همه چیز در مورد مایه حیات آب

همه ما می دانیم که مایه حیات آب است. آب یکی از مواد مایع و فراوان‌ترین ماده مرکب بر روی سطح کره زمین و بستر اولیه حیات به شکلی که امروزه می‌شناسیم است (ویکیپدیا). در این مطلب می خواهیم بیشتر با آب و تاثیر آن بر سلامتی و نقش آن در رژیم های غذایی آشنا شویم. با این مطلب از سری مطالب سلامت و تندرستی ژن سبز همراه باشید.

به قلم علیرضا عباسی؛ کارشناس ارشد فیزیولوژی ورزشی و عضو تیم ژن سبز

مایه حیات آب است

از آنجایی که آب هیچ ارزش کالریکی ندارد، کمتر به عنوان یک ماده مغذی در نظر گرفته می شود، با وجود این، به یاد داشته باشید که آب پس از اکسیژن در حفظ حیات شما نقش عمده ای دارد، آب حدود 60% وزن کل بدن یک مرد جوان عادی (یا 50% وزن یک زن جوان) را تشکیل می دهد. برآورد شده است که اگر تا 40% وزن بدن، شامل منابع چربی، کربوهیدرات و پروتئین بدن از دست برود، می توانیم زنده بمانیم؛ اما اگر به اندازه 9% تا 12% وزن بدن آب از دست بدهیم، با خطر مرگ روبرو خواهیم شد.

جالب است بدانید: چنانچه به اندازه 9% تا 12% کل وزن بدن شخص، آب از دست برود، ممکن است به مرگ منجر شود.

تقریباً 60% تا 65% آب بدن در درون سلول ها قرار گرفته است که اصطلاحاً  مایعات درون سلولی نامیده می شوند. این بخش شامل مایع میان بافتی که سلول ها را احاطه کرده، پلاسمای خون، لنف و برخی مایعات دیگر است.

با در نظر گرفتن ورزش، آب عهده دار چندین نقش مهم است که عبارتند از:

• گویچه های قرمز خون از طریق پلاسما که بیشتر آن آب است، اکسیژن را به عضلات فعال می رسانند.
• مواد مغذی همچون ،گلوکز، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه از طریق پلاسمای خون به عضلات رسانده می شوند.
• CO₂ و دیگر مواد زائد متابولیکی از سلول ها خارج شده و پس از آن وارد پلاسمای خون می شوند تا از بدن دفع شوند.
• هورمون هایی که سوخت و ساز و فعالیت های عضلانی را در هنگام ورزش تنظیم می کنند، از طریق پلاسمای خون به بافت های هدف رسانده می شوند.
• مایعات بدن شامل مواد تامپونی است تا PH مناسب را به هنگام تشکیل لاکتات حفظ کنند.
• آب کاهش درجه حرارت بدن به هنگام ورزش را تسهیل می کند.
• حجم پلاسمای خون عامل تعیین کننده فشار خون بشمار می رود و از این رو در عملکرد قلبی عروقی نقش بسزایی دارد.

در ادامه بحث با جزئیات بیشتر به تشریح نقش آب در اجرای فعالیت های بدنی خواهیم پرداخت:

تعادل آب و الکترولیت

برای اجرای مطلوب فعالیت های ورزشی باید مقدار آب و الکترولیت بدن در حد نسبتاً ثابتی قرار گیرد. متأسفانه گاهی اوقات در هنگام ورزش این ثبات بهم می خورد. در ادامه بحث، تعادل بین آب و الکترولیت، چگونگی اثرات ورزش بر روی آن و تأثیر بهم خوردن تعادل مذکور بر اجرای فعالیت های بدنی را تشریح خواهیم کرد.

تعادل آب در استراحت

مقدار آب بدن در شرایط طبیعی استراحت نسبتاً ثابت است، مقدار آب مصرفی برابر است با آبی که از بدن خارج می شود. در شبانه روز حدود 60% از آب با مایعاتی که می نوشیم و 30% نیز با غذاهایی که می خوریم، به بدن می رسد. 10% باقیمانده، به هنگام سوخت و ساز در بدن تولید می شود. تولید آب متابولیک از 150 تا 250 میلی متر در شبانه روز، متناسب با میزان انرژی مصرفی تغییر می کند. با افزایش سوخت و ساز، آب بیشتری نیز تولید می شود. مجموع آبی که از سه منبع مذکور به بدن می رسد، به طور متوسط حدود 33 میلی لیتر به ازای هرکیلوگرم از وزن بدن در شبانه روز است. برای مثال یک فرد 70 کیلویی (154 پوندی) در شبانه روز 31.2 لیتر آب دریافت خواهد کرد.

دفع آب از بدن به چهار روش انجام می شود :

1. تبخیر از پوست
2. تبخیر از مسیرهای تنفسی
3. دفع از طریق کلیه ها
4. دفع از طریق روده بزرگ

پوست انسان نسبت به آب نفوذ ناپذیر است. آب به سطح پوست انتشار می یابد و از آنجا به داخل محیط تبخیر می شود. (همچنین بخوانید: جوان سازی پوست)

علاوه بر این، گازهایی که ما تنفس می کنیم در حین عبور از راههای تنفسی با آب مرطوب می شوند. ما خارج شدن آب از طریق پوست و تنفس را احساس نمی کنیم، به همین دلیل، آن را دفع نامحسوس آب می نامند. دفع نامحسوس آب در سرما وشرایط استراحت حدود 30% از آب دفع شده در شبانه روز را تشکیل می دهد.

بیشترین دفع آب (60% در حالت استراحت) از طریق کلیه ها صورت می گیرد، که آب و مواد زائد به صورت ادرار دفع می شود. کلیه ها در شرایط استراحت حدود 50 تا 60 میلی لیتر آب در هر ساعت دفع می کنند. 5% آب نیز با تعریق دفع می شود (اغلب این 5%نیز بخشی از دفع نامحسوس آب محسوب می شود) و 5% باقیمانده به صورت مدفوع از طریق روده بزرگ دفع می شود.

تعادل آب در ورزش

دفع آب در هنگام ورزش افزایش می یابد، توانایی بدن در دفع حرارت ایجاد شده با ورزش، در درجه نخست به تبخیر عرق بستگی دارد. تعریق نیز همزمان با افزایش دمای بدن برای جلوگیری از بالا رفتن بیش از حد درجه حرارت افزایش می یابد. اما در همان زمان به دلیل افزایش سوخت وساز هوازی، آب بیشتری در حین ورزش تولید می شود. متأسفانه این مقدار به حدی نیست که بتواند اثر زیادی بر کم آبی ناشی از تعریق به جا گذارد. برای مثال یک فرد 70 کیلویی در طی یک ساعت تمرین سنگین ممکن است حدود 245 گرم از کربوهیدرات را تحت سوخت و ساز قرار دهد.

این مقدار حدود 146 میلی لیتر آب تولید خواهد کرد؛ در حالی که، در طی همان زمان دفع عرق می تواند بالاتر از 1500 میلی لیتر باشد که این مقدار تقریباً 10 برابر بیشتر از آب تولید شده از راه سوخت و ساز است. با این حال، آب تولید شده از سوخت و ساز هوازی، می تواند بخش کوچکی از آب از دست رفته بدن در هنگام ورزش را جبران کند. در طول 2 تا 3 ساعت از یک مسابقه ماراتن، عضلات یک دونده می تواند حدود 500 میلی لیتر آب تولید کند.

به طور کلی مقدار تعریق در ورزش توسط عوامل زیر تعیین می شود:

• دمای محیط
• اندازه بدن
• میزان سوخت و ساز

این سه عامل بر ذخیره گرمای بدن و درجه حرارت آن اثر می گذارند. گرما از جاهای گرم به جاهای سرد منتقل می شود، بنابراین هنگامی که درجه حرارت محیط بالاست، دفع گرما از بدن دچار اشکال می شود. اندازه بدن نیز از این لحاظ اهمیت دارد که به طور کلی افراد درشت اندام به انرژی بیشتری برای انجام یک کار معین نیاز دارند، چون معمولاً میزان سوخت و ساز آن ها بالاست و در نتیجه گرمای بیشتری تولید می کنند. با این حال، همین افراد از سطح بدن (پوست) بیشتری نیز برخوردار هستند که امکان تعریق و تبخیر بیشتری را به آن ها می دهد.

با افزایش شدت تمرین، میزان سوخت و ساز و در نتیجه دمای بدن بالا می رود که به نوبه خود تعریق را افزایش می دهد. برای حفظ آب بدن به هنگام ورزش، جریان خون به کلیه ها کاهش می یابد تا از آب زدایی بدن جلوگیری شود؛ اما این کار نیز همچون افزایش تولید آب متابولیک ممکن است کافی نباشد. در هنگام ورزش شدید و فشار گرمای محیطی، تعریق و تبخیر تنفسی می تواند سبب دفع سریع آب تا میزان 2 تا 3 لیتر آب در ساعت شود.

در طول یک مسابقه ماراتن، تعریق و دفع آب از طریق تنفس ممکن است مقدار آب بدن را علی رغم نوشیدن مایعات، 6% تا 10 % کم کند.

آب زدایی و عملکرد ورزشی

عملکرد ورزشی در فعالیت های استقامتی با تغییرات جزئی آب بدن دچار محدودیت هایی می شود. چنانچه جایگزینی مایعات به اندازه کافی صورت نگیرد، تحمل ورزشکار در فعالیت های بلند مدت به دلیل دفع آب از طریق تعریق کم خواهد شد. تحقیقات نشان داده اند، اشخاصی که آب بدن خود را از دست می دهند، تحمل تمرین طولانی و فشار ناشی از گرما را ندارند. برای مثال اگر دوندگان استقامتی به مقدار یک درصد از وزن بدن خود آب از دست بدهند، حدود 2% از سرعتشان کم می شود. به طور طبیعی یک دونده 10000 متر در 35 دقیقه حدود 4% آب زدایی خواهد داشت که این مقدار برابر با اضافه شدن 2 دقیقه و 48 ثانیه (8% زمان طبیعی) به رکورد او خواهد بود.

اثر آب زدایی بر دستگاه های قلبی عروقی و تنظیم کننده درجه حرارت بدن کاملاً قابل پیش بینی است. دفع مایعات سبب کاهش پلاسما شده و این موضوع به نوبه خود فشار خون را کم می کند که نتیجه آن کاهش جریان خون به عضلات و پوست خواهد بود.

برای جبران این موضوع، ضربان قلب افزایش می یابد. از آنجایی که خون کمتری به پوست می رسد، از میزان دفع گرما کاسته شده و بدن گرم تر می شود. بنابراین، هنگامی که شخص ببیشتر از 2% وزن بدن خود آب از دست دهد، ضربان قلب و دمای بدن، به هنگام ورزش افزایش خواهد یافت.

با وجود این، آب زدایی بر فعالیت های کوتاه مدت در رشته هایی که کمتر هوازی باشند، اثر زیادی ندارد. در ورزش هایی که تنها چند ثانیه طول می کشند و ATP از طریق دستگاه های ATP-PC و گلیکولیز فراهم می شود، به نظر می رسد که آب زدایی بر عملکرد ورزشی تأثیر ندارد. علی رغم این که در این مورد یافته های پژوهشی متنوع هستند،

با این حال بسیاری از تحقیقات بر این نکته توافق دارند که آب زدایی اثر کمی بر عملکرد ورزشی در فعالیت های بدنی کوتاه مدت، انفجاری و ورزش های بی هوازی (مانند وزنه برداری) دارد. معمولاًٌ کشتی گیران برای رسیدن به وزن دلخواه دچار آب زدایی می شوند. با این حال بسیاری از آنان آب از دست رفته را جبران نموده و تنها کاهش ناچیزی را در اجرای ورزشی خود تجربه می کنند.

در اینجا تنها به تشریح تأثیر آب زدایی بر عملکرد ورزشی پرداخته شد. اما در ورزش های استقامتی علاوه بر از دست دادن آب بدن، بسیاری از مواد مغذی با تعریق از بدن خارج می شود.

تعادل الکترولیت در ورزش

همان گونه که پیش از این گفته شد، عملکرد طبیعی بدن به تعادل میان آب و الکترولیت ها بستگی دارد. پیش از این اثر دفع آب بر عملکرد ورزشی تشریح شد؛ حال نوبت به بررسی جزء دیگری از این تعادل حساس به نام الکترولیت ها می رسد. هنگامی که در ورزش مقدار زیادی از آب بدن دفع می شود، تعادل میان آب و الکترولیت به سرعت بهم می خورد.

دفع الکترولیت در عرق

عرق انسان، پلاسمای خون پالایش شده است؛ به همین دلیل بسیاری از مواد همچون سدیم، کلر، پتاسیم، منیزیم، کلسیم در درون آن وجود دارند. اگرچه عرق شور به نظر می رسد، ولی به مراتب املاح کمتری نسبت به پلاسما و دیگر مایعات بدن دارد. در واقع 99% عرق از آب تشکیل شده است.

سدیم و کلر یون های عمده عرق و خون هستند. غلظت سدیم و کلر عرق یک سوم مقدار آن در پلاسما و 5 برابر مقدار آن در عضله است. همچنین اسمولالیته هریک از این سه مایع، که همان نسبت مواد محلول (الکترولیت ها) به مایع است، نشان داده شده است. غلظت الکترولیت عرق به طور قابل ملاحظه ای در افراد فرق می کند، مقدار آن تا حد زیادی از عوامل زیر متأثر می شود:

• مقدار تعریق
• نوع ورزش
• سازگاری با گرما

بنابر شواهد موجود، هنگامی که در ورزش های استقامتی مقدار تعریق افزایش می یابد، بخش عمده آن را سدیم و کلر و بخش کوچکتر را پتاسیم، کلسیم و منیزیم تشکیل می دهد. تحقیقی نشان داد که دفع 1.4 کیلوگرم (9 پوند) عرق با کاهش 8.5% وزن بدن همراه بوده است.

با برآورد کل مقدار الکترولیت های بدن می توان چنین نتیجه گرفت که چنین دفعی سبب کاهش تنها 5% تا 7% سدیم و کلر بدن خواهد شد. همین موضوع در مورد پتاسیم و منیزیم که یون های مهم درون سلولی به شمار می روند، کاهش یک درصدی را به همراه داشته است. احتمالاً چنین کاهشی تأثیر قابل سنجشی بر عملکرد ورزشکار به جای نمی گذارد.

با دفع الکترولیت ها از طریق تعریق، یون های باقیمانده دوباره در تمام بافت های بدن توزیع می شوند. پتاسیم را در نظر بگیرید؛ پتاسیم با انقباض تارهای عضلانی فعال به درون مایع برون سلولی منتشر می شود. افزایش این انتشار سبب می شود تا مقدار پتاسیم برون سلولی با مقدار پتاسیم رها شده از عضلات فعال برابر نشود؛ چون عضلات غیر فعال و سایر بافت های بدن پتاسیم دفع شده توسط عضلات فعال را برداشت می کنند. در زمان استراحت، پتاسیم درون سلولی سریعاً به مقدار طبیعی خود بر می گردد.

برخی محققین اعتقاد دارند که چنین اختلالی در پتاسیم عضله به هنگام ورزش، ممکن است از طریق تغییر پتانسیل غشای ترون ها و تارهای عضلانی که انتقال تکانه ها را دچار مشکل می کند، در بروز خستگی دخالت داشته باشد.

دفع الکترولیت در ادرار

کلیه ها علاوه بر پاکسازی مواد زاید از خون و تنظیم آب بدن، مقدار الکترولیت های بدن را نیز تنظیم می کنند. تولید ادرار، از دیگر منابع مهم دفع الکترولیت به شمار می رود. در زمان استراحت الکترولیت ها برای حفظ میزان هومئواستاتیک به درون ادرار راه می یابند و این مسیر اصلی دفع الکترولیت است.

اما در زمان ورزش که دفع آب بدن افزایش می یابد، برای حفظ آب بدن مقدار تولید ادرار به میزان قابل ملاحظه ای کم می شود، در نتیجه با ادرار کمی که تولید شده است، دفع الکترولیت ها از این مسیر به حداقل می رسد.

کلیه نقش مهم دیگری نیز در کنترل الکترولیت به عهده دارند. برای مثال اگر شخصی 250 میلی اکی والان نمک (NaCl) بخورد، کلیه ها به طور طبیعی 250 میلی اکی والان از الکترولیت های مذکور را دفع خواهند نمود تا مقدار آن ها در بدن ثابت بماند. تعریق شدید و آب زدایی سبب رها شدن هورمون آلدوسترون از غده فوق کلیه می شود. این هورمون سبب باز جذب سدیم از کلیه شده و در نتیجه، سدیم بیشتری در بدن نسبت به حد معمول تا ساعت ها و روزها پس از یک نوبت تمرین طولانی حفظ می شود. این افزایش میزان سدیم بدن سبب زیاد شدن اسمولایته مایعات برون سلولی می شود.

افزایش میزان سدیم به نوبه خود احساس تشنگی را تحریک کرده و شخص را وادار به مصرف آب بیشتر می کند، که این آب اسمولایته طبیعی را مجدداً در مایعات برون سلولی برقرار می کند، اما از طرف  دیگر موجب افزایش مایعات برون سلولی و رقیق شدن مواد موجود آنجا می شود. افزایش مایعات برون سلولی هیچ گونه اثر منفی نداشته و زودگذر است. میزان مایعات در طول 48 تا 72 ساعت پس از تمرین به حالت طبیعی بر می گردد.

جایگزینی مایعات دفع شده بدن

وقتی به طور شدید عرق می کنید، بدن آب بیشتری نسبت به الکترولیت ها از دست می دهد. با این کار غلظت الکترولیت ها بیشتر شده و فشار اسمزی مایعات بدن بالا می رود. به همین دلیل، نیاز بدن به جایگزینی آب از دست رفته، به مراتب بیش از نیاز به الکترولیت هاست؛ چون تنها با جایگزینی آب است که الکترولیت ها به غلظت طبیعی خود بر می گردند. اما بدن چگونه تشخیص می دهد چه وقت این جایگزینی لازم است؟

تشنگی

شما هنگامی که احساس تشنگی می کنید؛ مایعات می نوشید. احساس تشنگی توسط هیپوتالاموس تنظیم می شود. هیپوتالاموس هنگامی تشنگی را ایجاد می کند که فشار اسمزی پلاسما افزایش یافته باشد. متأسفانه تشنگی بدن، به حد کفایت نمی تواند حالت آب زدایی بدن را تعیین کند. شما هنگامی احساس تشنگی می کنید که آب زدایی شروع شده باشد. حتی وقتی هم که دچار این حالت می شوید، ممکن است تنها به طور متناوب مایعات بخواهید.

کنترل تشنگی تاکنون به طور کامل شناخته نشده است، مردم هنگامی که با فرمان تشنگی، اجازه نوشیدن آب را پیدا می کنند، ممکن است به 24 تا 48 ساعت وقت نیاز داشته باشند تا به طور کامل آب از دست رفته با تمرین شدید را جبران کنند.

در حالی که سگ ها و اسب ها می توانند در دقایق اولیه پس از فعالیت شدید آب از دست رفته را جبران کنند. همچنین به منظور پیشگیری از آب زدایی مزمن، توصیه ما این است که بیشتر از آنچه نیاز تشنگی به شما فرمان می دهد، آب بنوشید. از آنجایی که دفع آب بدن در ورزش افزایش می یابد، لازم است تا ورزشکاران به مقدار کافی آب بنوشند تا احتیاجات بدن آنان تأمین شود. همچنین بسیار ضروری است که ورزشکاران به هنگام فعالیت های بدنی و پس از پایان آن، نوشیدن آب را فراموش نکنند.

فواید مایعات در ورزش

نوشیدن مایعات در ورزش طولانی و به ویژه در هوای گرم فواید بارزی دارد. (همچنین بخوانید: چرا باید در هنگام ورزش آب نوشید؟)

نوشیدن مایعات سبب کاهش موارد زیر می شود:

• آب زدایی
• افزایش دمای بدن
• فشار به دستگاه قلبی عروقی

هنگامی که افراد مورد آزمایش با چند ساعت دویدن روی نوارگردان در گرما (40 درجه سانتی گراد) و بدون جایگزینی مایعات دچار آب زدایی می شوند، ضربان قلبشان در طول تمرین به طور منظم افزایش می یابد و وقتی از مایعات محروم شدند، دچار واماندگی شدند و نتوانستند تمرین 6 ساعته را به پایان برسانند. هنگامی که معادل میزان کاهش وزن، از آب یا محلول نمکی مصرف کردند، نه تنها از آب زدایی جلوگیری شد، بلکه ضربان قلب آن ها نیز در میزان پایین تری قرار گرفت. حتی مایعات گرم (نزدیک به دمای بدن) برخی محافظت ها را در برابر افزایش دمای بدن فراهم می کنند، اما مایعات خنک، سرد شدن بدن را تسریع می کنند، چون حرارت مرکزی بدن برای گرم شدن نوشابه های سرد و رسیدن به دمای بدن استفاده می شود.

امیدواریم این مطلب نیز همچون مطالب دیگر مجله تناسب اندام ژن سبز برایتان مفید واقع شده باشد.