Rola wody w organizmie człowieka

Woda jest głównym składnikiem organizmu ludzkiego. Różnice w zawartości wody w ustroju wiążą się z wiekiem, płcią, a także z budową ciała. Jedno pozostaje jednak niezmienne – wszyscy jej potrzebujemy.

Organizm noworodka zawiera 75–80% wody, rocznego dziecka – 65%, dorosłego mężczyzny – ok. 60%, dorosłej kobiety – ok. 54%. Z wiekiem zawartość wody w ustroju się zmniejsza, osiągając u ludzi starszych odpowiednio 54%–46%. Zmieniają się także proporcje wody w niektórych tkankach, np. spada jej udział w skórze, a wzrasta w mięśniach. Ponieważ tkanka tłuszczowa zawiera tylko 10–20% wody, u osób otyłych procentowy udział wody w masie ciała jest mniejszy. Woda rozmieszczona jest w organizmie w przestrzeniach wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych. Przestrzenie te różnią się lokalizacją anatomiczną, funkcjami fizjologicznymi i składem chemicznym, ale umiejscowione w nich roztwory wodne są izotoniczne. Będąc prawie idealnym rozpuszczalnikiem woda stanowi środowisko dla wszystkich procesów życiowych, jakie przebiegają w organizmie, jest także substratem np. w procesach trawiennych lub produktem końcowym wielu reakcji biochemicznych. Woda jest niezbędna do normalnego przebiegu procesów trawienia. Formowanie kęsów pożywienia, przesuwanie treści pokarmowej wzdłuż przewodu pokarmowego, właściwe działanie enzymów trawiennych, wszystko to warunkowane jest odpowiednią zawartością wody w ślinie, soku żołądkowym i jelitowym oraz w żółci. Strawione składniki odżywcze są wchłaniane do krwi lub chłonki w postaci roztworu lub zawiesiny.

Niewielkie ilości wody z przestrzeni transkomórkowej spełniają rolę zabezpieczającą i zwilżającą. Woda jest nieściśliwa i dzięki temu stanowi ochronę, np. dla gałki ocznej, mózgu, rdzenia kręgowego czy płodu. Właściwa ruchliwość stawów uzyskiwana jest dzięki zmniejszającej tarcie mazi, wydzielanej przez kaletki maziowe, a przesuwanie się narządów wewnętrznych w jamie brzusznej następuje dzięki temu, że zwilżane są one śluzem.

Źródłem wody dla organizmu są przede wszystkim napoje, których rodzaj, a niekiedy także ilość, zależą od zwyczajów żywieniowych, kulturowych i upodobań. Pewnej ilości wody dostarcza też pożywienie o konsystencji stałej, przy czym produkty spożywcze różnią się znacznie pod tym względem, np. tłuszcze i cukier prawie wcale nie zawierają wody, podczas gdy w niektórych warzywach i owocach może ona występować w ilościach przekraczających 90 procent.

Przy normalnym funkcjonowaniu organizmu pobieranie płynów jest regulowane przez pragnienie, czyli uświadomienie sobie potrzeby picia wody, sterowane przez ośrodek pragnienia w podwzgórzu, który wyzwala bodźce nakazujące ustrojowi uzupełnienie wody. Woda wytwarza się także w organizmie w wyniku katabolizmu składników energetycznych. Najwięcej wody powstaje przy „spalaniu” tłuszczów, a następnie węglowodanów. W przemianach katabolicznych białek oprócz wody i dwutlenku węgla powstają związki azotowe, do których wydalenia przez nerki potrzeba ponad dwa razy więcej wody niż wyzwala się w wyniku przemian.

Straty wody z organizmu mają charakter ciągły, odbywają się przez nerki oraz drogą pozanerkową, tj. z wydychanym powietrzem, przez skórę i z kałem. Ponieważ ciężar właściwy moczu może wahać się tylko w pewnych granicach, dlatego – aby nerki mogły wydalić niepotrzebne substancje – do organizmu należy dostarczyć odpowiednią ilość wody, która w tym przypadku wynosi ok. 550 cm3. Objętość wydalanego moczu jest regulowana przez wazopresynę – hormon antydiuretyczny (ADH), produkowany w tylnym płacie przysadki mózgowej.

Zagęszczenie płynu w przestrzeni zewnątrzkomórkowej stymuluje wydzielanie ADH, co powoduje wzrost resorpcji wody w kanalikach nerkowych i jej powrót do osocza. W tej sytuacji nerki wytwarzają małe ilości zagęszczonego moczu. Inne bodźce, wpływające na wydzielanie wazopresyny to: zmniejszenie objętości osocza, ból, stres, wysiłek fizyczny, wymioty, nikotyna. Wpływ wazopresyny na pracę nerek jest natychmiastowy, lecz krótkotrwały. Rozcieńczenie osocza, np. wypicie szklanki wody, wyczuwane przez osmoreceptory podwzgórza, powoduje zahamowanie wydzielania ADH i zwiększenie objętości moczu. Działanie takie wykazują także kofeina i alkohol.

Ważną drogą wydalania wody są również płuca. Wdychane powietrze ma zwykle małą wilgotność, a powietrze wydychane jest nasycone wodą ze względu na bardzo dużą powierzchnię kontaktu z krwią w pęcherzykach płucnych. Straty wody tą drogą mogą dochodzić do 2 dm3 dziennie, z tym że wzrastają one przy zwiększonej wentylacji płuc, np. z powodu aktywności fizycznej czy podwyższonej temperatury ciała.

W wyniku parowania z powierzchni skóry w normalnych warunkach otoczenia osoba dorosła traci 25–50 cm3 wody na godzinę. Ta niewyczuwalna obligatoryjna utrata wody trwa przez cały czas, nawet w warunkach odwodnienia organizmu. Gdy aktywność fizyczna i/lub temperatura otoczenia wzrastają, zwiększa się wydalanie wody w postaci potu, czemu towarzyszą straty elektrolitów, zwłaszcza jonów sodowych i chlorkowych.

Straty wody przez przewód pokarmowy są zwykle małe, ponieważ prawie cała woda pobrana z napojami i pożywieniem oraz wydzielona do przewodu pokarmowego z sokami trawiennymi zostaje wchłonięta w dwunastnicy, jelicie cienkim i jelicie grubym. Kał ludzi dorosłych zawiera około 75% wody, a niemowląt 80–85%. Wymioty powodują nie tylko znaczną utratę wody, ale także poważne zaburzenia w równowadze kwasowo-zasadowej ze względu na usunięcie kwaśnej zawartości żołądka W czasie biegunek straty wody mogą dochodzie do 2,5 dcm3 /dobę, przy tym towarzyszą im zwykle straty potasu i węglanów. Dla zachowania homeostazy ustrojowej ważny jest nie tylko bilans, ale także utrzymanie fizjologicznych wielkości przestrzeni wodnych oraz ciśnienia osmotycznego w tych przestrzeniach. Chociaż na ciśnienie osmotyczne oddziałują także białka (pęczniejąc wiążą wodę) oraz glukoza i mocznik (mogą zatrzymywać wodę tylko wtedy, gdy znajdują się w dużych ilościach), to jednak decydującą rolę w jego utrzymaniu ma stężenie sodu i potasu. Przy ograniczonej podaży płynów lub niedostatecznie wyrównywanych dużych stratach wody dochodzi w pierwszej kolejności do zmniejszenia objętości osocza, wzrostu stężenia w nim sodu i wzrostu osmolarności. Jeśli zasoby wody nie zostaną uzupełnione, woda przemieszcza się z komórek do przestrzeni pozakomórkowej w celu wyrównania stężeń. Następstwem tego jest też odwodnienie wewnątrzkomórkowe, którego objawami są pragnienie, upośledzone wydzielanie śliny i wysychanie jamy ustnej, rozdrażnienie, bezsenność, zaczerwienienie skóry, utrata apetytu, osłabienie oraz zaburzenia koordynacji ruchów. Zmniejsza się też ilość moczu i wydalanie produktów przemiany materii (mocznik, kreatynina i inne), które powodują za[1]trucie organizmu. W dłuższym czasie zbyt mała diureza może prowadzić do kamicy nerkowej na skutek przepływu przez nerki bardzo zagęszczonego moczu. Przy zbyt niskiej podaży płynów ograniczona zostaje także ilość wydalanego potu, co przy wysokiej temperaturze otoczenia może być przyczyną przegrzania organizmu. Odwodnienie w granicach 2–3% masy ciała obniża wydolność fizyczną, niedobór wody sięgający 5–8% masy ciała powoduje dalsze zaburzenia wydolności fizycznej i psychicznej, natomiast utrata wody ustrojowej w ilości około 20% prowadzi do śmierci. Jeśli nadmiernej podaży płynów bezelektrolitowych nie towarzyszy odpowiednie wydalanie wody, wówczas dochodzi do zwiększenia objętości i obniżenia osmolarności osocza, a woda przechodzi do przestrzeni wewnątrzkomórkowej. Skutkiem tego są obrzęk, uszkodzenie komórek, zmniejszenie ciśnienia krwi i obniżenie wskaźnika hematokrytowego krwi. Obrzęk komórek w mózgu objawia się ogólnym osłabieniem, nudnościami, wymiotami, brakiem apetytu, drgawkami, a w ciężkich przypadkach śpiączką.

Indywidualne zapotrzebowanie na wodę zależne jest od wieku, aktywności fizycznej, temperatury otoczenia i wilgotności powietrza. Wyznaczane jest również przez konieczność pokrycia strat obligatoryjnych i rozcieńczenia produktów metabolizmu wydalanych przez nerki.

Autor: dr n. med. Sylwia Krzemińska
Źródło: Świat Farmacji, 03/2024