Физиология гидратации
Вода поступает в организм в чистом виде, с напитками и пищей, а также синтезируется во время происходящих в нем многочисленных биохимических реакций, и находится [02]:- внутри клеток;
- между клетками – 60 % межтканевая жидкость и 30 % малоактивная связанная вода в костях, хрящах и фасциях;
- в суставах, в глазных яблоках, в замкнутых полостях вокруг головного и спинного мозга, легких – 0,2л в качестве базового компонента закрытых внутриполостных и суставных жидкостей;
- внутри кровеносных и лимфатических сосудов – в качестве основы плазмы крови и лимфы;
- внутри желудочно-кишечного тракта – 1-2 л химуса (смеси пищевых соков с переваренной едой и поступившей жидкостью);
- внутри мочевыделительной системы – 0,5-0,8 л в виде мочи в почках, мочеточниках, мочевом пузыре.
Значение воды для организма
В человеческом организме вода [03]:- поддерживает форму клеток, регулирует внутриклеточное давление;
- стабилизирует температуру тела;
- растворяет питательные и другие вещества;
- участвует в биохимических реакциях и производстве энергии;
- необходима для синтеза веществ и выработки функциональных жидкостей;
- является неотъемлемой функциональной частью выделительной системы.
Регуляция температуры тела
Вода принимает участие в регуляции температуры тела несколькими способами. Малая теплоемкость воды позволяет удерживать стабильную температуру тела в определенном коридоре температур окружающей среды. Внутри тела вода принимает на себя тепловую энергию там, где ее много, и отдает в тех участках, где температура ниже. Вода – это 98% пота. Его выделение и испарение предохраняет организм от перегрева и теплового удара, которые могут возникнуть при повышении температуры окружающей среды, вследствие тяжелой физической нагрузки, в результате повышения температуры тела из-за болезни, патологического состояния, воспалительного процесса. Кстати, в зависимости от уровня физической активности, организм теряет за сутки в виде пота от 0,5 до 10 л воды. Обезвоживание на 5-7% приводит к нарушению процессов терморегуляции и повышению температуры тела. Слишком большое потребление воды, так же как и ее отсутствие в течение нескольких дней, смертельно опасно. Интоксикация водой – гипергидратация, нарушает баланс электролитов. В случае падения уровня натрия ниже 135 ммоль/л происходит повышение внутричерепного давления, вызывающее головную боль, раздражительность, сонливость. Если не принять меры, то далее вполне вероятна цепочка следующих состояний: мышечная слабость, судороги – тошнота, рвота – брадикардия – спутанность сознания – отек мозга, дисфункция центральной нервной системы – кому – смерть. [05].Поддержание гомеостаза
Для существования человеческому организму необходимо сохранять гомеостаз – постоянство внутренней среды (температуру, баланс содержания веществ и отходов). Система гемостаза должна быть саморегулирующейся. В человеческом организме такую автоматическую адаптацию осуществляет вода. Например, с ее помощью органы регулируют:- почки – соотношение микронутриентов и воды;
- легкие, потовые железы, почки, ЖКТ – выделение отходов метаболизма, клеточной и внутриклеточной регенерации;
- печень и поджелудочная железа – уровень глюкозы в крови.
Транспорт питательных веществ
Вода транспортирует питательные и другие вещества, а также гормоны, ферменты, пигменты, витамины, минералы, нейромедиаторы, кровяные и иммунные клетки, в составе крови и межклеточной жидкости. Она выступает в роли растворителя, и перемещает все что в ней есть током крови, который обеспечивается сокращениями сердца, и движением лимфы [04]. Проникать через стенки сосудов и клеточные мембраны вещества с помощью молекул воды не могут. Для этого они соединяются с транспортными белками. Доставку кислорода из легких к клеткам осуществляет гемоглобин эритроцитов, вода плазмы крови и межтканевой жидкости.Удаление отходов и токсинов
Вода очищает наш организм от продуктов жизнедеятельности и распада, отходов метаболизма, шлаков и токсинов, так как она является основой межтканевой жидкости, лимфы и венозной крови, пота, мочи, желчи, а также нужна для формирования каловых масс. Вода помогает удалить из организма углекислый газ, транспортируя его в составе венозной крови от клеток в легкие. Удаление отходов и токсинов с током лимфы по лимфатическим сосудам обеспечивается движениями диафрагмы и работой скелетных мышц. Как не покажется странным, но выводя излишки некоторых веществ из межклеточного пространства сначала в лимфу, а затем в венозную кровь, вода, тем самым, помогает убрать отечность тканей, и, по факту, выводит саму себя.Вода и физическая активность
Не занимающийся спортом или фитнесом человек, в зависимости от времени года, в день теряет от 1,5 до 2,5 л жидкости: 1,0-2,0 л с мочой, 0,5-1,0 л с потом и дыханием и 0,05-0,1 л с калом. Именно исходя из этого и рекомендуется оптимальный уровень дегидратации для поддержания производительности и здоровья – 2,4-2,5 л воды в день. Но при равной величине физической активности и условиях окружающей среды, большее количество воды теряют люди:- с избыточной массой тела;
- принимающие добавки и напитки, содержащие мочегонные средства, кофеин;
- часто употребляющие алкоголь;
- в рационе которых много соленых или острых блюд;
- беременные и кормящие грудью женщины.
Оптимальный уровень гидратации для поддержания производительности
Приводим рекомендации по потреблению воды от Американской академии наук США, которые даются для стран с умеренным климатом, как в Украине. [08]. Норма дневного потребления общей воды, для взрослых людей ведущих малоподвижный образ жизни| Пол | Возраст (лет) | Количество общей воды (л) | Количество чистой воды (л) |
| Мужчины | 14-18 | 3,40 | 1,67 |
| 19-29 | 3,90 | 2,50 | |
| 30-50 | 3,85 | 2,40 | |
| 51-70 | 3,55 | 2,30 | |
| 70+ | 2,99 | 1,99 | |
| Женщины | 14-18 | 2,30 | 1,45 |
| 19-29 | 2,85 | 2,00 | |
| 30-50 | 3,10 | 2,20 | |
| 51-70 | 3,00 | 2,15 | |
| 70+ | 2,60 | 1,85 |
- пить по 0,1-0,2 л воды (без газа, комнатной температуры) после пробуждения, до и во время основных приемов пищи;
- основной объем воды выпивать до 6 часов вечера;
- фреши разбавлять негазированной столовой водой;
- во время и после употребления алкоголя пить воду, соки, компоты;
- натуральный кофе пить чередуя с глотками воды;
- жажду во время жары утолять прохладной минеральной водой, разбавленными кислыми соками, горячим чаем с лимоном, в сильную жару – 0,2-6,6 л в день 2,5 мг хлорида калия/100 воды.
- Во время и после 1-часовой тренировки средней интенсивности обеспечить организм прохладной минеральной водой без газа. Пить во время тренировки ее следует в паузах для отдыха, по несколько глотков. Оставшуюся воду выпить после.
- При тренировках высокой интенсивности минеральную воду меняют на спортивный напиток и увеличивают объем до 0,75 л в час. Которую также пьют порционными глотками, оставляя большую часть на время после окончания тренировки.
- При высокой интенсивности тренировки и температуре воздуха выше 29°C, спортивный напиток заменяют изотоником, а объем увеличивают до 1,0-2,5 л (в зависимости от количества потери воды с потом).
Мифы о питье воды во время тренировок
Существует достаточно много заблуждений, касающиеся употребления воды до, во время или после тренировок. Рассмотрим некоторые из них.Миф №1: Питье воды перед тренировкой вызывает судороги
«Ноги» у этого заблуждения «растут» из спортивного опыта времен СССР. Причем в этом мифе соединяются сразу несколько «историй». Пить воду за час до тренировки запрещали гимнастам и фигуристам. И дело не в судорогах, а в том, что если выпить большое количество воды, то выполнять сложно координационные движения точно становится крайне тяжело. Запрет действует и сейчас, но легкая гидратация перед тренировкой, особенно если есть жажда, не просто разрешена, а приветствуется. Стакан минеральной воды или спортивного напитка за 15 минут до начала тренировки не повлияют на технику выполнения движений и не станут причиной судорог. Пить воду во время тренировок в СССР запрещали практически во всех видах спорта. Опыт показывал, что такая практика может вызывать судороги ног на тренировке, после нее, но чаще всего – перед сном. Это действительно может происходить если пить воду до, в процессе и после тренировки литрами, и при этом не следить за восполнением калия, натрия, хлора и сульфатов. Те, кто убеждают сегодня не пить воду на тренировках, в качестве научного доказательства приводят исследование австралийских ученых, ссылку на которое нигде не дают, а найти ее по отрывочным данным не представляется возможным. А вот пользу гидратации во время тренировок доказывают такие исследования:- Влияние раствора для пероральной регидратации по сравнению с потреблением родниковой воды во время физических упражнений в жару на предрасположенность к мышечным судорогам у молодых мужчин, 2021. Результат этого исследования доказывает преимущество приема изотоника, а не чистой воды, при тренировках с максимальной интенсивностью в условиях, когда потеря воды составляла 1,5-2% от массы тела в час, а температура воздуха была 35-36°C.
- Тепловые судороги: проблемы с жидкостью и электролитами во время тенниса в жару, 2003. Исследование приходит к выводу: «Надлежащее и достаточное потребление соли и жидкости улучшит регидратацию и распределение жидкости по всему телу игрока, так что тепловые спазмы могут быть полностью предотвращены даже во время длительных матчей в самых сложных условиях. Если принять достаточные профилактические меры задолго до и во время игры, таких спазмов в большинстве случаев можно избежать».
Миф №2 Питье воды во время тренировки замедляет пищеварение
Во-первых, миф о том, что воду нельзя пить во время еды, потому что она разбавляет желудочные соки и замедляет пищеварение (переваривание пищи) – развенчан уже очень давно. Во-вторых, да, одновременно выпитое большое количество воды во время тренировки может вызвать ощущение тяжести в желудке, особенно если человек нарушил правило, что между основным приемом пищи и началом тренировки должно пройти минимум 60 минут. Почему такое правило существует? Потому что движения скелетной мускулатуры (физические упражнения) сильно замедляют пищеварение. Вода здесь абсолютно не причем. Она улучшает пищеварение, а не замедляет его. А вот то, что точно может произойти с ЖКТ во время тренировки, так это образование рефлюкса – выпил несколько глотков воды и сразу же лег на скамью для жима. Изжога гарантирована если будете пить лежа, или без паузы на усвоение воды ляжете на скамью с отрицательным наклоном.Миф №3: Употребление воды приводит к отрицательному водно-солевому балансу
Да, это утверждение обосновано. Но для этого, человек должен терять с потом очень много жидкости. В спортивной практике отрицательный водно-солевой баланс развивается у спортсменов, которые соревнуются или тренируются дольше 3 часов. Риск обезвоживания и нарушения минерального баланса увеличивается при температурах воздуха выше 29°C. Адекватное потере пота употребление воды с электролитами – изотоников, сохранит водно-солевой баланс, а спортивный напиток поддержит организм дополнительной энергией. Однако марафонцам следует четко контролировать прием любых жидкостей. Чрезмерное потребление воды и ее испарение с потом заканчивается острой недостаточностью натрия – гипонатриетермией, в результате которой может наступить смертельный исход. [11].Рекомендации по питью воды во время тренировок
На определение индивидуальной потребности в воде оказывают влияние пол и возраст спортсмена, рост, масса тела, соотношение мышц и жира, тип телосложения, персональные особенности потоотделения, скорость базового метаболизма и его индивидуальные особенности, текущее пищевое поведение и состояние здоровья. К факторам, влияющие на потребность в гидратации относят интенсивность тренировочного процесса, тип нагрузки (анаэробный/аэробный/смешанный), температура окружающей среды, влажность воздуха, качество ткани спортивной одежды. Расчет оптимального объема воды основывается на определении скорости потоотделения: (кол-во выпитой жидкости в л + потерянный вес в кг)/ время тренировки (в часах). Полученный результат покажет вам какое количество жидкости в литрах вам надо выпивать в течение 1 тренировочного часа. Пить ее надо периодически, небольшими глотками и по чуть-чуть, невзирая на то, есть у вас жажда или нет. Физические упражнения часто замедляют ее наступление и снижают силу проявления.Правила питья воды во время тренировок
Более 50% спортсменов в профессиональном юношеском и взрослом спорте приходят на тренировки с гипогидратацией. Это опасно, так как если механизм потоотделения нарушен из-за недостатка доступной жидкости в организме, температура тела повышается выше ожидаемого. Поэтому начинать тренировку в состоянии гипогидратации – значит подвергнуть себя риску теплового поражения. [13]. Тем, у кого запланированная тренировка точно будет вызывать интенсивное потоотделение, рекомендуется позаботиться о гидратации организма до начала занятий. Пить воду до тренировки надо начинать за 4 часа до ее начала. Количество воды, прием которой нужно растянуть на это время рассчитывается по формуле – 7 мл воды на 1 кг массы тела у мужчин и 5 мл воды на 1 кг массы тела у женщин. За 2 часа до начала тренировки сходите в туалет. Если моча темная, то сразу же выпейте дополнительное количество воды – 5 мл/кг для мужчин и 3 мл/кг для женщин, и продолжайте пить заранее рассчитанную воду в течение оставшихся 2 часов. За 15 минут до тренировки воду пить перестаньте. Выпейте стакан спортивного напитка и, при необходимости, предтренировочный комплекс. Заранее рассчитанное, исходя из потерь пота, количество воды, которое нужно выпить в течение тренировки, лучше заменить на изотоническую жидкость. Поддержание нормального количества электролитов в крови положительно скажется на всех системах и органах, не даст возможности судорожному сокращению мышц из-за недостатка минералов. Если тренировка длиться дольше часа, то наступает необходимость поддержать организм спортивным напитком, в котором есть не только электролиты, но и углеводы [12]. Специалисты в спортивном питании рекомендуют выпивать такое количество спортивного напитка в каждый следующий за первым час тренировки, которое будет содержать итого от 30 до 60 г углеводов. Восполнять потерю воды организмом после тренировки нужно из расчета – сколько веса было потеряно (взвешивание), столько жидкости в литрах надо выпить. «Физически активные люди должны дозаправиться (т. е. поесть и выпить) в течение 2 часов после физической активности, чтобы заменить жидкость, электролиты, углеводы и белок [13]». Если значения большие, то пить спортивный напиток или изотоник надо постепенно, в течение 4 часов. Посттренировочная гидратация ускоряет и улучшает качество восстановительных процессов, снижает усталость, облегчает симптомы обезвоживания. Состав и температура напитка, а также объем и скорость его потребления могут влиять на физиологические реакции на прием пищи и на физическую работоспособность[13]:- Вода или другие приятные на вкус жидкости должны быть легко доступны до, во время и после занятий. Спортсмены часто, и это правильно, предпочитают прохладительные ароматизированные напитки. Они должны быть легко доступны, чтобы способствовать регидратации.
- Жидкость – изотоник, спортивный напиток, минеральная вода – принимается небольшими глотками, объемом около 100 мл, с промежутками в 10-15 минут. Чаще разрешается только ополаскивать рот, проглатывая (не выплевывая) жидкость.
- Напитки для регидратации должны включать достаточное количество натрия (достаточное количество, чтобы восполнить потери, но не чрезмерное количество), чтобы предотвратить или устранить дисбаланс, который может возникнуть в результате потерь с потом и мочой. Добавки натрия до и во время тренировки должны подбираться индивидуально в зависимости от конкретных потерь и потребностей.
- Кофеин может увеличивать кратковременную выработку мочи в покое, но не вызывает диурез во время физической нагрузки. Поэтому кофе и кофеин в умеренных дозах (3 мг/кг) можно принимать до и каждые 30 минут во время тренировки.
- Гипергидратация с использованием глицерина не рекомендуется для спортсменов из-за возможных негативных побочных эффектов – головной боли, головокружения, тошноты, а также недостаточных доказательств положительного эффекта.
Влияние дегидратации на производительность и здоровье
Обезвоживание организма имеет последствие для здоровья и у профессиональных спортсменов, и у любителей фитнеса и у людей, которые не занимаются физкультурой. Поэтому всем необходимо знать последствия, которые может вызвать хроническая недостача воды, и следить в течения дня за индикаторами оценки относительной гидратации – ощущением жажды, частотой мочеиспускания и цветом мочи, чтобы вовремя принять надлежащие меры по регидратации организма.Последствия дегидратации для организма
Среди последствий нахождения в хроническом состоянии обезвоживания выделим риски:- нарушения работы пищеварительной системы, проблемы с дефекацией;
- ухудшение состояния кожи, волос и ногтей;
- мигрени;
- повышенного давления.
Ухудшение физической производительности
У не занимающихся спортом людей дегидратация снижает работоспособность, а у спортсменов падение физической производительности (общей выносливости) наблюдается при обезвоживании, эквивалентном потере 2%, а у представителей силовых видов спорта – 3% от изначальной массы тела. [06]. При этом большинство исследований темы «Гидратация и выносливость» указывают на то, что ухудшение производительности при указанной величине дегидратации происходит лишь при высоких температурах воздуха, а при комфортных или низких значениях показатели выносливости остаются на прежнем уровне. Это лишний раз доказывает, что регидратация на тренировке должна проходить в любом случае даже если спортсмен чувствует себя хорошо и не испытывает жажды. Также существует исследование, доказывающее то, что гипогидратация снижает эффективность упражнений с отягощениями [15], увеличивает циркулирующие концентрации кортизола и норадреналина, ослабляет реакцию тестостерона на физическую нагрузку, изменяет метаболизм углеводов и липидов [16]. Кроме того, гипогидратация в видах спорта «старт-стоп»: регби, футбол, хоккей, баскетбол, теннис – приводит к снижению когнитивной функции для принятия решений и нарушает правильное выполнение сложных навыков.Риск возникновения теплового удара и других проблем со здоровьем
Тепловой удар вследствие нарушения механизма терморегуляции из-за недостаточной выработки пота во время физических нагрузок, не единственное возможное последствие для здоровья. Отсутствие адекватной своевременной регидратации до, в течение и после тренировок – это способствование:- увеличению уровня кортизола [14] и жировой прослойки [16];
- возникновению рабдомиолиза – разрушения ткани скелетной мускулатуры [13];
- развитию серповидно-клеточной анемии [13].
Значение гидратации для достижения спортивных целей
Чтобы достичь поставленных целей, показывать хорошие результаты и ставить рекорды, любители фитнеса и спортсмены должны контролировать и поддерживать содержание воды в организме на оптимальном уровне – от +1% до –1%. Такое содержание позволит в полной мере развеивать не только показатели выносливости, но и другие качества: скорость, мощность, силу реакцию. Этому будет способствовать и тот факт, что регидратация помогает улучшить и ускорить восстановление после тренировок.Заключение
Важность соблюдения водно-солевого баланса для функционирования внутренних органов и систем сегодня доказана и в теории, и в полноценных медицинских исследованиях. А на практике, осознанное изменение «питьевого поведения», соответствующее индивидуальным особенностям, текущему моменту и физической нагрузке, положительно сказывается на общем самочувствии и продуктивности. Проходят головные боли, улучшается состояние кожи и волос, повышается физическая и умственная работоспособность. Сегодня прием воды стал неотъемлемой частью тренировочного процесса, а в видах спорта на выносливость, марафонах, супермарафонах, шоссейном велоспорте, триатлоне, теннисе, футболе, др., ее обязательно пьют во время прохождения дистанции или в паузах игры. Индивидуально рассчитанный прием жидкости до, во время и после тренировок сегодня практикуется всеми профессиональными спортсменами. Адекватная регидратация помогает быстрее достичь поставленных целей, избежать вреда здоровью и улучшить спортивные результаты. Практика гидратации водой, спортивными напитками или изотониками до начала, в течение и после тренировок настоятельно рекомендована и занимающиеся фитнесом. Она не только увеличит работоспособность, но ускорит восстановительные процессы и снизит силу крепатуры, уберет посттренировочные головные боли, улучшит состояние кожи и волос. Индивидуально рассчитанный и строго контролируемый прием жидкости исключит возможность водного отравления и сделает невозможным отсроченные проблемы со здоровьем.Источники
- Патрик Ритц, Жиль Берру. Важность хорошей гидратации для повседневного здоровья. 2018.
- Галушко О.А. Необходимый минимум знаний по клинической физиологии водно-электролитного баланса. 2018.
- Хейтц У., Горн М. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. 1999.
- WikipediA. Тканевая жидкость. 2022.
- Фаррелл DJ. Смертельная водная интоксикация. 2003.
- Сьюзан М Ширреффс. Гидратация, жидкости и работоспособность. 2008.
- Голубева Е.В. Гомеостаз: саморегуляция физиологических функций. 1984.
- Национальная академия наук США. Эталонное потребление воды, калия, натрия, хлоридов и сульфатов. 2005/2022.
- Вин Инь Лау. Влияние раствора для пероральной регидратации по сравнению с потреблением родниковой воды во время физических упражнений в жару на предрасположенность к мышечным судорогам у молодых мужчин, 2021.
- Бержерон М. Тепловые судороги: проблемы с жидкостью и электролитами во время тенниса в жару, 2003.
- Beat Knechtle, Daniela Chlíbkovа. Гипонатриемия, связанная с физическими упражнениями, в выносливости и сверхвыносливости – аспекты пола, места забега, температуры окружающей среды, спортивной дисциплины и продолжительности выступления: описательный обзор. 2019.
- Спортивные напитки. Спортивные диетологи Австралии. 2022.
- Брендон П. Макдермотт. Заявление о позиции Национальной ассоциации спортивных тренеров: выбор жидкости для физически активных людей. 2017.
- Мареш СМ. Влияние состояния гидратации на реакцию тестостерона и кортизола на интенсивные тренировочные упражнения. 2006.
- Дэниел А Джудельсон. Влияние состояния гидратации на силу, мощность и результаты упражнений с отягощениями. 2007.
- Карл М Мареш. Влияние состояния гидратации на эндокринные маркеры анаболизма, катаболизма и метаболизма, вызванные силовыми упражнениями. 2008.
