（一）水的生理平衡功能 水是人类赖以生存的基本物质。人可以几个星期不吃食品，但几天不喝水就 会死亡。当人体失去 20%的水分时，生命就无法维持。因为人体没有储存水的能 力，每天都需要补充失去的水分。人体细胞组织需要营养素的摄入和排出，需要 通过一切生理生化作用的实现来维持平衡，这些均需要依靠水来完成。我们身体 的中的水含有大量的可溶性物质，包括纳、钾、镁、氨基酸和一些小分子的有机 物，统称为电解质。因此水和电解质是维持生命基本物质的组成成分。 人体进行新陈代谢的过程实质上是一系列复杂的、 相互关联的生物物理和生 物化学反应的过程， 主要是在细胞内进行的。人体内水的容量和分布以及溶解在 水中的电解质浓度皆由人体的调节功能加以控制，使细胞内和细胞外体液的容 量、电解质浓度、渗透压等都能够经常维持在一定的平衡范围内。 平衡是指一个平衡状态，包括水与电解质以及其他营养物质的动态平衡过 程， 当然还包括利用与转变可利用的营养物质，也包括将摄入物质通过代谢过程 候中所产生的废物排泄出体外。人的生长发育的整个过程就是一个平衡的过程， 平衡就意着健康，一旦失去平衡，疾病就发生了。 （二）水的营养生理功能 水具有很强的表面张力和很高的热容量，而且水可以溶解许多的物质，这些 都归结于水中间的氢键，他们构成了水的具有空隙的空间结构。 溶解在水中的各种营养物质和机体代谢所产生的废弃物快速地在细胞和组 织中移动， 但只有离子态的营养物质才被运输到细胞内，而各种废弃物则被运输 到肾脏中排出体外。 水在人体内的营养生理功能主要表现在以下几个方面： 1.体液 人体的组成成分中含量最多的是水，它分布在细胞内外液和身体固态的支 柱组织中。 体液主要分布在细胞内液和细胞外液。妇女的细胞内液和外液各占一半。 细胞外液包括血浆和细胞间液。 虽然成年人平均细胞外液约为 23%， 但是在临床 上往往用 20%的细胞外液为计算单位，解决水与电解质平衡问题。 2.热容量 热容量是指物质提高 1℃所需要的能量。一个高热容量的物质提高温度所需 要的能量高于低热容量的物质。例如水的热容量是铁的三倍，因此水提高 1℃所 需要的能量要高。 我们在用微波炉加热含水量不同的食品时，可以发现含水量大 的食品加热的时间比含水量少的食品所需时间要长。因此，由于身体中含水多， 无论体内产生的热量增加或减少，都不至于引起体温的大波动，使体温维持在 37℃左右并保持恒定。 3.降温能力 水的蒸发可以通过皮肤散热来与环境相适应。在高温、高湿的情况下，人体 通过大量出汗的方式来降低体内温度。 4.参与代谢 机体所有的代谢，包括能量、物质、信息代谢都是在水的参与下进行的。例 如感冒时，多饮水可以降低体温，促进细菌和病毒排除体内。一些营养物质代谢 障碍病，诸如高血脂、糖尿病、心血管病等，都可以通过多喝水，喝好水而得到 缓解。 5.PH 平衡 水是维持机体酸碱平衡的基础物质。我们身体内调节 PH 的一个最重要的缓 冲器是有碳酸和重碳酸组成的。 游离碳酸和水与未离解的碳酸形成动态平衡，未 离解的碳酸可以分解为 H+ 和 HCO3 氢离子有助于降低 PH。 6.润滑剂 水的黏度小，是机体良好的润滑剂。例如泪液可以防止眼球的干燥，关节滑 液可以润滑关节， 呼吸道和消化道的黏液可以润滑呼吸系统和消化系统，皮肤和 结缔组织的储水可以滋润皮肤。 （三）水和电解质平衡 人体健康要讲究生理平衡，生理平衡包括人体的营养平衡、酸碱平衡、电解 质平衡等， 其中保持人体每日水平衡非常重要。 机体内水的更新周期约 7 天左右， 人体每日依靠饮水和饮食获得水分， 又通过机体内各种排泄器官将多余的水分排 出体外。在正常情况下，机体每日摄入的水分和排出的水分基本相等，这就是水 在机体内的动态平衡。 人体内的水分大部分在细胞内，还有部分存在于细胞外，剩下的部分则存在 - 于血管之中。 身体内存在着两种机制，以防止细胞由于失水而萎缩或由于水分过 量而涨破。体液中的主要电解质是由钾、钠、氯等离子组成。氯化钠溶解在水中 时，呈水合离子的形式存在，钠离子和氯离子呈自由离子的形式。在电解质溶液 中，正电荷的数目通常与负电荷的数目相等。由于水是极性分子，氢离子为正电 荷，氧离子为负电荷，因此钠离子与水的氧离子螯合形成钠的水合离子，氯离子 与水的氢离子结合形成水合离子。在体液中最重要的阳离子是钾离子和钠离子， 最重要的阴离子是氯离子和磷酸盐。 与细胞外液的电解质的含量不同，细胞内主要的阳离子是钾和镁，钠离子则 相对较少， 重碳酸离子比细胞外液少一半左右，细胞内的阴离子主要是磷酸盐和 大量的蛋白质。 细胞外液主要是钠离子和钙离子，还有少量的钾离子，阴离子主要是氯离子 和重碳酸根离子。 从目前的研究看来，细胞内液如果存在大量的钠就会对细胞产 生破坏作用， 特别是对细胞内水的结构产生破坏。所以在细胞膜上存在着钠—钾 泵，能快速的将细胞中的钠交换出细胞，同时将外液的钾交换到细胞内。 所有的物质进出细胞都要经过细胞膜，细胞膜的结构是脂质双分子层。水溶 性的物质通过脂质双分子层都要借助膜蛋白来进行跨膜转运。 水的跨膜转运的方式主要有两种，一种是单纯性的扩散，另一种是水通道介 导的水转运。 第一种是主要依靠渗透来完成， 转运数量的多寡以扩散数量来表示。 扩散通量的大小取决于细胞两侧的物质的浓度差，如果一侧的浓度高，水就向浓 度高的地方流动， 最后细胞膜两侧的渗透压达到平衡。第二种是水分子在溶液渗 透压梯度的作用下跨膜转运。 借助水通道，水可以由低渗透压向高渗透压溶液中 转运。 如果由于某种原因导致体液的失衡， 这时体液就会在身体的各部分迅速的转 移， 从而引发严重的疾病。 比如大量的出汗、 呕吐、 腹泻等都会使身体大量失水， 这时由于渗透压的作用会使体内的水分进入到细胞外。 肾脏对水分的重吸收功能 增强，使得细胞外的钠离子浓度增加，又进一步使得细胞内水分进入细胞外，这 时就导致严重的体液和电解质失衡，严重时甚至危及生命。 （四）水的健康功效 虽然水的健康功效机理尚不十分清楚， 但其健康功效已在生活实践中被人们 所验证。美国一位医学博士研究认为： “水可以作为强体剂、镇静剂、溶剂、发 汗剂、 兴奋剂和新陈代谢促进剂。 ” 他还强调说： “水虽有药效， 但又和药剂不同， 完全无副作用，这是水特有的长处。 ”俄罗斯学者的研究证实，经常饮用凉开水， 有预防感冒、咽喉炎和某些皮肤病之功效。 水的健康功效主要体现在以下方面： 镇静功效 在心情烦躁、情绪不稳时，缓慢而少量的饮水，会产生安神镇静的功效。有 专家指出，约 22%的人会多次出现眩晕和昏厥，个别献血者也会发生眩晕，甚至 晕倒。这时因为人在精神过度紧张或直立过久的情况下，可能发生脑部缺血，引 起供氧不足所造成， 适量多饮水可以显著缓解因脑部缺血而引起的头晕，从而减 少眩晕或晕倒。 解热功效 “解热” 是指水能使人体内的多余热量得到降解，从而使体温趋于正常体温 值 37℃左右。不论是由于环境因素或疾病因素，当体温异常升高时，都应多饮 水， 通过多出汗来使体内多余的热量经皮肤蒸发散失掉， 从而使体温下降。 例如， 感冒发烧时，在吃药的同时还应多喝水，这不仅可以促进血液循环，净化并排出 血液中的有毒物质，还可增加排汗和排尿，从而降低体温。 急救功效 水对某些疾患还有急救的作用。例如，对于高热、腹泻脱水的病人，应该强 迫其大量饮水及时补充流失的水量，加速体内水分的吸收，以便避免因脱水而引 发生命危险。另外，通过静脉输入 0.9%的生理盐水或葡萄糖盐水，会更迅速地 起到有效的治疗和急救作用。 这是因为，在正常情况下，消化道里的大部分水分会由大肠粘膜吸收，然后 大肠粘膜分泌黏液使消化过的食物残渣变成半固体状的粪便排出体外。 而当大肠 内的黏膜遭到破坏时， 他对水的吸收功能就会大大减弱；或者由于肠内外的渗透 压发生改变，导致过多液体流入消化道，发生腹泻。在腹泻发生时，大肠无法吸 收水分，水分被大量排出，便会引起体内的脱水现象。前面讲到，当失水量达到 体重的 15%-20%时，往往会使人丧命。 伴药功效 人们患病用药时，不论是中药或西药，也不论是中草汤剂或固、粉状成药， 服药必伴服水， 这样才能快速充分的发挥药物的治疗作用。即首先要靠水冲印药 物进入胃腔，再靠水分扩散、溶解并渗滤药物于体液或血液之中，然后再靠水的 流动性将其输送、循环到全身病源、病灶处，最后再由水将代谢废物、病原体及 多余药物排出体外。好水、健康水可以更好地发挥药效作用。 另外，服药时多喝水，可以使药物很快从口腔经食道入胃，防止药物滞留在 食道里。 因为如果药物滞留在食道里， 会由于化学或机械的刺激， 损伤食道黏膜， 使食道产生炎症或出血等。同时，服药时多喝水，可增加胃的排空速度，使药物 更快到达肠部，提高药物吸收速率（多数药物在小肠被吸收） 。饮水对溶解度低 且剂量大的药物也能增加溶出量，使吸收量增加，从而提高血药浓度，加快达峰 时间，提高药物的生物利用度和疗效。服药时多喝水，还能使尿量增加，加快药 物、毒素的排出，减少药物对肾脏的损伤。 其他功效 例如，在睡前 1 小时饮 1 杯水，有催眠功效。平时饮足水量，可使皮肤洁净 健康，使其细胞水量饱满，肌肤细嫩有光泽，减少皱裂与褐脂，延缓衰老；饮水 能促进新陈代谢， 及时排出体内的废物和毒素， 使机体组织健康， 使人容光焕发， 具有健体美容之功效；体内水不仅有润滑作用，还可使人体的组织、器官、脊椎 免受冲击损伤，具有缓冲保护的功效等等。 （五）人体每日的需水量与饮水量是不同的概念，二者不能划等号。因为，蓄水 量包括饮水量，需水量的来源除水以外，还包括饮料、食物、和身体里少量的代 谢水。人体每日摄入的水约有 20%-50%来自食物，其余 75%-80%来自水和饮料。 因此不能简单地回答每天每人应该喝多少水，水的需要量应根据人的体重、环境 情况、食物的种类、人体活动量的大小来计算。关于人体每天需水量的估算方法 有 3 种，结果都是成年人每天平均需水量至少为 2000ml 以上，大约 2500ml 左 右。一个 70 岁的人，他一生将饮用 60 吨水。 （1）按单位体重估算。据美国洛杉矶国际医药研究所研究，成年人每天应 补充的总水量标准时： 每公斤 （千克） 体重， 每天应补充 40ml 水 （1kg=1L=1000ml） 。 不到 1 岁的婴儿所需水量往往是成年人的 3-4 倍（因其体表的相对面积大，水代 谢率较高，比较太容易发生失水） 。因此，一个体重为 50kg 的人，每天的总需水 量至少为 2000ml 以上。 （2）按排出量估算。一般对于成年人来说，每天通过尿液、皮肤蒸发、呼 气、粪便等产生的总排水量约为 2500ml 左右。根据人体水的摄入量与排出量相 平衡的原理，成年人每天的需水量至少为 2500ml 以上。 （3）按食物能量标准估算。即成年人每消耗 1kcal（千卡） （或 4.18kj）能量， 需水量为 1ml，婴儿则为 1.5ml。而成年人每天平均至少要补充 2L 水才行。据测 算，体重在 55kg 左右的从事轻体力职业活动的成年女性，每天消耗能量在 2100kcal 左右，其每日需水量大约为 2100ml，体重在 67kg 左右的从事轻体力职 业活动的成年男性，每日消耗能量为 2700kcal 左右，故其每日需水量大约为 2700ml。 世界卫生组织（WHO）在 2003 年提出了满足身体水合作用的饮水量。美 国军方评估了在热环境的情况下水的最大摄入量为 1.03 升/小时或 11.35 升/天。 水的需要量的影响因素比较复杂，包括环境的温度和湿度、运动量的大小、 性别、体重、身体状态等。在正常的环境条件下，婴儿的呼吸和皮肤水的散失量 要高于成年人。同样，一些特殊人群，例如儿童、孕妇、哺乳的妇女、老人对于 水的需要量都比正常人高。 运动员和军队的士兵训练强度高，每日水的摄取量也高。在训练的过程中， 一般讲测定体重作为补充水分的依据，每损失 1 公斤体重，需补充 1 公斤水。 （六）水的排出 水的排出途径有皮肤、胃、肠道、呼吸道以及肾脏，其中除了肾脏可以通过 复杂的机制性进行调节外， 其他部分可调节性较小。肾脏对水的调节时通过改变 尿液的稀释和浓缩而完成的，后者是在下视丘分泌的激素调解下完成的。 1.蒸发失水 水是人体一个重要的热调节器， 所谓调节就是人体利用呼吸和皮肤的出汗 来实现对体温的调节。I 机体通过体表水分的蒸发来散失体热，每蒸发 1g 水，可 以使机体散发 2.44kj 的热量。 即使人处于低温环境下， 皮肤和呼吸道也不断地有 水分渗出而被蒸发，这种蒸发称为不感蒸发，又称隐性出汗，但是它与汗腺分泌 无关，不被人们所察觉。因此每个人尤其老年人，早晨起来应当养成喝水习惯， 防止经过一夜中隐形出汗造成人体的脱水。在环境温度 30℃以下时，不感蒸发 比较恒定，最高时可达 1L 左右，其中包括皮肤和呼吸道。不感蒸发受到体温的 影响较大，体温每升高 1℃，蒸发量增加 15%。婴儿的体温较成年人高，因此不 感蒸发量也大于成年人。 在高温、高湿的天气，或在大运动量的体力劳动情况下，人体通过出汗来 调节体温。汗液可以带走大量的热量。汗液中水分占 99%以上，溶质部分主要以 氯化钠为主，还含有少量氯化钾、尿素、乳酸等，汗液属于低渗液体。如果大量 出汗，身体流失的水分比盐多,便容易发生高渗性脱水。在大量出汗的情况下， 如果汗液的流失超过 1L/小时，同时钠的流失达到 35-50mmol/L（0.8-1.15g/L） ， 此时要注意水和电解质的平衡， 否则容易出现低钠血症，特别是在低盐饮食的情 况下。因此大量出汗时应当补充富有一定钠离子的高电解质水。 2.尿液的流失 肾脏的主要功能是生成尿液，以排出代谢终产物、进入人体的异物、过剩 物质以及水分等，从而维持机体内环境的稳定。尿液的生成包括肾小球滤过、肾 小管和集合管的重吸收、分泌以及肾对于尿的浓缩和稀释作用。 影响肾小球的滤过的因素包括有效滤过压、滤过面积及其通透性、肾血浆 流量。 有效滤过压与肾小球毛细血管血压呈正比，而与血浆胶体渗透压和肾小囊 内压呈反比。肾小球滤过作用的动力是有效滤过压，在滤过膜的通透性不变时， 原尿的生成量由有效滤过压来决定。在有效滤过压的作用下，血浆中的水、小分 子物质以及极微量的蛋白质均可经滤过膜进入肾小囊形成原尿。 单位时间内两肾 产生的原尿量，称为肾小球滤过率。这个指标是衡量肾功能的重要指标。正常成 人在安静时肾小球滤过率约为 125ml/min。肾小球滤过率与每分钟肾血流量的比 值， 称为滤过分数。 正常人安静时肾血浆流量为 660ml/min， 滤过分数= （125/660） *100%=19%。滤过分数表明，肾的血浆流量中，约有 1/5 血浆由肾小球滤出到肾 小囊内形成了原尿。 肾小管和集合管具有选择性重吸收的功能， 葡萄糖、 氨基酸全部被重吸收， 水和电解质也大部分被重吸收， 同时将身体代谢产生的废物或血液的一些物质分 泌或转运的方式排入小管液。这是由肾小管和集合管具有重吸收和分泌作用所 致。 尿液的浓缩和稀释的过程发生在髓袢、远球小管和集合管内。影响尿液的 生成的调节激素是抗利尿激素和醛固酮。 前者可以提高远曲小管和集合管上皮细 胞对水的通透性，增加水的重吸收；其释放调节与血浆渗透压和循环血量有关。 醛固酮促进远曲小管和集合管上皮细胞对钠离子的分泌，即保钠、保水，排钾作 用。其分泌受肾素、血管紧张素、醛固酮以及血钾、血钠浓度的调节。 肾脏是机体水平衡的主要决定器官。当体内缺乏水分时，通过尿液的浓缩， 使得排尿量减少来保存体内的水分；而水分过多时，尿量明显增加，以此来排出 机体多余的水分。 从肾脏的排泄功能来看，由于机体内的溶质大部分通过尿液排 出体外， 因此肾脏在维持机体内水和电解质的平衡方面也起到关键性的作用。由 于肾脏的排泄功能，无论人体多么缺水，没听也要维持一定的排尿量，才能将身 体的废物排出。 肾排出的最小水量就是肾脏溶质的负荷所需要的水量。而这些溶 质主要来源于饮食。 在正常情况下，机体每天的溶质排泄量与每日溶质的负荷量 相等。因此肾脏的最小需水量取决于溶质负荷量和肾脏对尿液的重吸收功能。 Fomon 和 Ziegler（1999 年）提出了肾脏溶质的负荷公式： 肾脏溶质电荷（mOsm）=[蛋白质（g）*5.7]+[钠（mEq）]+[氯（mEq）] 成年人每天需要排出 600-900mOsm（毫渗透克分子） ，肾脏对水的最大浓 缩能力约为 1200mOsm/kg，因此机体的最小尿量为 500ml/天。当然肾脏对溶质 的排出来那个受诸多因素的影响不是一成不变的， 即使溶质量不变且肾的浓缩能 力正常，水的排出量由于饮水量的不同也将导致排尿量的不同。 3.粪便水的丢失 粪便的含水量在身体正常的情况下，一般相对稳定，约含有 70%的水分。 一些便秘的人的粪便由于在体内存留的时间过长，导致粪便比较干燥，粪便的含 水量一般为 40%-60%（Devroede，1993） 。一般情况下，每人每天从粪便中丢失 的水分为 100ml 左右，腹泻病人除外。 4.疾病情况引起的水的丢失 腹泻、呕吐等一些病理性的情况都会造成一些水分的丢失。还有一些人为 了减肥服用过多的利尿剂也会导致水分的丢失加大。 （七）水在体内的平衡 一个成年人身体内含有大约 70%左右的水分， 平常不被人们所重视， 只有在 脱水的时候才引起人们的注意。 如上所述，身体内的水分受到精密的平衡机制所 调控，可以保持在一定的范围内。当平衡被打破时，就会发生脱水或水中毒。我 们身体的调节机制能够很快地回复身体水的平衡， 水的波动或变化在一天内就可 以完成，而脂肪重量的变化一般要几天甚至几周才能完成。但是身体的状态、环 境、 运动量等对人体的稳定状态都有影响， 有事可以导致身体内水的平衡的失调。
