Institut für Umweltanalytik und Wasserwirtschaft

Physiologische Bedeutung von Wasser

Wasser ist ...

... ein Synonym für Leben.

... unser Lebensmittel Nr.2

... das Lebenselixier der Evolution

... ein Hauptbestandteil unseres Körpers.

Wasserhaushalt

Der Wassergehalt im Körper beträgt

• bei der Frau 45 – 55%
• beim Mann 50 - 60 %
• beim Neugeborenen bis 80%

Der Fettgehalt des Körpers macht einen Großteil der Differenz zu 100 % aus.

Wasser ist

• Lösungsmittel
• Transportmittel
• Reaktionspartner
• ein wichtiges Kühlmittel
• Baustoff

Transportmedium

Wasser ist im Körper an allen Transportvorgängen als Trägermedium für gelöste und aufgeschwemmte Stoffe beteiligt – im Magen-Darm-Trakt, im Blut und im Lymphsystem.

Wasserkompartimente des Körpers

Der Wassergehalt des menschlichen Organismus beträgt je nach Menge des Körperfettes 50 – 70 % des Körpegewichtes.

Das Gesamtkörperwasser lässt sich in einzelne Räume unterteilen, und zwar zunächst in einen intra- und extrazellulären Raum einteilen.

Extrazellulärer Raum: ca. 1/3

Intrazellulärer Raum: ca. 2/3

Auch die Konzentrationen der Elektrolyte unterscheiden sich zwischen den Kompartimenten: außerhalb der Zellen liegen höhere Konzentrationen an Natrium und Chlorid vor, in den Zellen höhere Konzentrationen an Kalium und Phosphat.

Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kompartimenten

(Elektrolythaushalt)

Verteilung der mengenmäßig und damit für den osmotischen Druck wesentlichen Kationen und Anionen sind Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, PO₄^3- und organische Anionen. Wassermoleküle können frei zwischen allen Räumen diffundieren (sie durchqueren die Zellmembran in den Aquaporinen).

Der Ionenaustausch zwischen den Kompartimenten erfolgt selektiv über dedizierte Transferproteine in der Zellmembran.

Ernährungsphysiologische Bedeutung von Mineralstoffen im Trinkwasser

Die im Trinkwasser, auch im sogenannten Mineralwasser, enthaltenen Mineralien sind in so geringen Konzentrationen vorhanden, dass sie ernährungsphysiologisch kaum ins Gewicht fallen. Um seinen Tagesbedarf an Mineralstoffen nur durch Trinkwasser zu decken, müsste man rechnerisch mindestens einen Eimer Wasser trinken. Es genügt eine ausgewogene Ernährung, in der alle Mineralstoffe, die der Körper braucht, enthalten sind.

Einwandfreies Trinkwasser wie Leitungs-, Mineral- und Tafelwasser hat gesundheitlich immer die gleiche Wirkung. Leitungswasser von öffentlichen Versorgern hat in Deutschland einen hohen Hygienestandard. Wasser aus Gruppenversorgungen oder Hausbrunnen unterliegt weniger Kontrollen und kann im Einzelfall hygienisch beeinträchtigt sein.

Die Schadstoffaufnahme über feste Lebensmittel und die Atemluft liegt in der Regel um 100 bis 1000mal höher als über Trinkwasser.

Aus hygienischer und ernährungsphysiologischer Sicht gibt es keinen Grund, abgefülltes Wasser aus dem Handel zu kaufen. Das wichtigste Kaufargument ist der gegenüber Leitungswasser andere Geschmack durch Kohlensäurezusatz oder andere Mineralstoffgehalte.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) weist darauf hin, dass bei der Verwendung von Trinkwasser – auch solchen mit sehr geringen Mineralstoffgehalten – in vielen Ländern der Welt keine ungünstigen Auswirkungen auf die Gesundheit bekannt geworden sind.

Regulation des Wasserhaushaltes

Steuerung und der Wasserausscheidung und damit die Regelung des Elektrolythaushalts erfolgt über hormonelle Signale an die Niere.

Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)

antidiuretisches Hormon (ADH, auch Vasopressin)

Natriuretische Peptide (AND)

Außerdem ist der Neurotransmitter Histamin über das zentrale Nervensystem an der Auslösung des Durstgefühls und der Flüssigkeitsverteilung bei Wassermangel beteiligt – es bildet sich ein Überschuss an Histamin, auch im zentralen Nervensystem.

Die tägliche Flüssigkeitsbilanz (Kreislauf)

Die tägliche Flüssigkeitsbilanz muss ausgeglichen sein. Der tägliche Flüssigkeitsbedarf hängt vom Körpergewicht des gesunden Erwachsenen ab – je höher das Gewicht, desto größer ist auch der Wasserbedarf.

Wasseraufnahme

Im Magen schließen die Magensäfte die Nähr- und Mineralstoffe der festen Nahrung zu einem Brei auf, der deutlich höhere Elektrolytkonzentrationen als Trinkwasser enthält und auch Elektrolyten, die im Trinkwasser nur in geringen Konzentrationen (Phosphat) oder gar nicht vorkommen (organische Säurereste). Wasser, das getrunken wurde, vermischt sich mit diesem Nahrungsbrei und verdünnt ihn ein wenig.

Der saure, wässrige Nahrungsbrei wird nach ausreichender Zersetzung der langkettigen Proteine in den Zwölffingerdarm weitergeleitet, wo er durch Zusatz der Galle und des Bauchspeichels wieder auf einen neutralen bis schwach alkalischen pH-Wert eingestellt wird. Die Resorption des Wassers (Aufnahme in den Blutkreislauf) erfolgt im Dünndarm und im Dickdarm.

Wird die Aufnahme von Wasser im Dickdarm z.B. durch hohe Magnesiumkonzentrationen behindert, kommt es zu Durchfall. Wird der daraus resultierende Mehrbedarf an Wasser nicht ausgeglichen, kann der Körper dehydrieren.

Situationen mit erhöhtem Trinkbedarf

• Hitze
• Intensive körperliche Aktivitäten
• Trockene Luft
• Hoher Verzehr von kochsalzhaltigen oder stark gewürzten Lebensmitteln
• Fieber, Schnupfen
• Durchfall, Erbrechen

Der Mehrbedarf kann 2 bis 4 Liter am Tag betragen.

Das meiste Wasser in Form von Nahrung, Kaffee, Trink- und Mineralwasser sowie (insbesondere bei Männern) alkoholische Getränke aufgenommen.

Durstempfinden im Alter

• Das Durstempfinden nimmt mit zunehmendem Alter ab, so dass häufig zu wenig getrunken wird.
• Ein entstehendes Flüssigkeitsdefizit wird nicht oder erst sehr spät wahrgenommen.
• Viele Senioren trinken nichts zum Essen
• Manche haben Angst vor nächtlichen Toilettengängen
• Männer trinken auf Grund von Prostatabeschwerden häufig zu wenig.
• Erhöhte Wasserverluste nach Einnahme von Diuretika

Folgen: Austrocknung und verschiedene Erkrankungen.

In der Regel wird auch vom gesunden Erwachsenen zu wenig Wasser aufgenommen, bedingt durch Stress im Berufsleben oder Unkenntnis über die Bedeutung der Wasseraufnahme. Häufig begibt man sich in Situationen, die den Gang zur Toilette unmöglich machen oder sehr schwierig gestalten, und entscheidet sich bewusst für eine Verringerung der Flüssigkeitsaufnahme. In anderen Situationen steht keine geeignete Flüssigkeit zur Verfügung.

Unzureichende Wasserzufuhr führt zu

• Müdigkeit, Erschöpfung, Übelkeit
• Aggressivität
• Muskelkrämpfe
• Verwirrtheit, Benommenheit, Apathie, Unruhe
• Kreislaufkollaps
• Hitzschlag

Es schränkt die geistige und körperliche Leistungsfähigkeit ein: Aufmerksamkeit in der Schule oder bei der Arbeit, Reaktionsfähigkeit im Verkehr oder bei der Arbeit mit Maschinen

Wassermangel im Körper

Das Blut dickt ein:

• Das Herz muss sich mehr anstrengen, schneller schlagen
• Das dickflüssige Blut fließt langsamer
• Muskeln und Organe werden schlechter mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt
• Der Abtransport von Stoffwechselprodukten sowie die Wärmeregulation verschlechtert sich

Gesundheitliche Aspekte ausreichender Wasserzufuhr

• Vorbeugung gegen Kopfschmerzen, Migräneanfällen oder Verkaterung
• Wasser trinken erhöht den Energieverbrauch und erleichtert das Abnehmen durch einen thermogenen Effekt.
• Eine gute Wasserversorgung verbessert die Durchblutung (besonders der Haut) und den Stoffwechsel.
• Das psychische Wohlbefinden nimmt zu und Stress wird abgebaut.

Sportgetränke

Anforderungen an ein Sportgetränk

• gute Verträglichkeit
• schneller Ausgleich von Wasserverlusten
• je nach Situation:
  a) Ausgleich der Verluste an Elektolyten
  b) Zufuhr von schnell verfügbaren Kohlehydraten
• guter Geschmack, damit auch ausreichend getrunken wird

Die wichtigsten Einflussfaktoren für eine schnelle Aufnahme sind die Gehalte an Elektrolyten und Kohlehydraten. Die Zusammensetzung des Getränks beeinflusst die Magenentleerungsrate (Verweildauer) und die Absorptionsrate im Dünndarm.

Faktoren für die Wasserabsorption

• Konzentration von Glucose und Natrium: in Gegenwart von Glucose und Natrium werden aktive Transportmechanismen im Dünndarm wirksam
• Tonizität (osmotischer Druck)
  optimal: isotone oder leicht hypotone Lösungen
  bei hypertonen Lösungen wird kurzfristig Wasser aus dem Blutkreislauf ins Darmlumen abgegeben – beim Sport ein unerwünschter Effekt.

Beispiele für hypotone, isotone und hypertone Getränke:

Grundsätzliches zur Zusammensetzung

Ein Sportgetränk (auch Elektrolytgetränk, Sportlergetränk) muss so weit wie möglich auf die jeweilige Situation abgestimmt sein. Entscheidende Einflussfaktoren sind die Intensität und Dauer eines Trainings oder Wettkampfes. Daneben muss die indviduelle Verträglichkeit gewährleistet sein.

Pseudowissenschaftliche Behauptungen über Wasser

Im Handel ist eine Vielzahl von Behandlungsmethoden für Trinkwasser erhältlich, die eine Verbesserung der Wasserqualität und häufig darüber hinaus gesundheitliche Effekte auf den Menschen versprechen.

Seriöse Produkte bieten eine Aufbereitung des Trinkwassers mit messbaren physikalischen und chemischen Veränderungen des Wassers an. Eine Reduktion des Kalkgehalts oder des Salzgehaltes verändert den Geschmack des Wassers und daraus bereiteter Getränke (Kaffee, Tee). Eine Veränderung des pH-Werts ändert auch den Geschmack. Physiologische Wirkungen dieses Wassers, die sich von der Wirkung normalen Trinkwassers unterscheiden, sind nicht nachweisbar – im Magen wird jegliches Wasser mit den Magensäften (Säure) und dem sonstigen Mageninhalt (feste Nahrung) vermischt.

Aufbereitungsmethoden

• Gereinigtes Wasser (z.B. durch Umkehrosmose)
• Demineralisiertes (über Ionenaustausch) oder destilliertes Wasser
• oxigeniertes Wasser
• Ionisiertes Wasser (pH-Wert-Änderung, Änderung im Mineralstoffgehalt)

Daneben werden auch Methoden zur Wasseraufbereitung bzw. damit aufbereitetes Wasser angeboten, die sich zwar mit wissenschaftlich klingenden Argumenten präsentieren, die aber keine mit naturwissenschaftlichen Methoden messbaren Veränderungen des Wassers bewirken.

• energetisiertes Wasser (Gesundheitswasser) – wird z.T. auch dem Ionisierten Aktivwasser nachgesagt
• revitalisiertes Wasser
• tachyonisiertes Wasser
• belebtes Wasser (z.B. evitiertes Wasser, formatiertes Wasser, informiertes Wasser oder Grander-Wasser)

Häufig berufen sich diese wissenschaftlich nicht nachweisbar wirksamen Methoden auf Begriffe aus Wissenschaften, die über das Verständnis der Allgemeinheit hinausgehen – Tachyonen sind z.B. hypothetische überlichtschnelle Elementarteilchen, deren Herstellung oder Nachweis noch keinem Physiker gelungen ist, wohl aber diesen Produzenten von im Handel für reales Geld erhältlichen Wasser. Viele Theorien sprechen von einem Wassergedächtnis analog zur Homöopathie, und einige sprechen von nicht näher ausgeführten Quanteneffekten.

Der Mythos, dass flüssiges Wasser kristallähnliche Strukturen enthält, die sich durch Anlagerung an Inhaltsstoffe gebildet haben und nach Ablösung dieser Inhaltsstoffe bestehen bleiben, entspricht nicht dem beobachteten Verhalten von Wasser. Es ist richtig, dass sich Wasser im Kontakt mit Inhaltsstoffe nach diesen ausrichtet und sie mit einer in der Umgebung dieser Stoffe ausgerichteten Schichtfolge von Wassermolekülen umgibt – übrigens auch mit den Gefäßwandungen. Es ist allerdings unmöglich, die Inhaltsstoffe aus dieser Hülle herauszulösen, ohne dass die Struktur dieser Hülle aufgegeben wird. Auch sogenannte Wassercluster sind extrem kurzlebig, zumal selbst die Zuordnung der Wasserstoffatome zu einem Sauerstoffatom sich im Wechsel von kovalenten Bindungen und Wasserstoffbrückenbindungen sehr schnell ändern kann.

Die Anwesenheit anderer Energieformen in Wasser oder belebter Materie sind Glaubenssätze ganzheitlicher Weltanschauungen und als solche wissenschaftlich nicht beweis- oder widerlegbar.