水與人體生理

人體中的水

與空氣和陽光一樣，水是人類賴以生存的物質基礎。皮膚的呼吸、腎臟的工作、血液的循環、心臟的跳動、細胞的活力……人的一切生命活動，都離不開水。

水在人體內的含量

人們常說，女人是水做的。其實，從人體的物質構成上來看，無論男人還是女人，都是水做的。經測定，一個體重70千克左右的成年人，分布在各種組織和骨骼中的水達到45～50千克，約占體重的60％～70％。在人的一生中，隨著年齡的增長，體內的含水量也逐漸的減少。胚胎發育到3天時，含水量達97％；發育到3個月時，含水量達91％；剛出生的新生兒，含水量達75％～80％；而一個年邁的老人，含水量僅占50％左右。

水在人體內的分布

水在人體內主要分布于細胞內液和細胞外液，以及身體的固態支持組織中。細胞內液約為總體水的2／3，約占成人體重的45％，細胞外液約為總體水的1／3。細胞外液又分為血管內液和血管外液(又稱細胞間液)，血管內液是指血管系統中的所有體液，即動脈、靜脈和毛細血管中的體液，約為體重的5％；血管外液指的是細胞周圍和細胞之間的體液，負責將營養素運送到細胞并把細胞的代謝廢物運送到體外，約占體重的15％。另外，在一些組織中的液體，例如眼球、關節腔等，也屬于細胞外液，但這些體液并不經常與通常所說的細胞外液進行交換，稱為跨細胞液。

水在人體內的存在形式

人體內不含化學上的純水(H₂O)，只含有包括可溶性的類晶體的水或結合到膠體上的水。即在機體內存在有2種狀態的水：自由水和結合水。

自由水

又稱游離水，是指細胞內能夠自由流動的水，即水分子的自由能大于親水大分子有機物的束縛力的水。自由水是細胞內進行各種生物化學反應的介質，是細胞內的溶劑和運輸物質的媒介。許多物質都能溶解在自由水中，進行代謝和行使生理功能。結合水與體內蛋白質、氨基酸、維生素、DNA等相結合存在，參與這些生命物質的生化活動和生理活動。自由水在細胞內的含量與生命活動的旺盛程度呈正相關，生命活動越旺盛，自由水的含量就越高。

結合水

又稱束縛水或結晶水，是指膠體體系中與蛋白質、糖及鹽類堅固結合，受到束縛的水，或存在于細胞內的水合離子和與纖維分子之間封閉起來的水，不能自由流動。如果細胞中失去了結合水，生物大分子的空間結構就不能維持，原生質遭到破壞，代謝就不能正常進行而導致死亡。

自由水和結合水二者可以通過代謝活動互相轉化，生物代謝旺盛，結合水可轉化為自由水；當生物代謝緩慢，自由水可轉換為結合水。

人體對水的需要量

正常成年人每天從飲食和飲水中攝取的水分大約為2500毫升，與人體每日排出水量平衡。例如，成人每日尿量平均約1500毫升，皮膚和呼吸道排出約800毫升，糞便100～200毫升，總計約2500毫升。因此，正常人每天除吃飯以外還需要喝1500毫升左右的水，才能滿足人體新陳代謝的需要。如果人體內的水比正常量減少1％～2％，人就會感到口渴。當體內水分減少5％時，人就會皮膚起皺，口腔干燥，感到乏力、抑郁和無尿，出現明顯的脫水征兆。當人失去體內水分的10％，則導致嚴重代謝紊亂，出現煩躁不安、眼球內陷、皮膚失去彈性、體溫升高、脈搏加快和血壓下降；當失水大于體重20％而又得不到補充時，就無法進行氧化還原、分解合成等正常活動，進而危及生命。有研究表明，健康人即使不吃食物，只要有水供給，就能維持生命一個月，最長能活59天。相反，如果不供水，只給食物(食物中的水分被除掉)，人一般5天即會死亡。

人體水分的補充

人體水分的補充，可通過飲用水、食物水和代謝水三個途徑：

飲用水 我們日常生活中的飲用水主要來源于自來水、瓶裝水、純凈水、天然泉水、蒸餾水等。此外，還包括茶、咖啡、湯和其他各種飲料。飲用水占人體水分總來源的一半以上。

食物水 許多固體食物中含有大量的水分，可供機體使用。各種食物的含水量相差較懸殊，例如蔬菜、新鮮水果含水量高達80％～95％，奶類多達87％～90％，肉類為60％～80％，糧食為14％～15％，因此，從食物中獲取的水分隨所攝取的食物的種類、數量的不同而有所不同。食物水占人體水分總來源的30％～40％。

代謝水 由營養素在體內氧化反應后生成的。如每100克蛋白質完全氧化產生41毫升水，100克碳水化合物產生55毫升水，100克脂肪產生107毫升水。代謝水約占人體水分總來源的10％。

人體水分的排出

人體對水分有攝取也有排出。排出的渠道主要是肺的呼出、皮膚出汗蒸發以及排尿等。成人每天呼出的氣體中，大約有350～400毫升的水分。通過皮膚排出的水分約400～800毫升。通過糞便排出的水分約150毫升。通過尿液排出的水分約1500毫升。

人體水平衡的調節

正常人每日水的來源和排出處于動態平衡，若水的攝入量小于排出量，可引起體內缺水；若攝入量大于排出量，會導致水分過多，甚至發生水中毒。機體水平衡的維持主要依賴兩種途徑，即通過中樞神經系統控制水的攝入和通過腎控制水的排出。

機體水丟失過多時，細胞外液中的電解質，尤其是鈉的濃度增加，使唾液中的水吸收增加，產生口干、口渴和想喝水的感覺。同樣，血中鈉濃度增加，刺激下丘腦產生一種渴感刺激物，并促進垂體分泌抗利尿激素(簡稱ADH)，ADH可促進腎對水的重吸收，減少通過腎排出的水量，血中鈉濃度增加1％即可引起口渴和ADH的分泌。此外，體內水丟失過多時，會引起血液容積和血壓下降，血壓降低可刺激腎細胞產生腎素，腎素進而激活血液中的血管緊張素原使之形成血管緊張素，血管緊張素是一種很強的血管收縮劑，使血管收縮、血壓升高，并可刺激腎上腺分泌腎上腺皮質激素，從而減少鈉和水的排出。相反，如果人體攝入的水超過需要，則細胞外液中電解質濃度下降，此種情況下不會產生口渴的感覺，同樣也不會刺激ADH的分泌，腎對水的重吸收會相應下降，以增加水從尿中的排出。

水的生理功能

由于水的特殊理化性質，它在人體內具有多種重要的生理功能。

參與構成細胞組織

生物體內的水大部分與蛋白質結合形成膠體，這種結合使組織細胞具有一定的形態、硬度和彈性。水是構成細胞膠態原生質的重要成分，失掉了水，細胞的膠態即無法維持，各種代謝就無法進行。

參與新陳代謝

水將吃進的淀粉、蛋白質、脂肪等在各種酶的作用下發生水解，成為可溶性物質，被人體吸收。當食物變成身體容易吸收的營養的時候，便會隨著水(血液)運送到身體內的各個組織，氧氣也可以隨著血液運到全身。各種營養成分經由分解、合成后，便容易被身體吸收、利用。在這個代謝過程中，會不斷產生代謝廢物。然后，又會隨著水，以汗、尿和糞便的形式排出體外。

促進生化反應

人體內幾乎所有的生理生化代謝反應都需要在含水的環境中進行。比如細胞中含水多少不僅會影響酶活性和反應速率，還可能改變反應方向。水是生物體內生化反應的原料，又是生化反應的產物。在水解過程中，水是反應底物；在氧化過程中，水是反應的產物。在體內的消化、吸收、分解、合成、氧化還原以及細胞呼吸等過程，都有水的參與。水還參與很多生物體內的化學反應，如水解、水合、氧化還原、有機化合物的合成和細胞的呼吸過程等。動物體內所有聚合、解聚合作用都伴有水的結合或釋放。

維持體液平衡

水能稀釋細胞內容物和體液，使物質能在細胞內、體液內和消化道內保持相對的自由運動，保持體內礦物質的離子平衡，保持物質在體內的正常代謝。水不僅在消化道內排出大量的不能被消化利用的物質中起著重要作用，而且通過尿液、汗液在排出代謝產物上也起著重要作用。

調節人體溫度

水的比熱大，熱容量大，蒸發熱高，熱傳導強，所以水能貯蓄熱能、迅速傳遞熱能和蒸發散失熱能，有利于體溫的調節。當環境溫度低于體溫時，體內水分會因縮小的毛孔減少蒸發而保留在體內；環境溫度高于體溫，水分就會通過擴張的毛細血管呼吸孔排出體外，降低體溫。

潤滑劑

水的黏度小，可使體內磨擦部位潤滑，可以減少體內臟器的摩擦，有效地防止損傷，并可以增加器官運動的靈活性。如淚液有利于眼球的轉動和濕潤，唾液和消化液有助于食物的吞咽和在胃腸內的消化，黏液有助于為吸入的氣體加溫加濕。人體關節之間有潤滑液，可以減少器官、骨骼之間的摩擦損害。甚至人類繁衍，兩性結合，也都離不開水的參與。

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好水的標準

目前，具有國際權威性的飲用水水質標準有：世界衛生組織的《飲用水水質準則》、歐盟的《飲用水水質指令》、美國的《國家飲用水水質標準》。近10多年來，在以上的水質標準不斷的修訂過程中，我們不難發現國際飲用水水質標準有如下的發展趨勢。

微生物指標的安全性

目前飲用水的主要風險主要來源于微生物指標，世界衛生組織的《飲用水水質準則》第三版中明確提出：無論在發展中國家還是發達國家，與飲用水有關的安全問題大多來自于微生物，并將微生物問題列為首要問題。

關注消毒劑及其副產物的健康影響

世界衛生組織的《飲用水水質準則》中將消毒問題列于第二位，僅次于微生物問題，優先于化學物問題、放射性問題和可接受性問題。在安全飲用水的供應過程中，消毒無疑是很重要的，對殺滅多種病原體，尤其是細菌，作用顯著。但是，越來越多的研究表明，在殺滅細菌，保證微生物安全的同時，消毒過程中所產生的副產物會危害人體健康。

擴大指標范圍

從各國的標準發展歷程不難看出，飲水標準的修訂過程也是一個指標數量不斷遞增的過程。以世界衛生組織的《飲用水水質準則》為例，第一版中僅包括微生物指標2項，確立準則值的具有健康意義的化學指標27項，放射性指標2項，另有感官性狀指標12項。第三版中指標數量大增，其中水源性疾病病原體27項；確立準則值的具有健康意義的化學指標93項，放射性指標3項；另有感官性狀指標28項。美國的標準更是如此，1914年的標準中僅包括2項細菌學指標，2006年的標準中指標數量已經增加至113項，其中一級飲用水規程中規定項目98項，二級飲水規程中規定項目15項。

好水應該有益人體健康

好的飲用水除了要滿足衛生和安全外條件外，還要有益人體健康。好水的最基本要求是：不含有毒、有害及有異味的物質，水硬度(以碳酸鈣計)適中，人體所需礦物質含量適中，pH值(酸堿度)適中，水中溶解氧及二氧化碳含量適中；營養生理功能(滲透力、溶解力、代謝力等)強。

決定水“性”的一個根本因素就是水的pH值。根據pH值的大小，可以將現在市面上出售的飲用水分為弱酸性水和弱堿性水兩種。前者的pH值一般在5.0～7.0之間，后者的pH值一般在7.0～8.0之間。對于水來說，水中是否含有礦物質與微量元素是決定其酸堿性的關鍵。大自然中的水，如泉水、湖水等一般都是弱堿性水，因為大自然賦予其豐富的礦物質和微量元素。

天然水與地面上或地面下的土壤或礦物質接觸，溶解了許多雜質，因此水里通常都含有溶于水的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂和硫酸氫鎂等鹽類。人們把含碳酸氫鈣、碳酸氫鎂和硫酸氫鎂較多的水稱為“硬水”，反之則稱為“軟水”。國外的生物醫學實驗已證明，硬水比軟水更有利于人體健康。硬水束縛住了有害成分(例如鉛、鎘、氯和氟)，降低了人體對它們的吸收。