliniankach bierze w tym udział akwaporyna 5) i wchłaniania wody w jelitach to skomplikowany proces regulowany przez wiele czynników. Woda będzie przechodzić zarówno ze ślinianek, jak i z jelit do wnętrza naszych tkanek, a następnie z nich powracać. Ostatecznie kał będzie zagęszczony, a woda ze zbędnymi substancjami zostanie wydalona przez nerki z moczem (około 2000 mL). Bilans wodny będzie zrównoważony, a my zdrowi, należycie odżywieni i oczyszczeni.

Ile czasu ma woda na to, aby od wypicia znaleźć się w pęcherzu? Zależy to od stopnia nawodnienia organizmu. Przeciętnie 9-10 godzin (3).

Uważam, że w obliczu tak dużych ilości wody „przelewającej się” przez nasz przewód pokarmowy w ciągu doby nie ma sensu picia jej małymi łykami w małych odstępach czasu. To tak, jakby się jadło cały dzień po kęsie. Jednak w sytuacji, kiedy się odchudzamy, częste picie wody w większej ilości w celu „oszukaniu” głodu sprzyja lepszemu oczyszczeniu z toksyn (uwalniają się ze złogów).

Dystrybucja ogólnoustrojowa wody

Dla utrzymaniu organizmu w zdrowiu konieczne jest utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu (1). Istotne w związku z tym jest rozmieszczenia wody, a także pH (stężenie jonów wodorowych – protonów) i stężenie różnych elektrolitów (kationów i anionów). Zawartość wody w organizmie powinna utrzymywać się na stałym poziomie, a jej dodatni bilans występuje w okresie wzrastania i ciąży. Bilans zerowy wody jest utrzymywany przez zachowanie równowagi pomiędzy ilością wody pobranej w postaci płynów a ilością wydaloną przez nerki, płuca, skórę i przewód pokarmowy.

Regulacja zawartości wody w organizmie

Ilość wody wydalanej przez nerki podlega regulacji hormonalnej, przy udziale hormonu antydiuretycznego ADH – z ang.: antiduretic hormon) i układu reninaangiotensyna-aldosteron (RAAS – z ang.: renin angiotensin aldosteron system). Peptydowy hormon antydiuretyczny produkowany jest jako element składowy neurofizyny II w podwzgórzu, która jest deponowana w przysadce i uwalniana z niej do osocza i z nim transportowana do nerki i tu łączy się ze specyficznym receptorem błony komórkowej, aby zahamować wydalanie wody. Na poniżej ilustracji pokazuję zależności wydalania wody z organizmu w powiązaniu z jonami sodu i ADH (11):

Na powyższym schemacie widać, jak zawartość jonów sodu w organizmie zatrzymuje w nim wodę. Układ renina-angiotensyna-aldosteron wpływa na gospodarkę wodną ustroju poprzez oddziaływanie na metabolizm jonów potasu i sodu, których metabolizm regulowany jest jeszcze przez przedsionkowy peptyd natriuretyczny (z serca) (1). Na poniższym schemacie pokazuję działanie układu renina (z nerki)- angiotensyna-aldosteron (nadnercza) (11):

Widać na nim wpływ tego układu bezpośrednio na dystrybucję ustrojową sodu i potasu, a pośrednio na wodę w naszym organizmie i na ciśnienie krwi. Często leki stosowane przy leczeniu nadciśnienia są inhibitorami powstawania angiotensynyI. Przy okazji można podkreślić jak istotna jest dla nas dieta niskosodowa.

Powyżej przedstawiłam ogólne działanie ADH, ale jej działanie jest związane z wpływem na akwaporyne 2, która odgrywa znaczącą role w równowadze wodnej naszego organizmu (12). Jeśli osoba pije mało wody lub intensywnie się poci, stężenie ADH podwyższa się i aktywuje ona działanie akwaporyny 2 w nerce. Powoduje to wchłanianie wody do krwiobiegu i zagęszczenie moczu (ADH – hormon antudiuretyczny). Kiedy bilans wodny normuje się, produkowane jest odpowiednio mniej ADH. Bez sygnału w postaci ADH kanał dla wody – akwaporyna 2 jest usuwany z błon komórkowych kanalinków nerkowych. W efekcie mocz jest bardziej rozcieńczony – normalnie.

Stężenia elektrolitów a równowaga wodna

Woda „kontrolowana” przez stężenie elektrolitów  podąża w organizmie za jonami. Na poniższym schemacie pokazuję jak zdolność do wysiłku fizycznego wiąże się z nawodnieniem organizmu:

Napój izotoniczny (najbardziej odpowiedni dla osoby mającej duży wysiłek fizyczny) – płyn uzupełniający wodę i elektrolity w organizmie. Jego osmolalność (czyli stężenie rozpuszczonych w wodzie substancji) jest zbliżona do płynów ustrojowych człowieka. W związku z tym izotonik stanowi optymalną formę efektywnego nawodnienia. Napój hipertoniczny zawiera stężenie elektrolitów i cukrów większe niż stężenie płynów w organizmie. Stosuje się je w celu uzupełnienia zapasów energii w krótkim czasie. Napój hipotoniczny zawiera stężenie elektrolitów i cukrów mniejsze niż stężenie płynów w organizmie. Dzięki temu są bardzo łatwo wchłaniane przez organizm i szybko gaszą pragnienie.

Prolaktyna

Jak sama nazwa wskazuje, prolaktyna (PRL) to hormon indukujący laktację (produkcję mleka). Pochodzi z przysadki mózgowej. Okazuje się, że PRL mają zarówno kobiety, jak i mężczyźni i to w ciągu całego życia. Oczywiście u kobiet w ciąży i karmiących jej poziom jest odpowiednio wysoki. Poza laktacją prolaktyna wpływa na równowagę wodno-elektrolitową naszego organizmu (13). Oddziałuje na nerki, regulując wydzielanie wody, sodu i potasu. Stymuluje wydzielanie ADH. Zwiększa wrażliwość na pragnienie picia wody. Prolaktyna wydzielana jest w zależności od rytmu dobowego i najwięcej jej uwalnia się do krwioobiegu w drugiej części nocy. Sugeruje się, że dzięki niej rano obrzęki znacznie się zmniejszają.  

Niedobór

Ograniczona podaż wody powoduje w organizmie ograniczenie jej wydalania. Odwodnienie rzędu 2 – 3% zmniejsza wydolność fizyczną. Na poniższym schemacie pokazuję sytuację, gdy spada objętość płynu pozakomórkowego (14 ):

Utrata ok. 5 % wody prowadzi do zaburzeń w funkcjonowaniu, organizmu, natomiast utrata ok. 20 % nawet do śmierci! Może tak się stać w różnych stanach patologicznych, a także po oparzeniu dużej powierzchni ciała. W czasie cholery, chory ginie z powodu odwodnienia, ponieważ bakteria uszkadza mechanizm transportu jelitowego. Efektem tego jest zwiększone wydalanie wody i jonów chlorkowych oraz zmniejszone wchłanianie jonów sodowych; toksyna cholery jest główną przyczyną obfitej biegunki, która towarzyszy tej chorobie

„Puchnięcie” z głodu  — ciśnienie onkotyczne

Ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych wszystkich przestrzeni wodnych jest jednakowe. Z kolei ciśnienie onkotyczne (π) jest to rodzaj  ciśnienia osmotycznego wywieranego przez roztwór koloidalny białek obecnych w osoczu (15). Zawartość białek w osoczu jest wyższa od tej w płynie międzykomórkowym, toteż ciśnienie onkotyczne krwi w naczyniach krwionośnych jest wyższe od ciśnienia osmotycznego w obrębie płynów tkankowych. Zapobiega to przesiękom wody z elektrolitami z osocza do tkanek.

Jak już wspomniałam istotne jest ogólnoustrojowe stężenie jonów sodu i potasu.  Otóż objętość przestrzeni zewnątrzkomórkowej zależy od  zawartości jonów sodu i potasu w tej przestrzeni. Z kolei objętość przestrzeni wewnątrzkomórkowej zależy od zawartości             jonów potasu i soli fosforanowych w tej przestrzeni. Elektrolity i elementy drobnocząsteczkowe osocza z łatwością przenikają z osocza do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Wielkocząsteczkowe białka nie przenikają przez ścianę kapilar, przez co generują ciśnienie onkotyczne. Główną rolę w regulowaniu ciśnienia onkotycznego odgrywają albuminy białka produkowane w wątrobie, a występujące w osoczu krwi. W stanach chorobowych, w których następuje obniżenie poziomu białek w osoczu (np. przy białkomoczu lub niedożywieniu), zmniejszone ciśnienie onkotyczne prowadzić może do powstania obrzęku, będącego jednym z pierwszych objawów wskazujących na niewydolność wątroby. Pokazywane zdjęcia afrykańskich wygłodzonych dzieci przedstawiają stan „puchnięcia” z głodu. Z powodu głodu jest nie wystraczająca ilość albumin w osoczu krwi i jest zaburzone ciśnienie onkotyczne skutkujące obrzękami (najczęściej w okolicy brzucha).

Obrzęki

O kierunku przemieszczania się wody decyduje równowaga pomiędzy gradientem ciśnienia hydrostatycznego krwi w naczyniu i ciśnienia osmotycznego naczynia i przestrzeni pozakomórkowej. Obrzęki nie powstają z przepicia się wodą, ale z powodu jej niewłaściwego rozmieszczenia w organizmie.

Wzrost objętości płynu śródmiąższowego powoduje obrzęki. Ich przyczyny mogą być różne:                   

– znaczącym zmniejszeniem stężenia albuminy osocza < 20 g/L

– wzrostem ciśnienia żylnego

– wzrostem ciśnienia limfatycznego

– wzrostem przepuszczalności ścian naczyń włosowatych dla albuminy

Organizm traci wodę przez nerki, płuca, skórę i przewód pokarmowy. Straty uzupełniane są poprzez uzupełnianie płynów, wodę zawartą w pokarmach „stałych”, czy wodę powstającą w procesach metabolicznych.

Utrata wody przez płuca i skórę nie podlega regulacji – zależy od czynników zewnętrznych, np. temperatura, wilgotność, wysiłek fizyczny.

Nadmiar – czy jest możliwe zatrucie wodą?

Wydaje się mało prawdopodobne zatrucie wodą. Jednak, jeżeli wypijemy jej dużo za dużo może nastąpić zatrucie z poważnymi konsekwencjami (16). Najczęściej do wypicia zbyt dużych ilości wody dochodzi podczas zajęć sportowych. Objawami jest dezorientacja, mdłości, obrzęk, (może dojść do obrzęku mózgu). Wypita woda nadmiernie rozcieńcza elektrolity. Powoduje hyponatremię (zbyt rozcieńczone jony sodu).

Nerka jest w stanie usuwać około 20 litrów wody na dobę, czyli 0,8 – 1 litra na godzinę. Hiponatremia rozwija się u osób, które wypiją 3 – 4 litry wody w krótkim czasie. Może też nastąpić w przypadku wypicia 1,9 l wody w godzinę. Zależy to od organizmu (17).

Picie piwa

Przedstawię za M. Skowrońskim (6) sytuację, w której student po wypiciu 2 litrów piwa ma nadmiar płynów w organizmie, a alkohol hamuje uwalnianie ADH z mózgu. Spowoduje też to, że AQP2 pozostanie wewnątrz komórki a brak jej aktywności w kanaliku nerkowym zadziała moczopędnie (nie będzie wchłaniania zwrotnego wody). Pierwszym miejscem jakie odwiedzi student będzie toaleta. Następnego dnia rano student leży w łóżku z umiarkowanym odwodnieniem i z wysokim poziomem ADH, którego już nie hamuje alkohol (został zmetabolizowany – zapraszam: „Puste kalorie – wódeczka”).To powoduje pojawienie się AQP2 w nabłonku i wchłanianie zwrotne wody z moczu ostatecznego, co spowoduje jego zagęszczanie. Takie cykle mogą pojawiać się wielokrotnie nawet w ciągu jednego dnia. Student ma kaca.

Pamięć wody?

Pięknie ilustruje pamięć wody poniższy obrazek (18):

Jednak pamięć wody to hipoteza pseudonaukowa, niepotwierdzona w recenzowanych pismach. Dotyczy ona rzekomego gromadzenia i przechowywania informacji przez wodę. Jednak pamięć wody to hipoteza pseudonaukowa, niepotwierdzona w recenzowanych pismach. Dotyczy ona rzekomego gromadzenia i przechowywania informacji przez wodę. Ponadto zgodnie z badaniami fizykochemicznymi, lokalna struktura wody utrzymuje się przez mniej więcej 1 pikosekundę (0,000000000001 s). Możliwe, że tyle mogłaby trwać pamięć wody o właściwościach substancji w niej rozpuszczonych, czyli o wiele za krótko, by można uznać ją za znaczącą klinicznie.

                           ***                                    

Każdego dnia choroby wynikające z niedostatku czystej wody powodują śmierć .wielu tysięcy ludzi, głównie dzieci (19). Jednak zawsze trzeba mieć na uwadze fakt, że nadmiar wypitej wody także stwarza zagrożenie dla zdrowia.                         

Od 1992 roku 22 marca obchodzony jest Światowy Dzień Wody.

Na zakończenie zwracam uwagę – za FB – na to, że najdroższym roztworem wodnym jest łza: 1% wody i 99% uczuć. Zastanów się, zanim kogoś skrzywdzisz!

Literatura:

1. Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwll V.W., Biochemia Harpera, Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2008
2. Monotlenek diwodoru – Wikipedia
3. Water’s Journey Through The Body Aquasana
4. Marks’ Basic Medical Biochemistry
5. Aqaporin Wikipedia
6. Wydział Biologii i Biotechnologii UWM, Wielka moc małych cząsteczek (biologiaolsztyn.blogspot.com) M. Skowroński, 2003)
7. Alojzy Piontek – Wikipedia
8. Hydrogen peroxide – Wikipedia
9. Mieloperoxidase: a leukocyte-derived protagonist of inflammation and cardiovascular disease. Semantic Scholar
10. Chemical Digestion and Absorption : A Closer Look Anatomy and Physiology II (lumenlearning.com)
11. Clincal Biochemistry, A. Gaw, M.J. Murphy, R.A. Cowan, D.St.J. o’Reilly, M.J. Steward, J. Shepherd)
12. AQP2 gene: MedlinePlus Genetics
13. 2022 Metabolic effect of prolctin – PabMed  (nih.gov).  
14. Meisenberg G., Simmons W.H. „Principials of Medical Biochemistry”, 2 wydanie , Mosby Elsevier, 2006
15. Ciśnienie onkotyczne – Wikipedia
    16. DOI: http://doi.org?10.6065/apem.2013.18.2.95)     
    17. Water intoxication: What happens when you drink too much water? (medicalnewstoday.com
    18. Pamięć wody (wodakangen.com) 19. Woda – Wikipedia
    Liczba odwiedzin: 976