Содержание
Жизнь без воды возможна, но в этом есть свои нюансы,
Человеческий организм использует воду для регулирования температуры тела и поддержания метаболизма. Она также помогает растворять необходимые витамины и питательные вещества из пищи.
Related video
Вода считается настолько важной для создания и поддержания жизни, что немногие ученые допускают возможность существования внеземных организмов без ее участия, пишет Science Focus.
Но почему она настолько важна? Причин несколько, однако все они связаны с ее уникальными химическими свойствами.
Химическая формула, известная как h3O, представляет собой простую молекулу, состоящую из двух маленьких положительно заряженных атомов водорода и одного большого отрицательно заряженного атома кислорода. Это придает каждой молекуле и самому веществу то, что называется полярностью.
Противоположные заряды означают не только то, что различные части близлежащих молекул воды прилипают друг к другу, но и то, что вода взаимодействует с заряженными элементами других молекул, часто способствуя их разрушению и растворению.
Чтобы тысячи химических реакций, происходящих в наших клетках, протекали быстро и эффективно, участвующие в них молекулы должны иметь возможность свободно смешиваться — они должны быть в чем-то растворены. Вода настолько хорошо с этим справляется, что ее называют «универсальным растворителем».
Зарождение жизни. Один из известных снимков Леннарта Нильсона.
Фото: Yeu Tre
Хотя другие вещества имеют сходную с водой растворяющую способность, они не обладают ее химической стабильностью и возможностью нейтрализовать сильные кислоты. Полярность воды также способствует образованию тонких мембран, в которые заключены все живые клетки.
В воде специальные жиры, называемые липидами, выстраиваются так, чтобы их концы, которые любят воду были обращены наружу, а те, что ее ненавидят — внутрь, образуя непрерывную, но гибкую двухслойную пленку, как снаружи мыльного пузыря. Полярность воды также помогает молекулам воды прилипать друг к другу, придавая жидкости еще одно полезное свойство, называемое когезией, означающей, что вода будет проходить по очень тонким трубкам, даже против силы тяжести, что позволяет воде течь на сотни метров от земли до верхушек высоких деревьев.
А могут ли существовать странные формы жизни, которым не нужна вода? Да, это возможно. Но по мнению ученых, для выживания жизни как минимум требуется какая-то жидкость, а наиболее перспективными альтернативами являются аммиак и формамид. Однако обе жидкости имеют свои нюансы.
Жидкий аммиак существует только при очень низких температурах, поэтому маловероятно, что организмы смогут найти в нем энергию для поддержания метаболизма.
Иллюстрация того, как вы выглядела наша планета без воды.
Фото: Reddit
С другой стороны, формамид в отличие от воды остается жидким в большем диапазоне температур, и точно так же, как и жидкость, является растворителем, способный растворять многие органические материалы, но до сих пор ученые не нашли доказательств того, что он может поддерживать жизнь. Если формы организмов, не требующие воды, действительно существуют, они будут сильно отличаться от жизни, существующей на Земле.
Но как бы там не было, без воды на Земле никогда бы ничего не зародилось. Выступая в качестве среды, в которой органические соединения могли смешиваться друг с другом, вода способствовала формированию первых форм жизни на планете, возможно, даже защищая их от солнечной радиации.
С тех пор она играет важнейшую роль в выживании — от простых организмов до самых сложных растений и животных. В организме человека вода действует как растворитель и механизм доставки, растворяя необходимые витамины и питательные вещества из пищи и доставляя их в клетки. Наш организм также использует воду для регулирования температуры тела и поддержания метаболизма. Поэтому неудивительно, что вода составляет примерно 60 % нашего тела или что мы не можем обходиться без нее больше нескольких дней.
Помимо того, что вода необходима для функционирования нашего организма, она также способствует жизни множеством других способов. Без нее люди не смогли бы выращивать урожай, содержать скот или мыть продукты. Поскольку вода существует еще и в виде пара, она может накапливаться в атмосфере и доставляться в виде дождя по всей планете.
Факты о воде
Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она – непременная составляющая часть всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды.
Из воды состоят все живые растительные и животные существа:
рыбы – на 75%; медузы – на 99%; картофель — на 76%; яблоки — на 85%; помидоры — на 90%; огурцы — на 95%; арбузы — на 96%.
В целом организм человека состоит по весу на 50-86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Содержание воды в различных частях тела составляет: кости – 20-30%; печень — до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки — до 82%; кровь – до 85%.
Это обстоятельство позволило фантасту В. Савченко заявить о том, что у человека “гораздо больше оснований считать себя жидкостью, чем, скажем, у сорокапроцентного раствора едкого натрия”.
На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления.
Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.
Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю — смерть наступит через 5 дней. По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% — начинаются галлюцинации, при 12% человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потере 20% наступает неизбежная смерть.
В организме человека вода:
- увлажняет кислород для дыхания;
- регулирует температуру тела;
- помогает организму усваивать питательные вещества;
- защищает жизненно важные органы;
- смазывает суставы;
- помогает преобразовать пищу в энергию;
- участвует в обмене веществ;
- выводит различные отходы из организма.
Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% (0,5- 1,0л). Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 20% (7 — 8л) уже смертельна.
Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно.
Правильный питьевой режим подразумевает сохранение физиологического водного баланса — это уравновешивание поступления и образования воды с ее выделением.
Суточная потребность взрослого человека в воде – 30-40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 — 2,5 литра воды. В жарких районах планеты — 3,5 — 5,0л в сутки, а при температуре воздуха 38–40С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0 — 6,5л воды. При этом нельзя ориентироваться на то, испытываете вы жажду или нет, поскольку этот рефлекс возникает уже поздно и не является адекватным показателем того, сколько воды нужно вашему организму.
Небезынтересно узнать, что в кашах содержится до 80% воды, в хлебе – около 50%, в мясе – 58-67%, в овощах и фруктах – до 90% воды, т.е. “сухая” еда состоит на 50-60% из воды.
А около 3% (0,3л) воды образуется в результата биохимических процессов в самом организме.
По некоторым оценкам за 60 лет жизни человек выпивает около 50т воды – целую цистерну!
Участвуя в обмене веществ, вода позволяет уменьшить жировые накопления и снизить вес. Многие из тех, кто хочет похудеть, считают, что их организм удерживает воду и стараются меньше ее пить. Однако вода является естественным мочегонным средством и, если вы ее пьете, то теряете в весе.
Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым. Ему проще контролировать свой вес, поскольку улучшается пищеварение, а когда вас тянет перекусить, часто достаточно бывает просто попить воды, чтобы снизить аппетит. Симптомами обезвоживания организма являются сухая кожа (может сопровождаться зудом), усталость, плохая концентрация внимания, головные боли, повышение давления, плохая работа почек, сухой кашель, боли в спине и суставах.
Исследованиями ученых уже доказано, что употребление достаточного количества воды может свести к минимуму боли в спине, мигрени, ревматические боли, а также понижение уровня холестерина в крови и кровяного давления, уменьшая тем самым вероятность сердечного приступа. Потребление достаточного количества воды — это один из лучших способов предотвратить образование камней в почках. Так как вода не содержит солей, жира, холестерина и кофеина, то, соответственно, она по-другому выводится из организма.
Немецкие ученые, проведя испытания на студентах-добровольцах, пришли к выводу, что те, которые пьют воды и напитков больше, проявляют и больше выдержки и склонности к творчеству, чем пьющие меньше.
Регулярное потребление воды улучшает мышление и координационные действия мозга. Головной мозг и весь организм будут достаточно заряжены нужными веществами, если вода, которую мы пьем, будет высокого качества, то есть, будет богата минеральными веществами. Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но гораздо полезнее пить часто и понемногу. Вредно выпивать сразу много жидкости, так как вся жидкость всасывается в кровь, и, пока ее излишек не будет выведен из организма почками, сердце получает излишнюю нагрузку.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что роль воды для человека огромна. Сегодня каждый человек может создать для себя условия сохранения бесценного водного баланса путем правильной организации питьевого режима.
Делимся секретами жизни без воды | Интегративная и сравнительная биология
Статья журнала
Питер Альперт
Питер Альперт
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
Интегративная и сравнительная биология , том 45, выпуск 5, ноябрь 2005 г. , страницы 683–684, https://doi.org/10.1093/icb/45.5.683
Опубликовано:
01 ноября 2005 г.
Фильтр поиска панели навигации
Интегративная и сравнительная биологияЭтот выпускЖурналы SICBБиологические наукиКнигиЖурналыOxford Academic
Термин поиска мобильного микросайта
Закрыть
Фильтр поиска панели навигации
Интегративная и сравнительная биологияЭтот выпускЖурналы SICBБиологические наукиКнигиЖурналыOxford Academic
Термин поиска на микросайте
Расширенный поиск
Вода и жизнь неразделимы. Ни одно известное живое существо не может функционировать без воды, и жизнь существует везде, где есть вода на Земле (Rothschild and Mancinelli, 2001). Таким образом, одна из самых больших проблем жизни на суше заключается в том, что воздух почти всегда смертельно сух. Например, при равновесии с относительной влажностью воздуха 50% при 20°C содержание воды в клетках составляет около 0,1 г H 2 O г -1 сухой массы. Вероятно, этого количества воды недостаточно, чтобы окружить белки и мембраны клетки (Billi and Potts, 2002), поэтому метаболизм останавливается и погибают почти все животные и растения.
Тем не менее, очень мало животных, несколько растений и неизвестную долю микробов можно на время отделить от воды. Они могут высохнуть, не умирая, выживать от нескольких часов до десятилетий в высушенном, аметаболическом состоянии, а затем восстанавливать полную функцию после повторного намокания. Они либо маленькие, либо встречаются в основном там, где мало других организмов могут выжить. Хотя эта общая таксономическая и экологическая область устойчивости к высыханию до сих пор малоизвестна даже среди биологов, она была хорошо известна полвека назад (Alpert, 2000). Что ждало ответа с помощью более современных методов, так это двойная загадка, возникающая в связи с удивительной выживаемостью, но скромным распространением устойчивых к высыханию организмов: как они переносят высыхание? и почему они не более распространены?
Таким образом, это были две центральные темы симпозиума «Сравнительные механизмы и эволюция устойчивости к высыханию у животных, микробов и растений», состоявшегося на собрании Общества интегративной биологии в 2005 году. Это был первый симпозиум с момента появления молекулярной генетики для сравнения всех трех групп устойчивых к засухе организмов, в котором приняли участие исследователи с четырех континентов и из различных дисциплин, от экологии до биофизики.
В первых шести статьях рассматриваются механизмы устойчивости к высыханию, способы достижения устойчивости. Бартелс (в этом выпуске) рассматривает доказательства важности сахаров, защитных белков и регуляторных генов для стабилизации цветковых растений, устойчивых к высыханию, Craterostigma plantigineum. Во время высыхания нематода Aphelenchus avenae активирует гены, которые кодируют некоторые уникальные белки, а также некоторые члены семейства белков, связанных с толерантностью растений (Goyal et al., в этом выпуске). Кикавада и др. (данный выпуск) отмечают важность синтеза сахаров во время сушки для индуцирования толерантности у личинок мухи Polypedilum vanderplanki ; у этого вида поведенческая реакция, которая замедляет высыхание, по-видимому, помогает обеспечить время для синтеза. Клегг (в этом выпуске) рассматривает биохимию и биофизику, связанные с устойчивостью ракообразных к высыханию, Artemia franciscana, и представляет новые данные о переносимости жары.
Отрицательная корреляция между продолжительностью высыхания семян и спор и числом двойных связей в ацильных цепях липидов в их мембранах указывает на то, что разрушение мембран ограничивает продолжительность жизни растений в высушенном состоянии и что липидный состав важно (Hoekstra, этот выпуск). Краннер и Биртич (в этом выпуске) подчеркивают важность антиоксидантов как поглотителей свободных радикалов, вызывающих окислительные повреждения во время сушки; основной антиоксидант глутатион может вызвать запрограммированную гибель клеток, если сам не восстановится. В этих работах предполагается, что вся устойчивость к высыханию в основном зависит от небольшого набора механизмов, которые стабилизируют макромолекулы и мембраны при высыхании клеток и защищают клетки от повреждений в высыхании. Однако детали механизмов различаются между видами.
Вторые шесть статей исследуют эволюцию и экологию устойчивых к засухе животных и растений: как толерантность влияет на приспособленность и когда ее отбирают? Треонис и Уолл (в этом выпуске) показывают, что нематоды в почве Антарктики могут иметь лишь редкие короткие периоды активности при высокой влажности почвы. Уолтерс и др. (данный выпуск) сообщают о доказательствах того, что умеренная температура и умеренная влажность сокращают продолжительность жизни высушенных организмов. Риччи и Каприоли (этот выпуск) не находят очевидных метаболических издержек циклов высушивания у коловраток и представляют доказательства того, что они не стареют в высушенном состоянии, но отмечают, что наземные коловратки, у которых толерантность является обязательной, как правило, имеют более низкую плодовитость, чем водные. Йонссон (в этом выпуске) сообщает об аналогичной связи между низкой плодовитостью и толерантностью у тихоходок, а также о связи с большим размером яиц.
Одна из причин, по которой толерантность у растений развивается легче, чем у животных, заключается в том, что гены, необходимые для толерантности, сохраняются в результате отбора семян и спор. Сравнение молекулярной биологии и физиологии толерантности семян и вегетативных тканей покрытосеменных поддерживает гипотезу о том, что вторая происходит от первой (Illing et al., в этом выпуске). Толерантность взрослых мохообразных также может быть обусловлена устойчивостью спор (Oliver et al., 9). 0018 этого выпуска). Вместе эти документы, как правило, поддерживают общее мнение о том, что предотвращение высыхания, когда это возможно, может привести к большей продуктивности, чем терпимость к нему, что приводит к потере устойчивости в процессе эволюции, когда это не является необходимым.
Понимание механизмов и эволюции толерантности позволяет нам задать третий, более корыстный вопрос: можем ли мы ее создать? Ни одно из животных или растений, выращиваемых людьми для еды, не может переносить высыхание, а засуха, вероятно, является основной экологической причиной голода во всем мире. Запасы крови и других клеток человека для медицинских целей сильно ограничены их коротким сроком хранения в свежем виде. Можем ли мы создать толерантность у чувствительных видов или клеток? В последних трех статьях рассматриваются перспективы создания устойчивости к высыханию. Кроу и др. (в этом выпуске) описывается, как основной сахар, участвующий в толерантности у животных, трегалоза, успешно используется для индукции толерантности в тромбоцитах крови человека, и как заимствование стрессового белка из Artemia помогло улучшить толерантность ядерных клеток. Основываясь на сравнении реакции на высушивание прокариотических и эукариотических клеток, Potts et al. (данный выпуск) предполагают, что «общий набор структурных, физиологических и молекулярных механизмов» устойчивости к высыханию может привести нас к разработкам, расширяющим устойчивость к чувствительным клеткам. Альперт (этот выпуск) поддерживает этот обнадеживающий прогноз для одиночных клеток и призывает к дальнейшему сосредоточению внимания на компромиссах между толерантностью и продуктивностью.
Симпозиум был щедро поддержан Обществом, Министерством сельского хозяйства США, Национальным научным фондом, а также грантами для отдельных участников из их родных учреждений и других обществ и агентств. Благодаря участникам симпозиума и редакции ICB, немедленным результатом стал этот номер.
Альперт
,
П.
2000
. Открытие, масштабы и загадка устойчивости растений к высыханию.
Экология растений
,
151
5
-17.
Билли
,
Д.
и М. Поттс.
2002
. Жизнь и смерть высушенных прокариот.
Исследования в области микробиологии
,
153
7
-12.
Ротшильд
,
Л. Дж.
и Р. Л. Манчинелли.
2001
. Жизнь в экстремальных условиях.
Природа
,
409
1092
-1101.
Общество интегративной и сравнительной биологии
Раздел выпуска:
Введение
Скачать все слайды
Реклама
Цитаты
Альтметрика
Дополнительная информация о метриках
Оповещения по электронной почте
Оповещение об активности статьи
Предварительные уведомления о статьях
Оповещение о новой проблеме
Получайте эксклюзивные предложения и обновления от Oxford Academic
Ссылки на статьи по телефону
Последний
Самые читаемые
Самые цитируемые
Приглашенные редакторы группы геномики
Планы тела Viridiplantae через призму летописи окаменелостей и молекулярной биологии
Профессор-метаморфизатор: адаптация преподавания для выполнения обещаний биологического образования
Экоиммунология: что нетрадиционные организмы говорят нам через два десятилетия
Биотические взаимодействия и будущее рыб на коралловых рифах: важность подходов, основанных на признаках
Реклама
Как долго вы можете прожить без воды?
Загрузка
Наихудший сценарий | Вода
Как долго вы сможете прожить без воды?
(Изображение предоставлено Getty Images)
Автор Abigail Beall20th October 2020
Вода — один из жизненно важных компонентов жизни на Земле, но что с нами будет, если вдруг не удастся достать эту драгоценную жидкость?
T
Река была недалеко. Чаз Пауэлл мог видеть, как замбези бурлит над валунами в ущелье в нескольких сотнях метров под ним. Это было мучительно близко, но вне его досягаемости.
«Я не могу описать, как я хотел пить, — говорит Пауэлл. Балансируя на краю утеса на вершине ущелья, он исчерпал воду и не мог спуститься к реке. Вспоминая шаткое положение, в котором он оказался, Пауэлл описывает непреодолимое чувство паники, когда он беспокоился о том, как найти что-нибудь выпить.
«К этому моменту я начал чувствовать себя очень плохо», — говорит он. «Я начал перегреваться, и температура моего тела была просто безумной».
Пауэлл, проводник экспедиции из Шропшира в Великобритании, собирался испытать, что значит оказаться в затруднительном положении без товара, который большинство из нас считает само собой разумеющимся.
В большинстве развитых стран получить доступ к чистой воде так же просто, как открыть кран. Люди в этих местах выливают галлоны его в канализацию каждый день, не задумываясь, когда чистят зубы, принимают душ и смывают воду в унитазе. Но около 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к безопасной питьевой воде, а в общей сложности 2,7 миллиарда человек испытывают трудности с доступом к воде по крайней мере один месяц в году.
Вода является одним из основных компонентов жизни на Земле, и наши тела в основном состоят из нее. Когда мы вынуждены обходиться без воды, все действительно очень быстро может стать скверным.
Чаз Пауэлл шел вдоль реки Замбези, когда он оказался в затруднительном положении без доступа к воде. его поездка к истокам в Замбии. Он следовал по реке через восточную Анголу, через границы Намибии и Ботсваны, пока не достиг ущелья на границе Замбии и Зимбабве, после водопада Виктория. Здесь местность стала намного сложнее для прохождения.
«Ущелья — это крутые отвесные скалы, прорезающие ландшафт примерно на 150 миль, — говорит Пауэлл. Это был август 2016 года, самое жаркое время года, когда температура днем достигала 50°C (122F). Пауэллу, которому в то время было 38 лет, в это время года приходилось ходить пешком, чтобы избежать поймы Баротсе, которая находится под водой примерно 90% времени.
Его путь шел хорошо, каждый день он преодолевал около 20 миль (36 км). Но оказавшись в ущельях, Пауэлл обнаружил, что значительно замедляется. «Я ходил, может быть, пару миль в день, если и так, просто преодолевая валуны», — говорит он. «Это было так медленно».
Вам также могут понравиться:
- Человек, у которого кончился воздух
- Что происходит, когда заканчивается еда
- В городе заканчивается вода
При таком медленном темпе, как подсчитал Пауэлл, потребуется месяц, чтобы добраться до другого конца ущелья, а так как на многие мили вокруг не было других людей, у него начала заканчиваться еда. «Единственное, что я видел, когда был внизу, — это бабуины, бросающие камни, и огромные пороги, проходящие через это огромное ущелье», — говорит он.
После двух недель попыток пробраться через ущелье Пауэлл решил, что ему нужно найти другой маршрут. На своей карте он видел еще одну реку, впадающую в Замбези, которая выглядела довольно солидно. «Я подумал про себя, что смогу забраться на вершину, до этой другой реки будет около 20 км (12 миль), — говорит он. «Но я не знал, какой будет вершина земли в этот момент, я просто подумал: «Это потенциально четыре часа быстрой ходьбы, я могу это сделать».
Отправившись в путь в 4 утра, Пауэлл выбрался из ущелья с двухлитровыми бутылками с водой. Он привык пить прямо из «Замбези», поэтому не предвидел необходимости носить с собой что-то еще. Когда он начал идти, было уже 48C (118F), а через три часа он выбрался из ущелья, которое, по его мнению, находилось на высоте от 750 м (2475 футов) до одного километра подъема. На данный момент у него осталась одна бутылка с водой. Но когда он достиг вершины, это было не то, что он ожидал.
«На мой взгляд, вершина должна быть очень ровной и по ней будет легче ходить, но она просто полностью заросла шипами, и это просто ряд небольших холмов, спускающихся к ущелью», — говорит Пауэлл. После трех часов хождения кругами в поисках пути у него полностью закончилась вода.
«Я бы, наверное, прошел пару километров, если что», — говорит он. «Я еще даже не выбрался из самого ущелья, поэтому решил, что попытаюсь спуститься обратно». Но он был не в том месте, откуда вылез, а был на краю обрыва. Он мог видеть реку далеко внизу в ущелье, но не было никакой возможности спуститься вниз.
Более миллиарда человек во всем мире до сих пор не имеют доступа к чистой питьевой воде (Фото: Alamy)
В среднем вода составляет около 60-70% человеческого тела, в основном в зависимости от вашего возраста. Наше тело теряет воду с мочой, потом, фекалиями и дыханием, поэтому нам приходится постоянно восполнять ее питьем и едой (около трети воды, которую мы потребляем, поступает с пищей). Если мы этого не делаем, наш организм может обезвоживаться.
Первой стадией обезвоживания является жажда, которая проявляется при потере 2% массы тела. «Когда появляется жажда, ваше тело цепляется за всю оставшуюся влагу», — говорит Дилип Лобо, профессор желудочно-кишечной хирургии, который исследует баланс жидкости и электролитов. «Ваши почки посылают меньше воды в мочевой пузырь, темнея мочу. Чем меньше вы потеете, тем выше температура вашего тела. Ваша кровь становится более густой и вялой. Чтобы поддерживать уровень кислорода, частота сердечных сокращений увеличивается».
Скорость, с которой происходит обезвоживание, зависит от крайностей, воздействующих на тело, но без воды при температуре 50°C (122°F) в сочетании с экстремальными физическими упражнениями обезвоживание может быстро стать смертельным. «У людей есть верхний предел устойчивости к жаре, за пределами которого мы страдаем от теплового стресса и даже умираем», — говорит Лобо. «Уровень смертности действительно растет в очень холодные дни, но гораздо быстрее увеличивается в очень жаркие дни».
При выполнении упражнений в жаркой среде человеческий организм может терять от 1,5 до 3 литров (2,6-5,3 пинты) воды каждый час из-за пота. Еще 200-1500 мл (0,3-2,6 пинты) могут быть потеряны в виде влаги с выдыхаемым воздухом, в зависимости от влажности окружающего воздуха.
Эффект, который это может начать оказывать на человеческое тело, огромен. Даже легкое обезвоживание может вызвать у нас чувство усталости и снижение физической работоспособности. По мере того, как мы теряем больше воды, наша способность охлаждаться за счет потоотделения также снижается, что увеличивает риск перегрева.
Когда из нашего тела выходит больше воды, чем поступает, наша кровь начинает сгущаться и становиться более концентрированной, а это означает, что нашей сердечно-сосудистой системе приходится работать усерднее, чтобы поддерживать высокое кровяное давление.
Наши почки пытаются компенсировать это, удерживая больше воды за счет сокращения мочеиспускания, вода также выбрасывается из наших клеток в кровоток, заставляя их уменьшаться в размерах. Когда мы теряем 4% массы тела в виде воды, кровяное давление падает и может произойти обморок.
Третья стадия, при которой теряется 7% массы тела, — поражение органов. «У вашего тела проблемы с поддержанием артериального давления», — говорит Лобо. «Чтобы выжить, он замедляет приток крови к нежизнеспособным органам, таким как почки и кишечник, вызывая повреждения. Если ваши почки не фильтруют кровь, клеточные отходы быстро накапливаются. Вы буквально умираете за стакан воды».
Прогнозируется, что нехватка воды станет более распространенным явлением из-за изменения климата. Бегун на длинные дистанции и тренер Альберто Салазар выделял примерно 3,06 литра (5,4 пинты) пота в час в изнуряющую жару Лос-Анджелеса во время 19Олимпийский марафон 84 года и потерял 8% своего веса. Салазар, однако, смог быстро регидратироваться после марафона, и за ним ухаживала команда медицинских экспертов.
Не имея возможности добраться до источника воды, Пауэлл решил обратиться за помощью. Он активировал телефон SOS, который был у него с собой, который был связан со службой, предоставляемой американской компанией. Но когда он прошел через тех, кто на другом конце провода, не смог найти поблизости никого, кто мог бы ему помочь. Началась паника.
Отчаявшись, Пауэлл вырыл яму в сухой земле, пытаясь сохранить прохладу, и начал пить собственную мочу, которую он соединил с регидратационным саше.
У здорового взрослого человека моча на 95 % состоит из воды, а остальное — продукты жизнедеятельности, выделяемые почками, включая соли и аммиак. Когда кто-то обезвожен, содержание воды заметно снижается, что делает его более похожим на питье морской воды.
«Хотя пить мочу в краткосрочной перспективе для регидратации может быть безопасным, физиологическая реакция на обезвоживание заключается в сохранении соли и воды», — говорит Лобо. «Выделение мочи уменьшается, и в конечном итоге у человека может развиться острая почечная недостаточность и анурия (когда почки перестают вырабатывать мочу). Следовательно, количества мочи в среднесрочной перспективе будет недостаточно для поддержания адекватной гидратации».
Добавление солей для регидратации без достаточного количества воды могло бы помочь Пауэллу заменить соли и сахар, но также могло привести к дальнейшему негативному дисбалансу в его организме. В крайних случаях дисбаланс в уровне солей может привести к судорогам и даже кровоизлиянию в мозг.
В своей норе Пауэлл остывает, но быстро обезвоживается. Он вспомнил, как смотрел документальный фильм «Хождение по Нилу», в котором у писателя-путешественника Мэтта Пауэра случился тепловой удар во время экспедиции по великой реке. «Помню, я думал, что это произошло очень быстро, — говорит Пауэлл. «Итак, в моей голове я думал: «Я перегреваюсь, это происходит со мной, я действительно заболеваю».
В конце концов команда SOS сообщила Пауэллу, что они могут доставить к нему вертолет, но это займет четыре часа. «Я умру через четыре часа», — вспоминает он. «В конце концов я просто сказал себе, что лучше умру, упав с обрыва, чем буду сидеть здесь», — говорит он. Он осмотрел скалу и увидел несколько открытых корней деревьев, за которые можно было ухватиться, поэтому решил попытаться спуститься вниз, но упал с высоты 15 футов (4,5 м), порезав себе нос в процессе.
Его решение попытаться совершить восхождение могло быть частично вызвано обезвоживанием. По мере того как обезвоживание ухудшается, оно может повлиять на работу нашего мозга, нарушая наше настроение и нашу способность ясно мыслить. Приток крови к нашему мозгу и сам объем мозга уменьшаются. Уровни обезвоживания от легкой до умеренной — потеря 2% и более воды в организме — могут ухудшить нашу кратковременную память, нашу бдительность, арифметические способности и навыки координации, особенно при выполнении напряженных действий в жарких условиях. Некоторые исследования, в основном с участием пожилых пациентов, также показали, что обезвоживание может играть роль в развитии делирия.
Когда мы обезвожены, мы быстрее утомляемся, и наша физическая работоспособность ухудшается. (Фото: Alamy)
Однако подпитываемый адреналином и желанием жить, Пауэлл продолжал спускаться вниз, хватаясь за все, что мог, на скале. Достигнув выступа, он потерял сознание и ненадолго потерял сознание, прежде чем прийти в себя.
«Руки были в крови, лицо было в крови, ноги в синяках», — говорит он. Несмотря на это, Пауэлл продолжал спускаться со скалы почти час, пока не вернулся к реке. Ему пришлось сидеть там в течение часа, охлаждаясь и попивая воду, пока он не смог связаться со своим спутниковым телефоном и сообщить своим спасателям, что с ним все в порядке.
«Чаз спас себя, найдя запас воды и тень», — говорит Натали Куксон, стажер скорой помощи, работающая в Лондоне. «Отдых в тени снижает температуру тела, замедляя процесс обезвоживания».
Самое главное, когда Пауэлл в конце концов добрался до питьевой воды, она заменила жидкость, которую он потерял. «Обезвоживание обратимо, и при возмещении воды в организме возможно полное выздоровление», — говорит Куксон.
Если бы ему не удалось регидратировать, почки Пауэлла начали бы отказывать. Без достаточного поступления воды, промываемой через них, токсины могут начать накапливаться, в результате чего почки перестают функционировать должным образом. Это может привести к форме повреждения почек, известной как острый канальцевый некроз, восстановление после которого, даже если происходит регидратация, может занять несколько недель.
Дополнительная нагрузка на его сердце также могла привести к нерегулярному сердцебиению, падению артериального давления и, возможно, судорогам. Обезвоживание также может привести к затвердению жизненно важных частей сердечно-сосудистой системы, таких как кровеносные сосуды, что увеличивает риск сердечного приступа.
Обезвоживание в жарком климате только усугубляет проблему.
«Тело не может регулировать это тепло, что приводит к разрушению ключевых ферментов в нормальных метаболических путях, что приводит к нарушению функций таких органов, как мозг, сердце и легкие», — говорит Куксон. В конечном итоге это может привести к судорогам, коме и, когда органы начинают отказывать, к смерти.
Вопрос о том, как долго человек может прожить без воды, до сих пор широко обсуждается. Большинство ученых сходятся во мнении, что люди могут обходиться без еды и воды всего несколько дней.
В 1944 году двое ученых лишили себя воды – один на три дня, другой на четыре дня – но питались сухой пищей. К последнему дню эксперимента у пары возникли трудности с глотанием, их лица стали «несколько зажатыми и бледными», но они прекратили эксперимент задолго до того, как их состояние ухудшилось до такой степени, что стало опасно.
Чазу Пауэллу удалось вернуться к реке как раз вовремя, чтобы он мог напиться и остыть. Есть некоторые данные, например, о том, что человеческий организм может адаптироваться к тому уровню воды, который человек регулярно потребляет.
Дольше всех, как известно, человек обходился без воды в случае Андреаса Михавца, 18-летнего австрийского каменщика, которого оставили запертым в полицейской камере на 18 дней в 1979 после того, как дежурные офицеры забыли о нем. Его случай даже попал в Книгу рекордов Гиннеса.
В то время как немногие из нас, вероятно, испытывают такое сильное обезвоживание, около четырех миллиардов человек испытывают острую нехватку воды по крайней мере один месяц в году. Изменение климата также может затруднить доступ к источникам чистой воды во многих частях мира. По некоторым оценкам, к 2025 году две трети населения мира будут сталкиваться с нехваткой воды9.0003
Что касается Пауэлла, то его испытанием было 10 часов без воды на палящей жаре. Ему повезло. Вернувшись в Ливингстон и отдохнув неделю, он смог продолжить свое путешествие, выбрав другой маршрут. Он завершил свой путь за 137 дней. Хотя его опыт был уроком терпения, он также научил его тому, насколько важна вода.
«Конечно, я больше не воспринимаю это как должное, — говорит он.
* В более ранней версии этой статьи было неверно указано, что это был Левисон Вуд, у которого развился тепловой удар во время документального фильма «Хождение по Нилу», когда это был его компаньон Мэтт Пауэр. Это было исправлено.
—
Join one million Future fans by liking us on Facebook , or follow us on Twitter or Instagram .