Водный баланс в организме

Что такое водный баланс?

Человеческий организм на 80 % состоит из воды. Каждую секунду организм теряет определенное количество воды с дыханием в виде паров, потоотделением, выработкой ферментов в желудочно-кишечном тракте. Вода необходима для метаболизма, клеточного гомеостаза, регуляции температуры и функции кровообращения. Постоянство внутренней среды организма, в том числе и определенное содержание воды, является одним из главных условий нормальной жизнедеятельности человека. Потребность в жидкости связана с энергетическим обменом, а также с интенсивностью ее потери организмом, которая зависит от условий окружающей среды (температура, относительная влажность и скорость движения воздуха, атмосферное давление) и уровня физической активности, и с осмолярностью (концентрация белков и солей, создающих давление в одном литре смеси) пищи.

При недостатке воды есть риск развития обезвоживания, которое влияет на сознание и может вызвать бессвязность речи, слабость конечностей, гипотонию глазных яблок, ортостатическую гипотензию и тахикардию.

Поэтому для компенсации потерь жидкости организму требуется ее поступление извне. Наибольшее количество воды поступает в организм в виде питьевой воды и жидкостей в составе блюд, готовых напитков, овощей и фруктов.

Под водным балансом в организме следует понимать не просто общее количество воды, но и ее распределение в организме, что напрямую влияет на жизнедеятельность органов и тканей человека. Сбалансированность воды в организме зависит от количества поступившей жидкости, ее образование во время обменных процессов и ее выведением.

Возможные причины нарушения водного обмена

· Заболевания почек: почечная недостаточность, нарушение функции почек

· Поражения желудочно-кишечного тракта

· Нарушения в эндокринной

· Влияние альдостерона

· Сахарный диабет

Диагностика нарушений водного обмена

Для диагностики необходимо собрать первичный анамнез, историю развития патологического состояния. Врач проводит опрос пациента, в ходе которого уточняет возможные причины, сроки, течение заболевания, проводившееся лечение и т.д. Анализатор состава тела ACCUNIQ BC 720 является первой ступенью для фиксации нарушения водного обмена и необходим для дальнейшего наблюдения после назначений врача, так как может определить не только объем внеклеточной, но и внутриклеточной жидкость посегментарно.

Нормы потребления

На сегодняшний день нет единого мнения относительно потребностей человека в воде, так как они индивидуальны и различаются из-за различий в физической активности, климате и рационе питания, содержания натрия в потребляемой пище, белка и общего количества растворенных веществ, что обусловлено индивидуальными диетическими предпочтениями, а также традиционными культурными продуктами; также от антропоморфных характеристик, особенно от массы тела. Людям с повышенным индексом массы тела требуется больший жидкости, чем людям с нормальным индексом массы тела.

В нормальных условиях потребность взрослого человека в воде составляет 1,0 - 1,5 мл/ккал. В условиях внутриконтинентального климата умеренных широт при умеренной физической нагрузке потребление воды может быть рекомендовано в размере 1 мл/ккал. Расчет идет от адекватного количества калорий на массу тела.

Рекомендуемые уровни потребления воды и напитков для поддержания водного баланса организма

(ИМТ 20 - 25 кг/м2)

Сравнение рекомендуемых норм потребления воды, опубликованных европейскими и американскими организациями здравоохранения.

Оценка уровня гидратации с помощью анализаторов состава тела Accuniq

Биоэлектрический импедансный анализ (БИА) состава тела является широко используемым методом оценки состава тела в клинической практике и научных исследованиях. Недавние разработки в технологиях БИА включают системы, которые с помощью большого количества частот измерения могут проанализировать состав тела посегментарно. Это быстрая и простая в использовании технология, которая измеряет общее количество воды в организме, включая внутриклеточную и внеклеточную воду независимо друг от друга.

Сегментарная система с 8 электродами модели Accuniq BC 720 позволяет проводить независимую оценку конечностей и туловища и является более точной, чем традиционное измерение запястья-лодыжки.

Интерпретация результатов тестирования ACCUNIQ BC 720: показатель общей воды, внутриклеточная и внеклеточная жидкости

Общая вода

Данный показатель используется для оценки отечности, токсичности и воспаления. То есть на этом примере мы видим, что уровень находится в норме.

Общая вода тела

Общее количество воды должно быть более 50%, идеально 60-65% от общего веса, которое зависит от пола, размера тела, состава и возраста - с увеличением возраста значение общей воды снижается [1].

На показатели влияет увеличение веса, как за счет мышечной, так и жировой ткани, а также болезненные состояния (отёки в следствии нарушений работы сердца или почек). Если хронически уровень воды меньше 50%, то требуется не менее 3 месяцев регидратации, чтоб наполнить водой клетки.

Общая вода организма - это сумма внеклеточной и внутриклеточной жидкостей. Внутриклеточная жидкость в бОльшем объеме (60%) присутствует внутри клетки и отграничена полупроницаемой мембраной от окружающего клетку пространства. Именно внутри клетки проходят все биохимические реакции. Вне клетки (40%) жидкость находится в межклеточном пространстве, служит для межклеточной и внеклеточной коммуникации, для передачи полезных веществ. Именно она забирает кислород и питательные вещества из внешней среды и доставляет клеткам.

В зависимости от общего содержания воды в организме человека нарушения водного обмена можно разделить на дегидратацию (уменьшение общего количества воды) и гипергидратацию (избыток воды).

Дегидратация

Когда водный баланс в норме, то количество жидкости, выделяемой организмом, адекватно поступающему объему, то есть эти процессы уравновешены. Дегидратация проявляется уменьшением количества отделяемой мочи, сухостью слизистых оболочек, часто сопровождается выраженным чувством жажды, снижением эластичности кожи, в более тяжелых случаях развивается клиническая картина поражения тех или иных органов, в первую очередь – нервной системы в виде общей слабости, сонливости, нарушения или потери сознания.

При дегидратации импеданс повышается, при этом происходит занижение в среднем на 5 кг безжировой массы (много воды содержится в мышечной ткани), и увеличение процентного содержания жира в теле.

Гипергидратация

Избыток воды в организме, напротив, проявляется образованием периферических отеков, в первую очередь – отека подкожно-жировой клетчатки.

Анализ воды в организме

Внутриклеточная жидкость (ICW)

Это жидкость, присутствующая в клеточной мембране. Обычно на ее долю приходится 2/3 от общего содержания воды в организме, и во время роста и развития мышц эта доля увеличивается, так как мышцы содержат ~75% воды. Снижение этого показателя связано с уменьшением мышечной массы.

Уровень внутриклеточной жидкости в листе результатов тестирования должен быть БОЛЬШЕ уровня внеклеточной жидкости.

В катаболическом состоянии тела уменьшение объема клеток приводит к снижению соотношения внутриклеточной жидкости (наблюдается при кетозе, если вы соблюдаете кетогенную диету). Именно поэтому клетки по мере старения отмирают, и с возрастом повышается вероятность отеков, соотношение внеклеточной жидкости увеличивается (показатель коэффициент ВнеКв).

Внеклеточная жидкость (ECW)

Внеклеточная жидкость – это фракции организма, не заключенные в клеточные мембраны (лимфа, интерстициальная (жидкость между кровеносными сосудами, клетками, содержащая питательные вещества) и плазматическая жидкости).

Когда уровень внеклеточной воды увеличивается, это признак токсичности, разрушение клеточной мембраны, признак воспаления. Именно по этому чувствительному показателю можно оценить наличие воспаления, предположить степень задержки воды, наличие отеков, косвенно оценить состояние сердечно-сосудистой и мочевой систем, аллергических реакций, травм, а также воспалительных заболеваний кожи, подкожных желёз и др.[3]

Низкое содержание указывает на то, что кровь стала слишком вязкой, т. е. в ней мало жидкости. Это повышает риск формирования тромбов (при этом увеличивается вероятность инсульта, инфаркта, тромбоза вен), а также приводит к замедлению обмена веществ. Такое состояние встречается в период интенсивной физической нагрузки, и тогда нужно пересмотреть питьевой режим и пить больше воды.

Повышенные показатели могу наблюдаться при

· Гиперэстрогении совместно с повышенным уровнем общей воды

· Определенном рационе - употребление в пищу продуктов, содержащих много поваренной соли

· Нестандартных внешних условиях - повышенная температура воздуха

· Нарастании сердечной недостаточности / недостаточности кровообращения

· Нефрологических и кардиологических заболеваниях

· Отечности ног из-за хронического заболевания вен нижних конечностей

· Ранняя стадия лимфедемы

· В случаях хронического гиперинсулинизма и метаболического синдрома

· Гипотиреозе

Пониженные показатели наблюдаются при:

· Дефиците приема жидкости

· Процедуре сгонки веса в спорте (при кетозе)

· Повышении вязкости крови

· Риске формирования тромбов (при этом увеличивается вероятность инсульта, инфаркта, тромбоза вен)

· Замедлении обмена веществ (кетоз)

Коэффициент ВнеКВ

Понятие клеточной жидкости и понятие клеточной воды используются вместе, но понятие жидкости подразумевает включение различных компонентов клетки, и ее стандартное значение равно 0,360. Стандартное значение отека немного варьируется в зависимости от возраста.

С помощью коэффициента ВнеКВ можно выяснить, является ли избыточная масса тела следствием высокого содержания жира в организме или изменения массы тела могут быть вызваны отеками.

Отеки могут развиваться у людей с диабетом, гипертонией, сердечно-сосудистой недостаточностью или дисфункцией щитовидной железы.

У женщин содержание внеклеточной воды также может меняться в зависимости от дня менструального цикла.

После капельниц с витаминами и питательными веществами этот показатель увеличивается во много раз вместе с показателем внеклеточной жидкости. Но далее происходит транспорт питательных веществ в клетку, и показатель внуктриклеточной жидкости начинает расти.

Увеличение показателей наблюдается при:

· Росте и развитии мышечной массы (при одновременном повышении показателя «Белки»)

· У больных по мере нарастания сердечной недостаточности / Недостаточность кровообращения

· Гипергидратация, дисгидрия, дегидратация, клеточный отек.

Более высокое отношение может быть результатом потери скелетных мышц и увеличения жировой ткани, что является типичным возрастным изменением состава тела, или может быть отражением клинического статуса у пациентов с острым или хроническим заболеванием.[3]

Сегментный анализ воды в организме

Чтобы принимать решения о лечении и оценивать влияние терапии, необходимо точное измерение состава конечностей. Объем конечностей не равен составу конечностей. Две конечности с одинаковым объемом могут иметь разный состав – жидкость, мышцы и жир. Анализатор состава тела помогает выявить асимметрию между правой и левой конечностями.

В травматологии (не только спортивной) асимметрия показателей гидратации конечностей формируется в результате ушибов, ранений, длительных и интенсивных пережатий, растяжений, переломов, вывихов, химических и термических воздействий, аллергических отёков и собственно хирургических вмешательств. Воспалительные процессы сопровождаются локальными и интегральными изменениями гидратации. Как правило, эти изменения оценивают по асимметрии распределения внеклеточной жидкости регионов.[4]

Сегментарное содержание воды хорошо коррелирует со степенью отека лимфедемы, считается полезным методом количественной оценки воды.[5] В качестве скринингового теста измерение коэффициента ВнеКВ может предсказать наличие односторонней или двусторонней лимфедемы ног или рук.[6] Исследование выживших после рака молочной железы показало различия в мышечной массе и жировой массе между пораженными и здоровыми руками без различий в объеме.

С помощью анализатора состава тела можно отслеживать динамику снижения отечности при комбинированной противоотечной терапии (рисунок 8)

Рисунок 8

Применение параметра в кардиологии

В кардиологии параметр применяется для оценки и отслеживания объема жидкости пациента, для определения оптимального диапазона. Анализатор состава тела ACCUNIQ BC 720 предлагает быстрое, точное и неинвазивное измерение водного сегмента для лучшего мониторинга и лечения пациентов с сердечной недостаточностью. Снижение сердечной функции у пациентов с сердечной недостаточностью приводит к накоплению внеклеточной жидкости. Оптимальный объем жидкости может варьироваться от пациента к пациенту и меняться по мере прогрессирования заболевания. Отслеживание изменений в составе тела дает представление о прогрессировании заболевания или успехах лечения и мотивирует пациента соблюдать режим лечения.

Анализатор состава тела оценивает степень отечности нижних конечностей у людей с сердечной недостаточностью.[7] Снижение функции сердца у пациентов с СН приводит к увеличению объема жидкости.

Способность многочастотных устройств точно оценивать количество внутри- и внеклеточной жидкости используется в нефрологии (лечение хронической почечной недостаточности, мониторинг эффективности гемодиализа), хирургии, кардиологии (мониторинг периферических и легочных отеков, контроль эффективности терапии диуретиками), анестезиологии и реаниматологии (контроль инфузионнотрансфузионной терапии).

Источники

1. Lemos T, Gallagher D. Current body composition measurement techniques. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2017 Oct;24(5):310-314. doi: 10.1097/MED.0000000000000360. PMID: 28696961; PMCID: PMC5771660

2. Armstrong LE, Johnson EC. Water Intake, Water Balance, and the Elusive Daily Water Requirement. Nutrients. 2018 Dec 5;10(12):1928. doi: 10.3390/nu10121928. PMID: 30563134; PMCID: PMC6315424.

3. Jéquier E, Constant F. Water as an essential nutrient: the physiological basis of hydration. Eur J Clin Nutr. 2010 Feb;64(2):115-23. doi: 10.1038/ejcn.2009.111. Epub 2009 Sep 2. PMID: 19724292.

[1] Гирш Я.В., Герасимчик О.А. Роль и место биоимпедансного анализа в оценке состава тела детей и подростков с различной массой тела. Бюллетень сибирской медицины. 2018; 17 (2): 121–132.

[2] Николаев Д.В., Щелыкалина С.П. Биоимпедансный анализ состава тела человека: медицинское применение, терминология // Клиническое питание и метаболизм. 2021. Т. 2, № 2. С. 80–91. DOI: https://doi.org/10.17816/clinutr72132

[3] Portugal MRC, Brito FB, Curioni CC, Bezerra FF, Faerstein E, Koury JC. Smoking status affects bioimpedance-derived phase angle in men but not in women: The Pró-Saúde Study, Brazil. Nutrition. 2019 May;61:70-76. doi: 10.1016/j.nut.2018.10.029. Epub 2018 Oct 27. PMID: 30703572

[4] Николаев Д.В., Щелыкалина С.П. Биоимпедансный анализ состава тела человека: медицинское применение, терминология // Клиническое питание и метаболизм. 2021. Т. 2, № 2. С. 80–91. DOI: https://doi.org/10.17816/clinutr72132

[5] Toshima M, Morino Y. Water Distribution Changes in Complex Decongestive Treatment for Leg Lymphedema: Quantitative Evaluation by Direct Segmental Multi-Frequency Bioimpedance Analysis. Ann Vasc Dis. 2022 Jun 25;15(2):94-100. doi: 10.3400/avd.oa.22-00037. PMID: 35860819; PMCID: PMC9257387

[6] Yasunaga Y, Kondoh S, Nakajima Y, Mimura S, Kobayashi M, Yuzuriha S, Kondoh S. Extracellular Water Ratio as an Indicator of the Development and Severity of Leg Lymphedema Using Bioelectrical Impedance Analysis. Lymphat Res Biol. 2021 Jun;19(3):223-230. doi: 10.1089/lrb.2020.0074. Epub 2020 Nov 13. PMID: 33185511

[7] Liang B, Li R, Bai JY, Gu N. Bioimpedance Vector Analysis for Heart Failure: Should We Put It on the Agenda? Front Cardiovasc Med. 2021 Sep 28;8:744243. doi: 10.3389/fcvm.2021.744243. PMID: 34651030; PMCID: PMC8505738.