נגישות

גיליון 59 - מים - יוני 2020

מים, נוזל החיים - חשיבות פיזיולוגית וקלינית

פרופ' בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולרית וביוכימיה (בדימוס), הפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, אוניברסיטת תל-אביב.
מים הם יסוד החיים, ונוכחות מים היא זו שאפשרה את תחילת החיים בצורות הפרימיטיביות של יצורים חד-תאיים, ולאבולוציה של יצורים אלה לצורות חיים מפותחות יותר, עד להופעתו על הבמה של היצור האנושי. 
רוב רובן של הריאקציות הכימיות והפיזיולוגיות כרוכות בנוכחות מים, ועל כן התלות של הגוף במים מובנת מאליה, ובל כך, כנראה, מים מהווים חלק ניכר ממשקל הגוף והרכבו. 

אלברט סיינט ג'ורג'י, חתן פרס נובל לרפואה בשנת 1937, התבטא פעם: "מים הם האם והתוכן של החיים, אין חיים ללא מים". חשיבות המים לקיום החיים ושמירת הבריאות ברורה מאליה. החיים על פני כדור הארץ עברו אבולוציה המבוססת על נוכחות של מים. אכן, כל מערכות החיים המוכרות תלויות במים כדי להישרד, שכן מים מייצגים את כל התכונות החיוניות לתפקוד תאים. מים מהווים ממס מעולה של יונים הנדרשים לאיתות עצבי, לפעילות אנזימים, למינרליזציה של תרכובות אורגניות, ולתפקוד של DNA. מים משתתפים גם באינטראקציות בין-מולקולריות חלשות כגון קשרי מימן, החיוניים להתקשרות בין חלבונים, ולראקציות הידרופוביות. מים פועלים גם בספיגת חום או באיבודו, ללא שינוי ניכר בטמפרטורה שעלול היה לגרום לנזק תאי או אף למות תאים. 
אחד האתגרים בהבנה של דרישת הגוף האנושי למים, נובע מחוסר העקביות בהמלצות הגלובליות באשר לצריכת המים. Shirreffs סקר את כמויות המים הנצרכות במספר מדינות במערב אירופה ובארה"ב, והתוצאות כדלקמן: בעוד שבגרמניה, בשוודיה ובהולנד גברים בגיל 19-60 שנה צורכים ביום בממוצע 2,546 מ"ל מים בממוצע, הרי שבארה"ב הצריכה היומית של מים בקרב גברים בגילים אלה היא, 3,467 מ"ל ליום. בין הנשים בהולנד ובשוודיה צריכת המים היומית הממוצעת 2,428 מ"ל, לעומת 2,867 מ"ל בקרב נשים בארה"ב. Shirreffs מציין שצריכת מים, צריכה להיות מבוססת על כמות המים היומית שהגוף מאבד בהפרשותיו וכן בהזעה, ולכן גורם חשוב באיבוד המים הוא הטמפרטורה הסביבתית-אקלימית, הפעילות הגופנית, והמאפיינים הפיזיולוגיים האינדיבידואליים. כפי שמסכם Shirreffs, "צריכת מים נמוכה אינה בהכרח גורמת להיפו-הידרציה, בה במידה שצריכת מים מרובה אינה כרוכה ישירות להיפר-הידרציה" (1).  

המטבוליזם של מים
המעבר של מים דרך הדופן של המעיים משמעותי ביותר, לא רק בהקשר של העברת מים הנצרכים פומית, אלא גם בעיכול פריטי מזון וחומרי תזונה, ובהגנה נגד פתוגנים. למעשה, קיים שיווי-משקל בין הפרשת מים במעי (דרך נוזלי הלבלב, המרה, הפרשת הקיבה והרוק), לבין ספיגת מים מהמעי לדם, שכן הפרעה בשיווי-משקל זה עלולה לגרום לשלשולים או לעצירות. ניסויים עם מקטעים של מעי כלבים הראו, שהפוטנציאל לספיגת מים שונה באזורי מעי שונים. באופן ספציפי, המעי הגס הוא בעל יכולת גדולה יותר של ספיגת תמיסה היפוטונית, בהשוואה למעי העקום (Ileum) או למעי הריק (Jejunum), כאשר ספיגת מים בתריסריון פחותה בנוכחות תמיסה היפוטונית (2). רוב המים הנכנסים למעיים נספגים במעי הדק, כאשר מסך נפח של 4 ליטר מים 3.25 ליטר נספגים במעי הדק, ורק 0.65 ליטר מים נספגים במעי הגס (3). למרות שמים עשויים לעבור דיפוזיה במידה מסוימת דרך ממברנת תאים, האופי ההידרופובי של הליפידים הדו-שכבתיים בממברנה מונע חדירה משמעותית של מים החיונית לתאים. יחד עם זאת, החלק העיקרי של מים החודרים לתאים מתבצע דרך מערכת תעלות ייעודיות כגון ה-Aquaporins (4).  
Aquaporins  
המנגנון שמאפשר טרנספורט של מים, והאפשרות המשוערת של "נקבוביות מים", ריכזו עניין כבר משנת 1957 (5). ברוב התאים, מים חודרים אל תוך התאים ויוצאים מהם על ידי אוסמוזה דרך שכבת הפוספוליפידים בממברנה. בגין החדירות הגבוהה למים של מספר סוגי תאי אפיתל, שררה זמן רב הסברה שקיים מנגנון נוסף המעביר מים דרך ממברנות, ומעביר אותו על ידי דיפוזיה בשכבת הפוספוליפידים הממברנלית. בשנות ה-50 המאוחרות של המאה ה-19 התבצע מחקר חלוצי על חדירות מים דרך ממברנות. במרוצת 20 השנים הבאות, הדגישו מחקרים לא רק את חשיבות תעלות המים, אלא אף יצרו תאוריות מגוונות על מנגנוני פעילות אפשריים של תעלות אלו (6). בשנת 1990 הייתה פריצת דרך של Verkman וחב' בהדגמה שהמרכיב העיקרי של תעלות המים הוא למעשה חלבון במשקל מולקולרי של 28,000 דלטון. 

רק בשנת 1992 דיווח Peter Agre מאוניברסיטת Johns Hopkins על ה-Aquaporin הראשון, AQP1 (שכונה במקור chip 28) (7). בשנת 1999 פרסם Agre לראשונה תמונות ברזולוציה גבוהה של המבנה התלת-ממדי של AQP1 (8), ומחקרים בהמשך, תוך שימוש בסימולציות על-מחשביות, זיהו את המסלול של מים העוברים דרך התעלה, והדגימו כיצד הנקב (pore) מאפשר למים לעבור דרך הממברנה ללא הזדקקות למעבר של מומסים קטנים (9). המחקר החלוצי וגילוי תעלות המים זיכה את Agre בפרס נובל לכימיה בשנת 2004. על פי עדותו של Agre עצמו גילוי ה-Aquaporin היה מקרי לחלוטין: הוא היה שקוע במחקר על האנטיגנים של קבוצת הדם Rh, ובעת בידוד מולקולת Rh נספחה תמיד מולקולה שנייה בת משקל מולקולארי של 28,000 דלטון.  היא הופיעה תמיד במבנים של אבוביות הכליה, או בתאי-דם אדומים, והיא הופיעה במגוון של רקמות כגון מוח של זבוב הפירות, חיידקים, ועדשת העין כמו גם בצמחים (Mitsuoka וחב' ב-J Struct Biol משנת 1999). הדיווח הראשון על הטרנספורט על ידי חלבון של מים דרך ממברנות היה של החוקר הרומני Benga (10) אשר הדגים תהליך זה בכדוריות אדומות. קיימים 13 סוגים של AQPs ביונקים, כאשר 6 מתוכם ממוקמים בכליות. 
תנועת מים במערכת העיכול מווסתת על ידי גרדיאנטים אוסמוטיים, כאשר ספציפית ספיגת מים במעי כרוכה בעיקר עם תנועת יוני נתרן, ואילו הפרשת מים במעי תלויה בעיקר בתנועה של יוני כלוריד. קשרים אלה לתנועת יונים פחות חיונית במעי הגס, בו אפילו מים מזוקקים יכולים להיספג. 

המים בגוף האדם
בבני-אדם מבוגרים תכולת המים בגוף מהווה 59% בגברים ו-56% בנשים בממוצע. הבדל גדול נצפה בין קבוצות הגיל השונות, כאשר לתינוקות תכולת המים בגוף גדולה יותר. הבדלים אלה בתכולת המים ניתן לייחס להבדלים בהרכב הגוף, כיוון שיש הכרה בכך שסטטוס ההידרציה של מסת הגוף החופשית משומן, אינו משתנה בגילאים שונים או במגדר שונה. מאזן המים בגוף נשמר בקפדנות רבה, כדי למנוע תרחיש של חסר מים, שעלול לנבוע מאי-צריכה מספקת של מים, או מאובדן מים במצבי חום והזעה מוגברת, כמו גם בשלשולים ממושכים.

תפקידי המים בגוף האדם
נוזלי גוף משרתים מגוון של תפקידים כולל תפקידי מפתח בעיכול מזון, ספיגה וטרנספורט של מרכיבים תזונתיים במזון, יצירה ושמירת יציבותם של מבנים תאיים, והרחקה מהגוף של תוצרי פסולת ושל רעלנים. מים משמשים ממס בראקציות ביוכימיות, וחשיבותם בתרמו-רגולציה של הגוף, כמו גם בסיכה של חללים במפרקים. כיוון שמים מהווים מרכיב עיקרי בתאי הגוף, חדירתם לתאים ועזיבתם את התאים מהווים מפתח בהשפעה על נפח התאים, שחשיבותו במגוון רחב של פעילויות תאיות כגון טרנספורט אפיתליאלי, מטבוליזם, הפרשת הורמונים, נדידת תאים, שגשוג וריבוי תאי, או אף מוות תאים. 

פיזור מים בחללי הגוף 
חללי הגוף הנוזליים באדם, כוללים את הנוזל התוך-תאי, המהווה 55% מכלל המים בגוף, והנוזל באזורים החוץ-תאיים שניתן לחלקו לנוזל התוך-וסקולרי או  הפלזמה המהווה 7.5% מכלל הנוזל בגוף, לנוזל האינטרסטיציאלי (בין רקמתי) והלימפה המהווה 20% מנוזלי הגוף, ולנוזל ברקמת החיבור, בסחוס ובעצם, וכן לנוזל המיוצר על ידי תאים מפרישים.  תנועת המים בגוף מושפעת בעיקר על ידי הלחץ ההידרוסטטי, הנגרם על ידי משאבת הלב, ובאופן חלש יותר על ידי הלחץ האוסמוטי הקולואידלי, הנוצר על ידי חלבונים הלכודים באזורים אינטרסטיציאליים. השפעה נוספת על תנועת מים בגוף נוצרת על ידי הלחץ האוסמוטי בפלזמה, המיוחס למולקולות מסיסות בדם. 

הוויסות של מאזן הנוזלים בגוף
ההומאוסטאזיס של מים נשמר על ידי מנגנונים החשים בשינויים בנפח התוך-וסקולרי ובאוסמולליות של הפלזמה (12). השינויים בנפח התוך-וסקולרי נקלטים על ידי קולטנים היקפים של לחץ ונפח, המשרים הפרשה של ההורמון האנטי-דיורטי Arginine vasopressin (ADH) מבלוטת יותרת המוח. בנוסף, תאים דמויי-נוירונים המכילים אוסמו-רצפטורים הממוקמים במערכת העצבים המרכזית (CNS), חשים בשינויים באוסמולליות בפלזמה, ומשרים אף הם שחרור של ADH, תוך השריית צמא. תגובה חשובה נוספת בוויסות של נוזלי הגוף היא של II Angiotensin. הורמון זה עשוי לפעול ישירות על ידי גירוי הפרשת ADH ב-CNS, או באופן עקיף על ידי על ידי גירוי הפרשת Aldosterone, מה שמשרה שימור של נתרן, הגדלה באוסמולליות של הפלזמה, והגדלת הנפח החוץ תאי. ההורמון האנטי-דיורטי הוא גורם מפתח בפיזיולוגיה הכלייתית, בעידוד של ספיגה מחדש של מים בנפרון. באופן ספציפי, ההורמון האנטי-דיורטי נקשר לקולטן שלו בממברנה הבּזו-לטראלית של תאי צינורית האיסוף העיקרית של הכליה, מה שמאתחל רצף (cascade) של ראקציות המוליכות לטרנסלוקציה של תעלות Aquaporin 2 מהבועיות התוך תאיות לממברנה האפּיקלית (החיצונית), והופכות ממברנה זו חדירה למים (13). 

צמא
צמא הוא המניע הפיזיולוגי של צריכת מים, אך בעולם המודרני הזמינות של משקאות שונים ומידת העֲרֵבוּת שלהם, חשובים גם כן. Kavouras מבדיל במחקריו בין צמא החיוני להישרדות, לבין הידרציה ראויה (14). הוא מציג ראיות שאפילו כאשר אנשים פעילים מבחינה גופנית מתחילים בפעילות ספורטיבית בעצימות גבוהה כאשר גופם מצוי בהיפו-הידרציה, הם אינם שותים דיים כדי להביאו להידרציה מאוזנת. כך, שלמרות שצמא עשוי להיות חיוני להישרדות, אין בו כדי להניע אותנו להגיע לדרגת הידרציה רצויה. Thornton ו-Bankir חקרו את הבקרה ההורמונלית של צמא, כמו גם את בקרת הכליות על מאזן המים, ואת ההפרשה של ההורמון Vasopressin או ADH (הורמון אנטי-דיורטי) המופרש מבלוטת יותרת המוח, כתגובה להגברת האוסמולליות הנגרמת מדה-הידרציה תוך-תאית, או על ידי Angiotensin II המופרש בכליות בתגובה לדה-הידרציה חוץ-תאית.   

באופן נורמלי צמא מתקן את הדה-הידרציה התוך-תאית והחוץ-תאית. יחד עם זאת, מחקרים על צריכת נוזלים באוכלוסיות שונות מצביעים על כך, שהתנהגות האדם לא תמיד תואמת את הצורך בנוזלים, והיא יכולה להתעלם ממנגנוני הצמא הנורמליים. Bankir סבור שתפקיד הכליות בבקרה על מאזן הנוזלים, קשור לתפקידם בריכוז השתן (15). ההורמון ADH משחק תפקיד מפתח בריכוז השתן, מה שמאפשר לכמות מים גדולה יותר לעבור ספיגה מחדש באבוביות הכליה. לאורך רוב ההיסטוריה האנושית, הצורך לשמר מים היה חיוני להישרדות, אך בימינו אלה עם כמויות מים מספיקות לרוב האנשים, הכליה פועלת נמרצות להפריש בשתן מומסים דוגמת פסולת שתנן (Urea) או תרכובות חנקניות. צריכה של כמויות ראויות של נוזלים, מסייעת לכליות לשטוף חומרי פסולת בשתן, ולמנוע את הנזק שחומרים אלה היו יכולים לגרום לכליות. אנשים רבים, ובעיקר אתלטים, צורכים דיאטה עתירת-חלבונים, או שהם אף צורכים תוספי חלבונים, ואלה חייבים לשתות נוזלים בכמות מספקת על מנת למהול את הפסולת החנקנית, מה שחשוב לתפקוד הכליות ולבריאות לטווח ארוך. 

Johnson ו-Armstrong השוו צורכי מים בכמות גדולה לאלה המקמצים בשתיית מים, באשר ליכולתם לווסת את כמות המים בגוף (16). שתי קבוצות אלה השתתפו בניסוי שנמשך 4 ימים, אשר במהלכו צורכי המים המעטים עברו לשתיית מים מרובה, ולהיפך, כאשר במהלך הניסוי נמדדו מדדי הידרציה שונים כמו גם תחושת הצמא. החוקרים מצאו שמשתתפי הניסוי משתי הקבוצות, שמרו על דרגת הידרציה נורמלית לאורך הניסוי. נראה שצורכי המים בכמות מעטה הם בעלי יכולת מוגברת לרכז את השתן על מנת לשמור על מאזן מים תקין, למרות צריכת המים הנמוכה שלהם. Perrier ו-Klein תארו במחקרם את ההשפעות קצרות הטווח של שתיית מים מוגברת, ואת האתגרים של מדידת הידרציה במסגרת קלינית. למרות שלא קיים קריטריון סטנדרטי למדידת הסטטוס של הידרציה, מספר מדידות כגון נפח איסוף שתן של 24 שעות, דרגת האוסמולליות בפלזמה ובשתן, המשקל הסגולי של השתן והגוון שלו, יכולים לסייע לקביעת ההידרציה (17). 

סוגיות של דה-הידרציה במהלך החיים, כולל מניעת מחלות

במחקרים שבחנו שלבי חיים שונים, עלתה סוגיית הדה-הידרציה בילדים, במתבגרים, בנשים ובקשישים. Moreno וחב' במחקר משנת 2015 (18) בחנו צריכת משקאות שונים, והגיעו למסקנות הבאות: בכלל האוכלוסייה נצרכים ביום בממוצע 738 מ"ל מים, 212 מ"ל חלב, 168 מ"ל משקאות קלים (מוגזים ובלתי מוגזים) ו-128 מ"ל מיצים. מתבגרים צורכים הרבה פחות חלב, והרבה משקאות קלים בהשוואה לילדים ולמבוגרים. צעירים צורכים הרבה יותר משקאות קלים בהשוואה לצעירות. בממוצע, מים נצרכים הרבה יותר בקרב ילדים ומתבגרים, וישנם הבדלים משמעותיים בצריכת נוזלים שונים בין ארצות שונות. במספר ארצות צריכת משקאות קלים הייתה אף גבוהה יותר מצריכת מים בקרב צעירים, מה שמחייב פעולה חינוכית והסברתית נמרצת לתקן עיוות זה. נראה ממחקר זה שקבוצת הגיל בה שינוי במנהגי השתייה חיוני ביותר, הם המתבגרים. במחקר השתתפו למעלה מ-2,700 מתבגרים באירופה, ונמצא שמשקאות קלים עתירי-סוכר הם הנצרכים ביותר בקבוצת גיל זו, ורק 12% שותים מים במהלך היממה. 

במחקר אחר של Gomez וחב' (19) תוארה התערבות מעניינת בקרב נשים צרפתיות כיוון שהן סולדות משתיית מים. נשים נחשבות כצורכות של מים בכמות הנמוכה ביותר (1.2 ליטר נוזלים ביום, מתוכם פחות מ-300 מ"ל מים). כדי להגביר צריכת מים בקרב נשים, סופקו להן במשך 4 חודשים בקבוקי מים, והן אף עברו הדרכה על היתרונות של שתיית מים במסגרת קבוצתית למשך 3 שבועות. בתום שנה מתחילת הניסוי, צורכות כמות המים המעטה ביותר בקרב משתתפות הניסוי הגבירו את צריכת המים שלהן ב-163%. צריכת מים בקרב קשישים נמוכה משמעותית מהכמות המומלצת, מה שעלול לגרום למפגעים פיזיולוגיים אחדים בנוסף לבעיות של מערכת העיכול כגון עצירות, התפתחות טחורים ועוד. בנוסף, Xu וחב' במאמר ב-Medicine משנת  2015 (20), הראו שכל שתייה קבועה של 500 מ"ל מים מדי יום הפחיתה ב-7% את הסיכון ליצירת אבני כליות. 

סוגיה אחרת, המהווה מקור לדאגה במדינות רבות, היא זו של משקל עודף עד כדי השמנה יתר. האם מים עשויים לשחק תפקיד בבלימת השמנת-יתר? מבוגרים בגיל מתקדם ששתו חצי ליטר מים 30 דקות לפני ארוחה עיקרית, הפחיתו את כמות הקלוריות שצרכו בארוחה זו (18). נמצא, שצריכת מים היא חלק אינטגרלי מהשריית הפחתה במשקל, או לפחות שמירה על אי עלייה במשקל (Akers וחב' ב-Journal Academy Nutrition & Diet משנת 2012) (21). בניסוי זה שתי קבוצות נשים בגיל ממוצע של 63 שנה, חולקו באקראי לקבוצה עם צריכה קלורית ממוצעת ביום של 1,200-1,500 קלוריות  במזון, שצרכו 500 מ"ל מים לפני ארוחות מרכזיות, לעומת קבוצת ביקורת שלא נאלצו לשתות מים לפני ארוחה עם אותה צריכה קלורית יומית. בנוסף כל משתתפות הניסוי צעדו ביום לפחות 10,000 צעדים, והקפידו על אכילה מדי יום של 5 פירות או ירקות. לאחר פרק זמן של שנת ניסוי, צורכות המים לפני הארוחות הפחיתו ממשקלן באופן משמעותי יותר מאשר אלו שנמנעו משתיית מים לפני הארוחות.  

דרישות הגוף למים
שנים רבות שולטת התפיסה לפיה 8 כוסות מים ליום (כ-2 ליטר) נחשבת כמות רצויה, אם כי Valtin בסקירה משנת 2002 קבע שיש רק ראיות מדעיות מועטות לאושש דעה זו (22). קביעת הסטטוס התזונתי של מים היא ענין מאתגר, שכן אין מלאי רזרבי של מים בגוף האדם, ולכן נוזלי הגוף חייבים להיות ממוחזרים באופן רצוף. אידיאלית, מאזן הנוזלים יכול להיקבע על ידי מדידת הרווח במאזן הנוזלי (בעיקר משתייה או מיצירה מטבולית של מים), או ההפסד במאזן הנוזלי (דרך מערכת השתן, מערכת הנשימה, העור, ומערכת העיכול). מחקרים אלה הולידו מסקנה, שצריכת המים היומית של הגוף היא בסדר גודל של 1.6-3.2 ליטר, בתלות בתנאים הסביבתיים ובפעילות הגופנית של האדם. לאחרונה, מים מסומנים רדיו-אקטיבית שימשו למדידת ה-turnover של נוזלי הגוף והדרישה למים, על ידי מדידת הדעיכה במימן האיזוטופי לאורך זמן. סמנים רבים הוצעו להערכת סטטוס ההידרציה של הגוף, כגון האוסמולליות של הפלזמה וריכוז נתרן בדם, וכן מדדים בשתן כגון אוסמולליות של השתן, וריכוז נתרן בשתן, הגוון של השתן והמשקל הסגולי שלו. מדדים נוספים להערכת מאזן המים בגוף הם מדידות תפקוד קרדיו-וסקולרי כגון קצב הלב, לחץ הדם, ותת לחץ-דם תנוחתי (orthostatic hypotension), שהוא מדד נוסף להערכת מאזן המים בגוף ויכול להיקבע במדידת bioelectrical impedance, על ידי העברת זרם חשמלי קל בגוף, ומדידת המתח כדי לחשב את התנגודת של הגוף לפעולה זו. אמנם מדדים אלה עשויים לספק הערכה על חסר או עודף נוזלים בגוף, אך אין בהם כדי לספק הערכה של הצרכים האקטואליים למים. 

 

חסר מים 
יש רק מחקרים מעטים הבוחנים את ההשפעה של חסר מים לטווח ארוך, ואת הסיבוכים של הגוף בגין חסר ממושך של מים. דה-הידרציה מתונה עד חריפה מעודדת תופעות לא רצויות של המערכת הקרדיו-וסקולרית, כגון הפחתה בנפח פלזמת הדם. השפעות אלו מגדילות את קצב הלב, על מנת לשמר את תפוקת הלב. 
באיברים ההיקפיים, דה-הידרציה מפחיתה את זרימת הדם בעור, וכן היא מפחיתה את ההזעה, ובכך היא מעלה את טמפרטורת הגוף. 
כאשר רמות המים  מגיעות לדרגת חסר, חל תיקון מהיר על ידי הפחתת איבוד המים, תוך עידוד צמא, במנגנון שיפורט בהמשך. השפעות ארוכות-טווח של חסר מים נחקרו כבר בשנת 1944. באחד מהניסויים הללו השתתפו חיילים בריאים שנכפה עליהם צום רצוף של אכילה ושתייה למשך 6 ימים. נמצא שאיבוד המים בקרב משתתפי הניסוי מתבצע במהלך דו-פאזי: במהלך 48 השעות הראשונה איבוד המים התרחש בעיקר מהחללים החוץ-תאיים, ולאחר מכן איבוד המים היה מתוך התאים עצמם.  שתייה של תמיסה היפוטונית של נתרן, כאשר האדם מצוי במצב של דה-הידרציה, הביאה להפחתת ההפסד במים, ותוצאה זו הושגה גם כאשר הייתה צריכה של פחמימות. במקרה של צריכת מלח, שמירה על מאזן חיובי של מים חיונית לשמור על רמת אלקטרוליטים תקינה בפלזמה, בעוד שבמקרה של צריכת פחמימות פוחת הצורך להרחיק תוצרי חנקן המתקבלים מפירוק חלבונים, המתרחש במקרי צום. 

טוקסיות ("הרעלת מים")
רוב חומרי המזון עלולים לגרום לרעלנות, אם הם נצרכים ברמה העולה על הסף הקריטי המומלץ. לגבי מים, לא נקבע סף עליון כזה, מתוך הנחה שכליות מתפקדות היטב תדענה להרחיק ביעילות עודף מים. יחד עם זאת, בנסיבות מסוימות צריכה מסיבית של מים עלולה לעורר רעלנות. 
במטופלים פסיכיאטריים, ובעיקר באלה עם סכיזופרניה, שתייה מוגזמת של מים היא תופעה מוכרת, מה שעלול לגרום להיפונתרמיה, תרחיש המוכר גם כ"הרעלת מים". למרות שסוג זה של היפונתרמיה כרוך בדרך כלל עם אי היכולת להפריש מים, כתוצאה מפגיעה כלייתית, או מאי-תפקוד של ההורמון האנטי-דיורטי. יש מצבים בהם לוגמים כמויות כה גדולות של מים, באופן העולה על יכולת הכליות להפרישם. סוג כזה של היפונתרמיה עלול לגרום לבצקת במוח, ולתופעות כגון בחילה, הקאות, מצב בלבולי חריף (delirium), שיגשון (ataxia), פרכוסים ותרדמת, שעלולים להחמיר את התסמינים הפסיכיאטריים של מטופלים אלה. 
הרעלת מים עם היפונתרמיה, עלולה להופיע גם במצבים קליניים רבים, בהם קיים פגם כלייתי ראשוני בהפרשת מים, אך מצבים אלה אינם קשורים לצריכת נוזלים. 
תוך התבססות על נתוני ה-National Health & Nutrition Examination Survey בשנים 1988-94, 99% מהגברים בגיל 31-50 שנה צורכים 1.8 ליטר נוזלים מדי יום, ובמחקר נוסף, 44 גברים בגיל 55-75 שנה, הגבירו את צריכת המים שלהם ב-2 ליטר ליום לתקופה של חודשיים, מה שהביא לשיפור התפקוד של מערכת הובלת השתן התחתונה שלהם. לסיכום, כיוון שמצב של היפונתרמיה הוא נדיר, המכון האמריקני לבריאות (IOM) לא קבע ערך סף עליון לצריכת מים. 
מצב מעניין של הרעלת מים ידוע כ-exertional hyponatremia, המתרחש לעתים באתלטים במהלך פעילות ספורטיבית בעצימות גבוהה, במיוחד הנמשכת למעלה מ-3 שעות. סוג זה של רעילות מים כרוך בצריכת נוזלים במהלך פעילות גופנית זו, העולה על הפסד הנוזלים בגין הזעה, ללא פיצוי על הפסד נתרן בהזעה זו. הפחתה בפינוי מים דרך הכליות בגין הפרשה לא מתאימה של ההורמון האנטי-דיורטי בעת הפעילות הגופנית העצימה יכולה לתרום אף היא לסוג האחרון של רעילות מים.  

 

המלצות לשתיית מים
בשנת 1964 פרסם לראשונה הגוף הממונה על מזון ותזונה של אקדמיית המדע בארה"ב הנחיות לצריכת מים. דו"ח זה המליץ שתֶּקֶן סביר לחישוב צריכת מים הוא ml/kcal 1 של מזון. בהמלצות משנת 1989 של אותו גוף, נקבע שבגלל הסכנה הפחותה של רעילות מים, ניתן להגדיל את דרישות המים של הגוף ל-1.5ml/kcal, על מנת לכסות על שינויים בפעילות הגופנית, דרגת ההזעה וכמות החומרים המומסים במים. אך גישה סיסטמתית באשר לדרישות הגוף למים, פורסמה על ידי המכון האמריקני לבריאות רק בשנת 2004, גישה זו מעריכה שכמות המים המגיעים לגוף מסוגי מזון שונים מהווה 19% מכמות המים הנצרכת. 
מאות רבות של מחקרים על הפיזיולוגיה של המים, וגישות פולקלוריסטיות שהתפתחו במרוצת השנים, לא היה בהן להגיע לקונצנזוס מוצק ומחייב על כמות המים שראוי ובריא לשתות. אכן הכשל באי מתן המלצות כאלו, נובע מכך ששתיית מים תלויה בעשרות גורמים גופניים וסביבתיים המונעים המלצה ייחודית, אפילו על טווח מומלץ של מים לצריכה יומית.

לסיכום
מים הם יסוד החיים, ונוכחות מים היא זו שאפשרה את תחילת החיים בצורות הפרימיטיביות של יצורים חד-תאיים, ולאבולוציה של יצורים אלה לצורות חיים מפותחות יותר, עד להופעתו על הבמה של היצור האנושי. 
רוב רובן של הריאקציות הכימיות והפיזיולוגיות כרוכות בנוכחות מים, והתלות של הגוף במים מובנת מאליה, ואולי היא אף זו הקובעת שמים מהווים חלק ניכר ממשקל הגוף והרכבו. 

 

מקורות
 

1) Shirreffs, Nutrition Review, 70, 98-100, 2012.
2) Grim, American Journal of Digestive Diseases, 7, 17-27, 1962.
3) Ma & Verkman, Journal of Physiology, 517, 317-26, 1999. 
4) Matsuzaki & al, Medical & Electron Microscopy, 37, 71-80, 2004. 
5) Parisi & al, Journal of Biology & physiology, 33, 331-43, 2007. 
6) Parisi & Bourguet, American Journal of Physiology & Cellular Physiology, 246, 157-59, 1984.
7) Agre & al, American Journal of Physiology, 265, 461-7, 1993.
8) Walz & al, Handbook of Experimental Pharmacology, 2009.
9) de Groot & Grubmüller, Current Opinion Structural Biology, 15, 176-83, 2005
10) Benga & al, Biochemistry, 25, 1535-8, 1986.
11) Edelman & Leibman, American Journal of Medicine, 27, 256-77, 1959.
12) Boone & Deen, Pflugers Archives, 456, 1005-24, 2008.
13) Gonzales-Alonso, Journal of Applied Physiology, 82, 1229-36, 1997.
14) Kavouras & al, Scandinavian Journal Medicine Science & Sports, 22, 684-9, 2012.
15) Bankir & al, Kidney International, 81, 1598-607, 1996.
16) Armstrong & Johnson, Nutrients, 10, 1928-53, 2018.
17) Klein & Perrier, European Journal of clinical Nutrition, 71, 561-563 (2017).
18) Guelincky & al, European Journal of Nutrition, 54, 69-78, 2013.
19) Gomez, NutritionToday, 48, 40-42, 2013.
20) Xu & al, Medicine, 94, 1042-1050, 2015.
21) Akers & al, Journal of Academy, Nutrition & Diet, 112, 685-692, 2012.
22) Valtin, American Journal of Physiology Regulatory Integrative & comperative Physiology, 283, 993-1004, 2002.