ORS系列文章之一——水中生命

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准备写个系列文章,讲一讲关于水和电解质、腹泻、发热和肠炎的一些事情,这是第一篇。应该提前提示一下的是,有一个线索会始终贯穿整个系列文章,那就是平衡。但考虑到我会东拉西扯地讲经常跑题并且不怎么点题,所以要先提醒一下读者加以注意。在这些故事里,你们不仅会得到靠谱的知识,还会看见我厚着脸皮植入广告的。

还是今年春天,我们公司生产出补液盐后,我就把宣传资料放在朋友圈里,然后就有很多人问我:你们这补液盐是干什么用的?我告诉他们这是补水用的;然后有人接着问补水喝水不就好了?然后我回答还可以补电解质;然后问什么是电解质?

这个问题就不是一句两句能说清的了,简单回答后,还会招致一系列问题。后来为了统一回答这个问题,我画了一张《一图读懂》来解释这事儿。但我认为值得花一些时间好好讲讲补液这点事儿。要讲明白这点事儿,那就要先说清楚水的生物意义,然后再讲讲为什么要吃盐;讲完这些还要说一下为什么这些喝水、吃盐这事儿,既不能少了,也不能多了;然后还要讲讲在什么情况下要补充多少水,要补充多少盐。听完了大家就会明白,为什么在海难中,遇难者宁肯渴死也不会喝海水,为什么吃钠多了会的高血压,为什么水喝多了也能中毒,为什么要家中常备补液盐。

我们习以为常的水,在地球上的地位却是非常特殊的,从冰点到沸点,虽然是100℃的跨度,但是在宇宙尺度下,这是非常非常小的一段区间。我说几个数字大家可以感受一下:宇宙微波本底辐射:-270℃、太阳表面:5500℃、太阳核心:1600万℃。所以感谢地球和太阳处在一个不远不近的宜居带,才让地表有液态水还不至于太热。

太阳系的宜居带是非常窄的一个小区间。如果太阳系是一个篮球场,那么球场中心的那个圆圈用钢笔画出来,它的粗细就是宜居带的范围。即便是在宜居带,也不见得就有合适的温度,比如月球表面的温度白天是127℃,夜间-183℃。我们人类有没有一种走了狗屎运的感觉?

再说几个关于水的有趣的事情,大家可以记住这些,以后到外面和别人吹牛的时候,这个绝逼是好素材。

我们居住在一个看起来是被水包裹住的星球,但要是把水的总量计算出来后,就会发现,水实际上是出人意料的少。我举一个例子来理解,如果大家把地球看成一个鸡蛋的话,那么覆盖在地球表面上的海洋厚度仅相当于鸡蛋上那个鸡蛋薄膜的1/4。大家可以想象一下,就知道地球上的水的数量有多少了吧。

水这种物质还有这样一些有趣的特性:

  • 热水比冷水更容易结冰;
  • 水是世界上比热最大的物质,所以地表水可以吸收或释放大量的热量,防止地球- 环境的急剧变化;
  • 在4℃度的时候,水拥有最大的密度,这个特性让水下生物得以生存;
  • 水可以溶解绝大多数物质,海洋中几乎存在着所有的化学元素。很多化学反应在 水中可以迭代发生,产生高分子物质和复杂物质。
  • 海洋中的氯和钠占据绝对优势,当然崔永元并不知道这就是氯化钠。排名往下依次是镁、硫、钙、和钾。这些物质学过初中化学的都不会陌生。

别小看这些特征,正是它们,共同为生命的诞生提供了基础。事实也正是如此,地球诞生于距今46亿年前,42亿年前形成了海洋,35亿年前开始出现生命,生命诞生于海洋中几乎不是偶然。

生命离不开水,成年人体重的一半到2/3是水。由于脂肪组织中水分的比例要低一些,而女性身体中的脂肪含量又较多,所以通常女性体内水分含量(53%~55%)要比男性(60%左右)更低。老年人和胖子们的水分含量也比较低,婴幼儿水分含量较高(70-80%)。

人体中的水 有60%-70%在细胞内,约18%-20%在细胞周围间隙,约占8-10%的水分存在于血液中。如果按总体重的百分比来理解,那么水占总体重的60%,其中细胞内液占40%,细胞外液占20%,细胞外液中血浆占5%,组织间液占15%。

为了保持各部分的水量相对平衡,需要的时候,水可以在各部分组织间流动,以维持机体的正常功能。比如,当身体严重缺水时,由于血液中的水分减少,不能及时为组织供养,细胞内的水就会转移至血液中,直到摄入足够的水分,使水平衡恢复为止。当体内水分过多时,血液中的水分相应增多,水分就从血液中转移至细胞内和细胞周围的间隙中。这样血容量和血压就可以保持相对的稳定。关于这部分,以后会更详细地解释。

梅奥诊所总结的水 对于人体的生物意义,有以下几点:
1. 滋润眼睛、口腔和上呼吸道等人体组织。
2. 保护身体器官和组织
3. 润滑消化道,有助于防止便秘
4. 溶解矿物质和其他营养素,使之可以被人体吸收
5. 调节体温
6. 润滑关节
7. 排出代谢废物,减轻肝肾负担
8. 携带营养物质和氧气并输送到细胞

水对于生命是那么的重要,以至于我们可以几十天不吃饭,但是我们不能几天不喝水。人体每天需要多少水?这个简单的问题,却不可能有一个简单的答案。水的需求量是因人而异的,比如你的性别和年龄,你每天运动量的多少,生活环境的温度和湿度是什么,这些都会影响你的水需求。

各国机构和专家对水的推荐值也并不一样。我国的膳食指南给出的参考每日摄入量(RDI) 是这么描述的:温和的气候条件下,轻身体活动水平,成年男性每日3升,女性每日2.7升;美国RDI给出的建议是:成年男性 3.7 升 / 天、女性 2.7 升/天,这些水分的摄入,含水食品中提供19%,其余是饮料及饮用水中摄取。

中国和美国,在男性饮水建议上的差距还是挺大的,不过大多数专家都同意每日最低的摄入量是2升水,很多医生用2.5升作为标准摄入量,计算人体水分平衡值。

摄入的水等于排出的水,这是我们的身体中的一个基本平衡。这些水,在身体不同的区域,一直发生交换,这种交换速度 儿童的比成人快。比如体重7公斤的婴儿,每日排出的水约700毫升,占细胞外液的1/3,而体重70公斤的成年人,水交换率只占细胞外液的1/7。儿童的体液本来含水就多,细胞外液占比还更大,再加上儿童代谢旺盛,水交换率高,自我调节能力又比较差,这就是为什么儿童容易引起脱水的原因。

和植物一样,幼苗都是不耐旱的,当人体有了脱水的危险或者征兆,迅速补充水分或预防脱水就非常重要。很多人一听说脱水了,直觉的做法是喝水,这样做是有问题的。问题之一是人体吸收净水的速度,是饮用口服补液盐溶液ORS吸收速度的四分之一左右,所以脱水的时候,口服补液盐才是最佳的选择。其他问题下面还会讲到。

每天主动喝水,不要等渴了再喝水,吃饭的时候要喝水,一般来说,我们的身体是不会缺水。判断缺水,还有一个更灵活的准则——看尿液。成年人每日摄取的水分的总量,必须与排出的水分的总量相等,一个正常的人应该每天小便达到4次,尿液呈淡黄色,这表明我们身体不缺水。

对于生命来说仅仅有水还不行,我们的身体还需要另一个平衡——
电解质的平衡

电解质是指可以产生自由离子而导电的化合物。水可以溶解很多物质,这些物质对我们的身体格外重要。溶解在水中的物质主要分两大类,一类是无机物:钠、钾、钙、镁、氯这些。还记得刚才我们提到的海洋里面的化学元素吧,那些排名靠前的氯和钠,还有镁、钙、硫、钾都是我们身体意义重大。另一类是有机物:蛋白质、脂肪、碳水化合物、激素、酶等的。我们这里主要讲这些无机物。

在我们的祖先还在海洋中生活的时候,由于海水中处处充满了钠,所以我们身体本身是不缺乏钠的。生命在几十亿年的漫长的进化中,学会了利用周边的各种化学元素进行生命活动。

后来,我们的祖先离开海洋来到陆地上生活,有些无机物就不是那么容易的找了,以至于很多哺乳动物都进化出感受咸味的味觉,专门为了寻找含钠钾多的食物。不过好消息是很多食物中天然就含有钠钾,而人体对氯化钠的吸收率也是非常高的(90%以上),所以饮食健康的人是不会缺乏这些的,相反,现在很多人面临的往往是钠摄入过高的风险。

无机物在我们的身体中具有如下几个重要作用:

  • 它们是构成身体组织与体液的成分
    骨骼和牙齿中的无机盐主要是钙和磷。其他组织或器官中也含有多少不等的各种无机盐;
  • 无机物能维持体液酸碱平衡与渗透压平衡
    体液中所溶解的电解质大多具有体内酸碱平衡的作用。电解质在身体中,是以某种方式保持平衡的。电解质溶液中氢含量的差异,也意味着酸碱值的不同。正常情况下,机体可以保持各种体液的酸碱值在所需的范围内,这些酸碱值在不同位置并不完全相同,例如:胃液必须保持pH1的酸性,溶酶体pH4.5,血液则必须维持pH7.35-7.45的弱碱性,人体皮肤是pH5.5,尿液是pH6.0,胰腺分泌物pH8.1,细胞质pH7.2。
  • 它们可以维持神经、肌肉的应激性;
  • 可以维持酶的活性;
  • 参与组成体内有特殊功能的化合物。

了解了无机物后,具体讲讲其中一个重要的平衡——钠钾平衡

钠是细胞外液的主要阳离子,维持细胞外液渗透压。由肾脏调节钠的平衡,钠盐摄入过多时,肾脏增加排出,反之则减少,以维持平衡。为了保持电解质浓度稳定,在钠过多时身体会留存更多的水分,这意味着各种组织(比如血管)会承受更大的液体压力(比如血压);钠减少时可造成脱水或血容量不足。

在许多高血压病例, 由于钠-钾泵(Na+,K+-ATPase酶)缺陷或受到抑制,跨膜钠转运出现异常。结果是细胞内钠增加,这使得细胞对交感神经刺激更敏感。钙是随着钠一起转运的,因此细胞内钙的积聚可能是其对交感刺激敏感性增加的原因。因为Na+,K+泵可将去甲肾上腺素泵回交感神经元内(从而使该神经递质失活),钠-钾泵的抑制也就增强了去甲肾上腺素的作用,使血压升高。

身体里的摄入过多钠的时候,比如喝下一碗热乎乎的美味的高钠高脂高热的鸡汤,这碗汤中的钠会很快地被小肠吸收进血液。血液中的钠一旦增多,就意味着渗透压增加,这时候红细胞就造成了压力,因为对于他们来说外液高渗会夺走细胞内液中的水。温暖天气正常活动的人体每日鈉流失量約為115毫克,其中23毫克由尿及排泄物排出,46-92毫克經由表皮流失。

钾是细胞内液的主要阳离子,它和钠一样,也是体液平衡的关键,也参与传递神经信号,促进肌肉收缩,具有极其重要的生理功能。

钠钾是怎么影响身体的?人体细胞之间是需要协同工作的,协同工作就要发生信息传递,细胞之间有一种沟通方式是利用生物电。我们知道,钾钠化合物溶于水中后,钠钾失去一个电子,以阳离子的形式游荡于细胞内外,细胞受到一定刺激后,通过吸入钠离子,让细胞内部正电荷变多,这就变得与众不同,生物学把这种变化称为去极化。这个有拥有很多正电荷的去极化细胞就像一个点亮自己的烽火台,其他细胞感受到了这种不同,也纷纷点亮自己,信息就这样刷刷刷传递下去了。我们的心脏细胞和神经细胞都是这么工作的。

如果电解质不够用或者过多,细胞就无法正确点亮自己。对于神经细胞来说,这意味着无法正确传送指令,对于心脏来说,这意味着心肌细胞无法保持收缩节律。这解释了为什么电解质紊乱的时候,常见的症状是肌肉无力、心跳异常等症状。

钠和钾的关系,就像钙和镁的一样;前者主要在细胞外,后者在细胞内,而且他们的很多功能都是相对的——比如钠会让平滑肌收缩,钾会让它们放松;钠会促进肾脏排出钙(不过也会促进肠道吸收钙),而钾会减少钙的尿出。你看,这又是一种平衡。细胞外的钠,和细胞内的钾,在浓度上需要保持一定的比例,这就是钠钾平衡——这是体内细胞环境的重要指标。

知道这些知识的另一个好处是,在以后选购食盐的时候,就知道如何姿势正确地去做选择了——尽管很多商品吹得天花乱坠,什么竹盐、海盐、矿盐、井盐,这都不构成我们选择的理由,因为不管哪种盐,我们要的只是其中的氯化钠。对于健康人来说,额外添加的氯化钾和碘化物才是值得选购的重点。

作为另一种平衡,我们还要知道,身体里还有相等数量的阴离子,他们主要是由氯化物Cl-和碳酸氢盐HCO-组成的。他们与钠共同维持体液的渗透压和含水量,就可以了。人体中还有一些其他的平衡,比如钙的平衡、磷的平衡、镁的平衡,如果短时间内,由于腹泻、呕吐、大量出汗等原因,造成身体的水平衡、电解质平衡被打乱,这个时候可以使用已经配比平衡的 电解质补充剂来迅速恢复电解质平衡。

好了,如果你能耐心地读到这里,就算看完我回答上面提出的问题了。这篇文章我讲的这些故事,都是关于平衡的故事。同时,他们也是关于生命的故事。

愿我祖传秘方、非转基因、不含防腐剂(可惜不再是纯手工打造了)的口服补液盐,保佑你们远离脱水困扰。
阿米豆腐

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