Pełny tekst - Wydawnictwa NIZP-PZH

Nr 3
Wp³yw wody dejonizowanej na poziom elektrolitów
we krwi
i moczu
ROCZN.
PZH
2005,szczurów
56 NR 3, 283–289
283
MICHA£ DROBNIK, TERESA LATOUR
OCENA WP£YWU WODY DEJONIZOWANEJ NA POZIOM
PODSTAWOWYCH ELEKTROLITÓW WE KRWI I MOCZU
ZWIERZ¥T DOŒWIADCZALNYCH *
THE ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF DEIONIZED WATER ON THE BASIC
ELECTROLYTES LEVEL IN BLOOD AND URINE OF TESTED ANIMALS
Zak³ad Tworzyw Uzdrowiskowych
Pañstwowy Zak³ad Higieny
60-823 Poznañ, ul. S³owackiego 8
e-mail: [email protected]
Kierownik: dr T. Latour
W badaniach doœwiadczalnych na szczurach okreœlono wp³yw wody dejonizowanej, stosowanej per os, na poziom sodu, potasu, wapnia i magnezu we krwi
i w moczu tych zwierz¹t.
S³owa kluczowe: woda dejonizowana, elektrolity we krwi i moczu szczurów, gospodarka
wodno-elektrolitowa
Key words: deionized water, electrolytes in blood and urine of rats, aqua-electrolytic economy
WSTÊP
Z danych piœmiennictwa wynika, ¿e mamy do czynienia ze znacznymi niedoborami niektórych sk³adników mineralnych u ludzi [1, 3, 8, 12, 18, 21]. Deficyt ten spowodowany
m.in. ich niedostateczn¹ poda¿¹ w pokarmach i wystêpowaniem w postaci trudno rozpuszczalnych zwi¹zków kompleksowych wapnio-magnezowo-fosforanowych (w wyniku procesów przetwórczych ¿ywnoœci) [16], a tak¿e b³êdami ¿ywieniowymi, stanami chorobowymi
oraz dzia³aniem niektórych leków [5, 6, 23, 24]. Od pewnego czasu obserwuje siê stosowanie wody dejonizowanej w gospodarstwie domowym. Technologia uzdatniania wody pitnej
w urz¹dzeniach dzia³aj¹cych na zasadzie odwróconej osmozy powoduje, ¿e otrzymana woda
dejonizowana pozbawiona jest wszelkich substancji szkodliwych (np. metali ciê¿kich, pestycydów, rtêci) lub niepo¿¹danych w nadmiernych stê¿eniach (np. azotanów III i V, ¿elaza,
cynku, chloru) a tak¿e soli, które s¹ naturalnymi sk³adnikami wody wystêpuj¹cymi najczê*Praca prezentowana na XIX Naukowym ZjeŸdzie Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego
„Farmacja – tradycja i nowoczesnoœæ” we Wroc³awiu w dniach 22-24 wrzeœnia 2004 roku.
284
M. Drobnik, T. Latour
Nr 3
œciej w formie jonowej i dobrze absorbowanej w przewodzie pokarmowym. W reklamie
tych urz¹dzeñ eksponuje siê wy³¹cznie czystoœæ wody – uto¿samiaj¹c to z walorami zdrowotnymi.
Celem pracy by³o zbadanie czy sta³a konsumpcja wody demineralizowanej przy normalnej diecie nie wi¹¿e siê z ryzykiem zdrowotnym prowadz¹cym do zaburzeñ w gospodarce
mineralnej ustroju.
W przeprowadzonych do tej pory nielicznych badaniach z udzia³em zwierz¹t (ryb, ma³¿y
[4,17,19], szczurów [7,13], psów [10,11] dotycz¹cych biologicznych w³aœciwoœci wody
dejonizowanej stwierdzano negatywne skutki kontaktu ¿ywych komórek i organizmów
z tak¹ wod¹ wynikaj¹ce g³ównie z ró¿nic osmolarnoœci tej wody i p³ynów ustrojowych.
MATERIA£ I METODYKA
Badania przeprowadzono na szczurach samcach rasy Wistar, o pocz¹tkowej masie cia³a 180-190
g. Zwierzêta przebywa³y przez ca³y czas trwania doœwiadczenia tj. 90 dni w optymalnych warunkach
klimatycznych (12-godzinne cykle œwiat³o-ciemnoœæ, temperatura powietrza w pomieszczeniu wynosi³a 18,4-20,4°C (œrednio 19,8°C ) a wilgotnoœæ wzglêdna 65 ± 5%. Zwierzêta podzielone losowo
na dwie grupy po 10 sztuk w ka¿dej, otrzymywa³y do picia przez ca³y czas trwania badañ nastêpuj¹ce
rodzaje wody maj¹c do nich swobodny i nieograniczony dostêp:
I – grupa kontrolna – wy³¹cznie wodê wodoci¹gow¹,
II – grupa badana – wy³¹cznie wodê dejonizowan¹.
W pochodz¹cej z poznañskiej sieci komunalnej wodzie (pobieranej na terenie Zak³adu) oznaczono stê¿enie g³ównych jej sk³adników oraz niektórych substancji uwa¿anych za toksyczne lub niepo¿¹dane, a mianowicie zawartoœæ sodu, potasu, magnezu, wapnia, cynku, chromu, niklu, o³owiu,
kadmu, miedzi, ¿elaza, manganu – metod¹ ASA przy u¿yciu aparatu typu SP9 firmy Pye Unicam,
stosuj¹c roztwory wzorcowe oraz odczynniki firmy Fluka oraz azotanów, siarczanów, chlorków,
ChZT i twardoœci (CaC03) metodami zalecanymi w Polskich Normach.
Ww. sk³adniki oznaczano co miesi¹c. Natomiast poziom sodu, potasu, magnezu, wapnia, siarczanów oraz twardoœæ wêglanow¹ oznaczano cotygodniowo. Przewodnoœæ w³aœciw¹ wód mierzono
w temp. 20oC codziennie za pomoc¹ konduktometru typu N5722 prod. Teleko-Wroc³aw.
Wodê demineralizowan¹ otrzymywano stosuj¹c dwustopniowy system oczyszczania wody sk³adaj¹cy siê z modu³ów wykorzystuj¹cych proces odwróconej osmozy i dejonizacji – za pomoc¹ aparatu typu KB-5522 DW firmy „COBRABID-AQUA”.
Szczury karmiono pe³noporcjow¹ pasz¹ bytow¹, typu LABOFEED B o recepturze zgodnej
z Nutrient Requirement of Laboratory Animals i znanym dok³adnym sk³adzie surowcowym oraz
zawartoœci sk³adników pokarmowych (t³uszczu, bia³ka, aminokwasów, niezbêdnych soli mineralnych, w tym mikroelementów). Po zakoñczeniu stosowania wód zwierzêta umieszczano na 24 godziny w klatkach metabolicznych w celu uzyskania moczu do analiz. Nastêpnie od szczurów uœpionych heksobarbitalem sodowym po otwarciu pow³oki brzusznej pobierano z koniuszka miêœnia sercowego krew na skrzep. W moczu oraz w surowicy oznaczono poziom: sodu, potasu, wapnia oraz
magnezu metod¹ ASA z atomizacj¹ w p³omieniu acetylenowo-powietrznym, przy d³ugoœciach fali
dla Mg – 285,2 nm, Ca – 422,7 nm, Na – 589,0 nm, K – 766,5 nm stosuj¹c odpowiednie rozcieñczenia wod¹ demineralizowan¹.
Otrzymane wyniki weryfikowano statystycznie pos³uguj¹c testem t-Studenta, przyjmuj¹c poziom
istotnoœci ró¿nic przy P£0,05.
WYNIKI
Na podstawie wykonanych analiz chemicznych, w tabeli I przedstawiono œrednie zawartoœci niektórych makrosk³adników i pierwiastków œladowych obecnych w wodzie wodoci¹-
Nr 3
Wp³yw wody dejonizowanej na poziom elektrolitów we krwi i moczu szczurów
285
gowej u¿ytej w doœwiadczeniu. S¹ to g³ównie wodorowêglany wapnia, magnezu, które nadaj¹ wodzie tzw. twardoœæ oraz siarczany, chlorki wapnia, magnezu i sodu.
Ta b e l a I .
G³ówne sk³adniki wody wodoci¹gowej (wartoœci œrednie i odchylenia standardowe)
Main components of tap water (mean values and standard deviations)
6NáDGQLN
6W HQLH>PJGP @
6yG
“
3RWDV
“
0DJQH]
“
:DS “
&\QN
“
0DQJDQ
“
$]RWDQ\9
“
&KORUNL
“
6LDUF]DQ\
“
7ZDUGR ü&D&2 “
“
HOD]R
1LHVWZLHUG]RQRREHFQR FLFKURPXQLNOXRáRZLXNDGPXPLHG]L
'RSXV]F]DOQH]DNUHV\
ZDUWR FL[
±
x – wg Rozp. Min. Zdr. [20]
Œrednia przewodnoœæ elektrolityczna zastosowanych w doœwiadczeniu wód wynosi³a:
wody dejonizowanej 1,175 ± 0,246 mScm-1 oraz wody wodoci¹gowej 618 ± 38 mScm-1, dla
której dopuszczalna maksymalna wartoœæ wynosi 2500 mScm-1, zgodnie z wymaganiami
zawartymi w Rozporz¹dzeniu Ministra Zdrowia [20].
Na rycinie 1 przedstawiono wyniki ilustruj¹ce wp³yw wody dejonizowanej po 90-dniowym stosowaniu „per os” na poziom elektrolitów w surowicy krwi szczurów.
mmol/dm3
JUXSDNRQWUROQD
JUXSDEDGDQD
3OXE Ryc. 1.
1D
.
0J
&D
Stê¿enie elektrolitów w surowicy krwi szczurów po 90-dniowym podawaniu wody dejonizowanej w dawce ad libitum.
Concentration of electrolytes in the blood serum of rats after a 90-day administration of
deionized in a dose ad libitum.
M. Drobnik, T. Latour
286
Nr 3
Po zastosowaniu wody dejonizowanej stwierdzono statystycznie znamienne zmniejszenie stê¿enia sodu i magnezu przy równoczesnym statystycznym wzroœcie stê¿enia wapnia
oraz niezmienionym poziomie potasu w porównaniu z grup¹ kontroln¹ zwierz¹t.
Wartoœci oznaczonych poziomów elektrolitów w moczu szczurów po stosowaniu jak
wy¿ej badanych wód ilustruje ryc. 2.
PPROJRG]
JUXSDNRQWUROQD
JUXSDEDGDQD
3OXE Ryc. 2.
1D
.
0J
&D
Stê¿enie sodu, potasu, wapnia i magnezu w moczu szczurów po 90-dniowym podawaniu
wody dejonizowanej w dawce ad libitum.
Concentration of natrium, potassium, calcium and magnesium in urine of rats after a 90-day
administration of deionized water in a dose ad libitum.
Stwierdzono statystycznie znamienne podwy¿szenie poziomu wszystkich oznaczonych
elektrolitów w moczu szczurów grupy badanej w porównaniu z grup¹ kontroln¹.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
Woda wodoci¹gowa u¿yta do badañ zawiera³a w litrze ok. 437 mg rozpuszczonych sk³adników mineralnych w tym sodu, potasu, wapnia i magnezu 140,42 mg, a tak¿e pierwiastki
œladowe: ¿elazo, cynk, mangan. Zawartoœæ w/w pierwiastków jest optymalna jak i prawid³owe s¹ proporcje miêdzy nimi; utlenialnoœæ wody mieœci siê w granicach normy.
Wg Kiersta [12] woda do picia powinna byæ czysta, ch³odna oraz w miarê twarda. Twardoœæ wêglanowa u¿ytej do badañ wody wodoci¹gowej wynosi³a œrednio 270 mg/dm3 co
pozwala na zaliczenie jej do wody twardej – przy 60 mg/dm 3 wymaganej minimalnej twardoœci [20]. O korzystnym wp³ywie twardoœci wody do picia, a tym samym na jej jakoœæ
zdrowotn¹ donosz¹ Pasternak [18] i Walasek [22].
W surowicy krwi szczurów grupy badanej, które otrzymywa³y wodê dejonizowan¹, obserwowano istotne obni¿enie poziomu sodu i magnezu oraz potasu w przeciwieñstwie do
moczu, w którym poziom elektrolitów statystycznie wzrós³.
Z piœmiennictwa [1, 3] wynika, ¿e spo¿ycie wody wolnej od elektrolitów prowadzi do
zmian sta³oœci sk³adu elektrolitowego p³ynów ustrojowych.
Nr 3
Wp³yw wody dejonizowanej na poziom elektrolitów we krwi i moczu szczurów
287
W badaniach eksperymentalnych na zwierzêtach oraz badaniach epidemiologicznych
u ludzi stwierdzono, ¿e hipomagnezemia prowadzi do podwy¿szenia stê¿enia triglicerydów
i cholesterolu ca³kowitego we krwi a wiêc zmian niekorzystnych z punktu widzenia zdrowotnego [2, 12, 14]. We wczeœniejszym doniesieniu [7] dotycz¹cym wp³ywu wody dejonizowanej na organizm, stwierdzono u szczurów podobne oddzia³ywanie tej wody na przemiany t³uszczowe; ponadto obserwowano niekorzystne zmiany w równowadze kwasowozasadowej krwi (œwiadcz¹ce o mo¿liwoœci wyst¹pienia po d³u¿szym okresie kwasicy metabolicznej), które s¹ powi¹zane œciœle z zaburzeniami wodno-elekrolitowymi ustroju [8].
Obserwowany wzrost stê¿eñ wapnia ca³kowitego w surowicy krwi szczurów mo¿e byæ
nastêpstwem dzia³ania parathormonu [22], którego stymulacja wystêpuje m.in. pod wp³ywem hipomagnezemii [15] lub kwasicy metabolicznej [9]. Wynikiem dzia³ania parathormonu na tkankê kostn¹ (przez zwiêkszon¹ resorpcjê wapnia z koœci nastêpuje spadek gêstoœci masy kostnej) t³umaczyæ mo¿na wzrost stê¿enia wapnia w surowicy krwi. Wzrost poziomu podstawowych elektrolitów w moczu mo¿e byæ rezultatem zwiêkszonego wydalania ich
przez nerki [1, 9].
Na podstawie uzyskanych wyników nale¿y przypuszczaæ, ¿e powszechne stosowanie
wody pozbawionej sk³adników mineralnych mo¿e byæ Ÿród³em dodatkowego zubo¿ania
organizmu z soli w wyniku zwiêkszonego ich wydalania z moczem. W celu pe³niejszego
okreœlenia wp³ywu wody dejonizowanej na organizm, zw³aszcza gospodarkê wodno-elektrolitow¹, nale¿a³oby przeprowadziæ ca³oœciowy bilans omawianych pierwiastków uwzglêdniaj¹cy oprócz ich poda¿y i poziomu w p³ynach ustrojowych, tak¿e w tkankach miêkkich,
sierœci a zw³aszcza w koœciach.
WNIOSKI
1. W wyniku 3-miesiêcznego, doustnego stosowania u szczurów, wody maksymalnie
pozbawionej makro- i mikrosk³adników nast¹pi³ w surowicy krwi statystycznie znamienny
wzrost stê¿enia wapnia i statystyczne obni¿enie stê¿enia sodu i magnezu.
2. Poziom wszystkich badanych elektrolitów (Na +,K+,Mg2+,Ca2+) statystycznie wzrós³
w moczu szczurów otrzymuj¹cych wodê dejonizowan¹ w stosunku do szczurów grupy kontrolnej.
3. D³ugotrwa³e stosowanie „per os” wody demineralizowanej mo¿e prowadziæ do zak³ócenia prawid³owego funkcjonowania gospodarki elektrolitowej ustroju.
4. Uzyskane wyniki wskazuj¹, ¿e celowe jest prowadzenie obserwacji oddzia³ywania
wody dejonizowanej na organizm, zw³aszcza w zakresie gospodarki mineralnej.
D r o b n i k M . , L a t o u r T.
THE ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF DEIONIZED WATER ON THE BASIC
ELECTROLITES LEVEL IN BLOOD AND URINE OF TESTED ANIMALS
Summary
Deionized water orally dosed, ad libitum dosage were tested on rats for 90 days period. The
purpose of the experiment was the estimation of changes in aqua-electrolytic economy of tested
animals. Statistically relevant reduction of sodium, potassium, magnesium level in blood serum as
288
M. Drobnik, T. Latour
Nr 3
well as in urine. In blood serum there were observed also statistically increase of calcium concentration whereas in urine calcium concentration descended. The results prove that drinking deionized
water can cause similar unfavorable influence on mineral economy in human system.
PIŒMIENNICTWO
1. Aleksandrowicz J., Radomska K., Graczyk K., Konarski J.: Badania zawartoœci magnezu i wapnia w populacji polskiej na podstawie analizy w³osów. Biul. Magnezol., 1991, 1, 2, 23-25.
2. Altura B.T., Brust M., Bloom S., Barbour R.L.: Magnesium dietary intake modulates blood lipid
levels and atherogenesis. Proc.Natl.Acad.Sci, USA, 1990, 87, 1840-44.
3. Amorim Cruz J.A., Moreiras O., Brzozowska A.: Longitudinal changes in the intake of vitamins
and minerals of elderly Europeans. Eur.J.Clin.Nutr. 1996, 50, suppl. 2, 77-85.
4. Bergstrom E.: Influence of deionized water on blood glucose and plasma sodium ion concentration in young salmon (Salmo salar L.). Arch. Int.Physiol.Biochim. 1971, 79, 785-792.
5. Brzozowska A.: Procesy technologiczne a biodostêpnoœæ sk³adników mineralnych z produktów
spo¿ywczych. Przem. Spo¿., 1996, 50, 10-21.
6. Chwojnowska Z., Charzewska J., Chabros E., Wajszczyk B., Rogalska-NiedŸwiedŸ M., Jarosz B.:
Zawartoœæ wapnia oraz fosforu w dietach m³odzie¿y z warszawskich szkó³ podstawowych.
Roczn.PZH, 2002, 53, 2, 157-165.
7. Drobnik M.: Ocena wp³ywu wody dejonizowanej na wybrane sk³adniki gospodarki t³uszczowej,
wêglowodanowej i bia³kowej, morfologiê oraz równowagê kwasowo-zasadow¹ we krwi szczurów. Roczn. PZH, 2002, 53, 27-32.
8. Drobnik M., Latour T.: Wp³yw wody dejonizowanej na stan zdrowotny ludnoœci. Roczn.PZH,
2002, 533, 2, 187-195.
9. Galus K.: Choroby metaboliczne koœci. Wydawnictwo Medyczne Med Tour Press International,Wyd.I, Warszawa, 1994.
10. Grier R.L., Dguardo G., Schaffer C.B., Pedrosa B., Myers R., Merkley D.F., Thouvenelle M.:
Mast cell tumor destruction by deionized water. Am. J. Vet. Res., 1990, 51, 7, 1116-20.
11. Jaffe M.H., Hosgood G., Kervin S.C., Hedlund C.S., Taylor H.W.: Deionized water as an adjunct
to surgery for the treatment of canine cutaneous mast cell tumors. J.Small Anim.Pract., 2000, 41,
1, 7-11.
12. Kierst W.: Nauka o¿ywieniu zdrowego i chorego cz³owieka. PZWL, wyd.IV, Warszawa, 1989.
13. Latour M.G., Desy F., Warren C., Lavoie J.M.: Effects of hepatic portal infusion of deionized
water on metabolic and hormonal responses to exercise in rats. J.Appl.Physiol., 1984, 84, 5,
1653-60.
14. Lichodziejewska B., K³oœ J.: Magnez w kardiologii. Szybka kariera niedocenianego jonu. Kardiol. Pol., 1993, 38, 126-130.
15. Lorenc R.S., K³ociñska K.: naczenie i rola suplementacji wapniem w zapobieganiu i leczeniu
osteoporozy. ¯yw. Cz³ow. Metab. 1999, XXVI, supl. 30-39.
16. Masironi R.: The health importance of trace elements in water. Tribyne de CEBE-DEAN 1978,
31, 363-372.
17. Oliverau M., Aimar C., Oliverau J.M.: Respones of the teleost pituitary (goldfish, eel) to deionized water. Cell.Tissue Res. 1980, 208, 389-404.
18. Pasternak K., Floriañczyk B.: Œrodowisko ¿ycia a poziom magnezu. Biul.Magnezol.1994, 4, 5,
21-23.
19. Ram J.L., Walker J.U.: Effects of deionized water on vialibity of the zebra mussel, Dreissena
polymorpha. Comp. Biochem.Physiol.C., 1993, 105, 409-414.
20. Rozporz¹dzenie Ministra Zdrowia z dnia 19.XI.2002 r. w sprawie wymagañ dotycz¹cych jakoœci
wody przeznaczonej do spo¿ycia przez ludzi. (Dz. U. nr 203, poz. 1718).
Nr 3
Wp³yw wody dejonizowanej na poziom elektrolitów we krwi i moczu szczurów
289
21. Skorkowska-Zieleniewska J.: Biochemiczna ocena stanu od¿ywiania mineralnego. Wapñ i magnez. Przegl. Pediatr. 1987, 17, 95-103.
22. Walasek L.: Znaczenie niedoboru magnezu w praktyce klinicznej. Farmacja, 1998, IV, 2-3-4, 2931 oraz 33-35.
23. Waœkiewicz A.: Jakoœæ zdrowotna racji pokarmowej mieszkañców prawobrze¿nej Warszawy
w latach 1993-2001. Badanie Pol-Monica bis Warszawa. Roczn. PZH 2003, 54, 197-205.
24. Ustymowicz-Farbiszewska J., Smorczewska-Czupryñska B., Karczewski J., Lach J.: Zawartoœæ
wapnia w racjach pokarmowych dzieci szkó³ podstawowych z Bia³egostoku i okolic. Roczn.
PZH 2002, 53, 419-428.
Otrzymano: 2005.03.27