Глава: Вода и електролити

11.
Вода и електролити

Въпреки че водата и основните електролити (натрий, натриев хлорид и хлорид) често са изключени от списъците с хранителни вещества, тези вещества са основни хранителни компоненти, тъй като те трябва да бъдат получени от диетата или изключително, или в случая на вода ? в количества, значително надвишаващи тези, произведени от метаболизма в организма. Притесненията относно възможното прекомерно потребление (натрий и хлорид) или недостатъчно потребление (калий) на тези вещества в Съединените щати са сравнително скорошни (NRC, 1989; Tobian, 1979).

вода

ВОДА

Водата е най-разпространената съставка на човешкото тяло, като представлява половин до четири пети от телесното тегло, в зависимост главно от съдържанието на мазнини в тялото. Съответно, телесната вода като процент от телесната маса е по-висока при мъжете, отколкото при жените и има тенденция да спада с възрастта и при двете.

Фигура 11-1 показва маршрутите и приблизителните величини на приема и загубата на вода в среда, достатъчно хладна, за да се предотврати изпотяване. Нормалният дневен оборот на водата по тези пътища е приблизително 4% от общото телесно тегло при възрастни и много по-висок, 15% от общото телесно тегло, при кърмачета. Както показва Фигура 11-1, дори при липса на видимо изпотяване, приблизително половината от оборота се случва чрез така наречената безчувствена загуба на вода, т.е. вода, загубена от белите дробове и кожата. Тези безчувствени загуби могат да бъдат увеличени при определени условия, включително високи температури, голяма надморска височина и сух въздух. Упражнението при всяко от тези условия може да доведе до 10-

ФИГУРА 11-1 Маршрути и приблизителна величина на приема и излизане на вода
без изпотяване. От NRC, 1980b. М е минимален обем на урината при максимален
концентрация на разтвореното вещество. Волът е окислителна вода.

увеличаване на загубата на вода от кожата и белите дробове. Диарията може драстично да увеличи чревната загуба.

Фигура 11-1 включва оценка на минималния обем урина, необходим, когато концентрацията на разтвореното вещество в урината е максимална (около 1400 мосмола/литър при здрав възрастен и 700 мосмола/литър при новородено). Тъй като бъбреците трябва да отделят отпадъчни продукти, разтвореното вещество, съставено от азотсъдържащи продукти на разграждането на протеиновия метаболизъм (главно урея), сулфати, фосфати и други електролити, определя минималния обем вода, необходим за образуването на урина. Нормално функциониращите бъбреци могат да регулират осмоларността на урината от 40 до 1400 мосмола/литър, в зависимост както от приема на вода, така и от

върху натоварването с разтворени хранителни вещества. Въпреки способността на бъбреците да компенсират, неговите ограничения изискват ефективно използване на усещането за жажда за поддържане на водния баланс. Ако усещането за жажда не бъде постигнато чрез консумация на вода или ако механизмът за жажда не работи поради интензивни, продължителни натоварвания, особено на голяма надморска височина (Buskirk and Mendez, 1967), в крайна сметка ще се получи дехидратация. Това може да стане животозастрашаващо, когато се загубят повече от 10% от телесното тегло.

Източници

Въпреки че водата, консумирана като вода, е основен източник на течност в някои части на света, голяма част от водата, консумирана в Съединените щати, се приема под формата на други напитки. Средният дневен прием на вода като такъв сред респондентите в националното проучване за консумация на храна 1977-1978 г. е 2,8 чаши (USDA, 1984). През 1981 г. дневната консумация на мляко на глава от населението е приблизително една и една трета чаши, консумацията на кафе и чай на глава от населението е около една и половина чаши, а консумацията на безалкохолни напитки е една и три четвърти чаши на глава от населението. Освен това много твърди храни, особено плодове и зеленчуци, съдържат от 85 до 95% вода.

Оценка на изискванията

Изглежда, че основният определящ фактор за нуждата от вода за поддържане е метаболитен (Holliday and Segar, 1957), но действителната оценка на нуждата от вода е силно променлива и доста сложна. Тъй като изискването за вода е количеството, необходимо за балансиране на нечувствителните загуби (които могат да варират значително) и поддържане на допустимо натоварване на разтвореното вещество за бъбреците (което може да варира в зависимост от диетичния състав и други фактори), е невъзможно да се определи общо изискване за вода.

Възрастни

За практически цели 1 ml/kcal разход на енергия може да се препоръча като необходимост от вода за възрастни при средни условия на разход на енергия и излагане на околната среда. Обаче има толкова рядко риск от водна интоксикация, че определеното изискване за вода често се увеличава до 1,5 ml/kcal, за да покрие вариациите в нивото на активност, изпотяване и натоварване на разтвореното вещество.

Специално внимание трябва да се обърне на нуждите от вода на възрастните хора, чието усещане за жажда може да бъде притъпено. Въпреки че тези хора може да са по-малко физически активни, те все пак могат да имат висока нужда от вода, особено през лятото. Ако не е коригирано, изчерпването на водата с източване на топлина, в резултат на неадекватна подмяна

на загуби на течности, в крайна сметка може да доведе до загуба на съзнание и топлинен удар (NRC, 1980b).

Бременност и кърмене

Бременността е свързана с повишена нужда от вода поради разширеното извънклетъчно течно пространство, нуждите на плода и околоплодните води. Изчисленията обаче показват, че увеличението възлиза само на около 30 ml/ден. Кърмещата жена, от друга страна, изисква увеличен обем вода, за да съответства на секретираната в млякото. Тъй като млякото е 87% вода и средната секреция на мляко е 750 ml/ден през първите 6 месеца, необходимата допълнителна течност ще бъде под 1000 ml/ден.

Кърмачета и деца

Кърмачетата трябва да бъдат третирани като отделна категория по няколко причини: голямата им повърхност на единица телесно тегло, по-високият им процент телесна вода и високата скорост на оборот, ограниченият капацитет на бъбреците им за справяне с натоварването с разтворени вещества от високи количества протеин необходими за растежа и тяхната податливост на тежка дехидратация, отчасти поради неспособността им да изразят жажда. Следователно е разумно да се препоръча среден прием на вода от 1,5 ml/kcal енергиен разход за кърмачета. Тази цифра съответства на съотношението вода-енергия в човешкото мляко и общите формули и е добре установена като задоволително ниво за растящото бебе.

Прекомерен прием и токсичност

Токсичността е резултат от поглъщането на вода със скорост, надвишаваща способността на бъбреците да отделят допълнителното натоварване, което води до хипосмоларност. Подобно състояние рядко се наблюдава при нормален здрав възрастен. Обикновено проявите включват постепенно умствено притъпяване, объркване, кома, конвулсии и дори смърт.

НАТРИЙ

Натрият, основният катион на извънклетъчната течност, е основният регулатор на обема на извънклетъчната течност. Както телесното съдържание на натрий, така и концентрацията му в телесните течности са под хомеостатичен контрол и по този начин обемът на извънклетъчната течност обикновено се определя от съдържанието на натрий. В допълнение към ролята си в регулирането на обема на извънклетъчната течност, натрият е важен за регулирането на осмоларността, киселинно-алкалния баланс и мембранния потенциал на клетките. Натрият също участва в активен транспорт през клетъчните мембрани и трябва да се изпомпва в замяна на калий, за да се поддържа

всички подходящи вътреклетъчни среди - процес, който изисква значително сцепление на енергията, необходима в основното метаболитно състояние.

Натриевата хомеостаза се поддържа в широк спектър от условия на околната среда и диетата, главно чрез действието на хормона алдостерон върху бъбречните бъбречни каналчета. Когато приемът на натрий е висок, нивото на алдостерон намалява и натрият в урината се увеличава. Когато приемът на натрий в храната е нисък, нивото на алдостерон се увеличава и екскрецията на натрий в урината бързо пада почти до нула. Въпреки че по този начин бъбрекът може да съхранява натрий, има някои задължителни загуби чрез изпражнения и пот. Следователно дефицитът на натрий в резултат на нисък хранителен прием обикновено не се появява, дори сред съществуващите при много ниско натриеви диети (Page, 1976, 1979). Дори относително тежкото изпотяване обикновено не създава необходимост от осигуряване на солеви добавки (Conn, 1949). Тялото може да бъде изчерпано от натрий при екстремни условия на силно и продължително изпотяване или когато травма, хронична диария или бъбречно заболяване водят до невъзможност за задържане на натрий (Gothberg et al., 1983). Тези последни състояния изискват медицинска помощ.

Диетични източници и обичайни дози

Храните и напитките, съдържащи натриев хлорид (39% тегл. Натрий) са основните източници на натрий. Смята се, че източници, различни от трапезна сол, например натриев бикарбонат и мононатриев глутамат, представляват по-малко от 10% от общия прием на натрий в храната (Sanchez-Castillo, 1987a). Водата от системите на общността обикновено съдържа по-малко от 20 mg натрий на литър и е изчислено, че водата допринася под 10% от дневния прием на натрий (NRC, 1977). Използвайки литиево-хлориден маркер за проследяване на употребата на сол в готвенето и на масата, Sanchez-Castillo et al. (1987a, 1987b) установява, че само 10% от солта идва от естественото съдържание на сол в храните, 15% от солта, добавена по време на готвене и на масата, и напълно 75% от солта, добавена по време на преработката и производството.

Поради големия дял хранителен натрий, който се отчита при преработката, най-високият прием на сол обикновено е свързан с диета с високо съдържание на преработени храни, а най-ниският прием е свързан с диети, наблягащи на пресни плодове, зеленчуци и бобови растения. В първото национално проучване за здравни и хранителни изследвания (Abraham and Carroll, 1981) 32% от консумирания натриев хлорид идва от печени продукти и зърнени храни, приблизително 21% идва от месо и 14% от млечни продукти. Проучването на общата диета на FDA, при което е използвана съвсем различна методология, показва подобни резултати (Pennington et al., 1984).

Обичайните нива на консумация на натрий са изчислени в диетични проучвания чрез оценка на приема на сол и чрез измерване на натрий в урината. Отчетените хранителни приема на натрий варират от 1,8 g/ден до 5 g/ден в различни проучвания, в зависимост от използваните методи за оценка (Abraham and Carroll, 1981; Dahl, 1960; Pennington et al., 1984) или от това дали дискреционна употреба на натрий се оценява. Дискреционният прием на натрий е доста променлив и може да бъде доста голям. В едно 28-дневно проучване е установено, че мъжете добавят около 5,5 g натриев хлорид (2,2 g натрий) към храната си на ден (Mickelson et al., 1977).

Поради трудността да се оцени употребата на натрий от припомнянето на диета, диетичните проучвания вероятно подценяват общия прием на натрий, дори когато са включени приносите на вода и други пределни източници. От данни за ежедневната екскреция на натрий в урината за 24 часа, Dahl и Love (1957) изчисляват средния дневен прием на сол за възрастни до 10 g/ден (4 g натрий на ден). Впоследствие Дал съобщава за среден прием на натриев хлорид от 10,3 g (диапазон от 4 до 24 g) за 71 работещи мъже в Ню Йорк. Coatney et al. (1958) съобщават, че 5-месечна екскреция на натрий във военно население съответства на прием на 11 g сол на ден. Sanchez-Castillo et al. (1987a, b) установява, че екскрецията на натриев хлорид за 12-дневен период е 10,6 ± 0,55 g при мъжете и 7,4 ± 2,9 g при жените.

Оценка на изискванията

Изчисленията на нуждите от натрий (показани в таблица 11-1) се основават на оценки на това, което е необходимо за растеж и за заместване на задължителните загуби. Количеството, необходимо за подпомагане на растежа, зависи от скоростта, с която обемът на извънклетъчната течност се разширява, скорост, която варира в зависимост от възрастта и репродуктивния статус.

Възрастни

В умерен климат здравият възрастен може да поддържа натриев баланс с много нисък прием на натрий (Kempner, 1948). Dole и сътр. (1950) са изчислили задължителните загуби на урина и фекалии от възрастни на 23 mg (1 mEq) на ден. Другият източник на загуба е потта, която обикновено е средно концентрация на натрий от 25 mEq/литър (Consolazio et al., 1963). Sanchez-Castillo et al. (1987a) установяват, че потта и фекалната екскреция допринасят само 2 до 5% от натрия, загубен от британските мъже и жени. Предполага се, че задължителните кожни загуби варират от 46 до 92 mg (2 до 4 mEq) на ден (Fregley,

1 mEq натрий е 23 mg, а 1 mmol натриев хлорид е 58,5 mg.