Влияние привычного потребления воды на жажду у здоровых молодых взрослых, объясняемое осмоадаптивным метаболизмом, функцией мозга и почек (Адапт-Жажда) (Adapt-Thirst)

Осморецепторные клетки в головном мозге и на периферии, которые в совокупности отвечают за воспринимаемую жажду, накапливают внутриклеточные растворенные вещества (Bourque, 2008), такие как аминокислоты, чтобы адаптироваться к хроническому гипертоническому стрессу. Усиленный распад белка является хорошо установленной стратегией борьбы с хроническим гипертоническим стрессом, наблюдаемой у различных видов в условиях засухи/эстивации (Yancey et al, 1982). Свидетельства усиленного распада белка наблюдаются у пациентов с избыточной потерей воды организмом из-за повреждения кожи или почек (Kovarik et al, 2021), а также у здоровых молодых мужчин с обычным общим потреблением воды менее 2 л/сут (Stookey et al, 2023). Более высокие концентрации внутриклеточных растворенных веществ позволяют клеткам переносить хронический гипертонический стресс, создавая осмотический градиент, который способствует удержанию воды внутри клеток.

Известно, что у пациентов с хронической гипертоничностью из-за неконтролируемого диабета развивается подавленная жажда. Известно, что здоровые спортсмены (Casa et al, 2000) и люди, подвергающиеся воздействию тепла (Rosinger et al, 2022), испытывают «непроизвольное обезвоживание» или неполное восстановление водного баланса после обезвоживания, когда им предоставляются жидкости ad libitum и разрешается пить, следуя жажде. Жажда значительно снижена у пожилых людей (Phillips et al, 1984). Вполне вероятно, что снижение жажды является функцией накопления внутриклеточных осмолитов, возникающего в результате измененного метаболизма в ответ на хроническую гипертоничность.

У пожилых людей снижение жажды объясняется более высоким исходным осмотическим давлением внеклеточной жидкости и более высокой осмотической уставкой для ощущения жажды (Kenney & Chiu, 2001). У пожилых людей снижение жажды или более быстрое утоление жажды после питья воды связано с большим снижением активации передней части средней поясной извилины (aMCC) в головном мозге (Farrell et al, 2008).

Что касается молодых людей, то хотя данные указывают на то, что «непроизвольное обезвоживание» зависит от катионов, потерянных или выделенных из внутриклеточного и/или внеклеточного пространства (Nose et al, 1988), роль осмолитов, отличных от катионов, еще предстоит изучить. В клинической литературе существуют пробелы относительно влияния хронической внеклеточной гипертоничности на осмоадаптацию, смещенную уставку осморецепторов, подавленную жажду и биомаркеры гидратации.

Хроническая внеклеточная гипертоничность и подавленная жажда вполне возможны в повседневной жизни, поскольку люди часто потребляют продукты и жидкости, которые более концентрированы, чем кровь (осмоляльность напитка >280 ммоль/кг). Большинство коммерчески доступных напитков, включая молоко и сок, имеют осмоляльность выше 300 ммоль/кг.

Учитывая, что адаптация к хронической гипертоничности сопряжена с метаболическими затратами (Pena-Villalobos et al, 2016) и способствует факторам риска хронических заболеваний у здоровых молодых людей (Stookey et al, 2023), включая выведение микронутриентов (например, Zn) (Zorbas et al, 1993; Zorbas et al, 1995), окислительный стресс, распад белка и измененную иммунную функцию, низкая жажда у молодых людей может не быть надежным ориентиром для потребления воды — если жажда «подавлена», а не «утолена». Напротив, низкая жажда у молодых людей может сигнализировать о хроническом субоптимальном клеточном увлажнении и неудовлетворенной потребности в гипотонической воде.

Гипотезы

При сохранении постоянным обычного потребления пищи и других напитков и уровней физической активности в течение 10 недель, данное исследование предполагает, что участники, которые случайным образом распределены для питья воды с целью разбавления дневной мочи до USPG<1.013 ежедневно (PWI около 20 мл/кг или 500 мл 3 раза/день весной и осенью; 4 раза/день летом) в течение 4 недель, будут иметь:

Первичный исход

• значительно большее увеличение средней оценки жажды при ограничении воды на ночь между 5-й и 10-й неделями по сравнению с участниками, отнесенными к контрольной группе.

Вторичные исходы

• значительно большее снижение между 5-й и 10-й неделями острого снижения регионального мозгового кровотока, наблюдаемого с помощью функциональной МРТ в интересующих областях мозга (S1/M1, префронтальная кора, передняя часть средней поясной извилины, премоторная кора и верхняя височная извилина) от максимальной жажды после ночного ограничения воды до сразу после употребления 500 мл питьевой воды, по сравнению с контрольной группой.
• значительно отличающийся метаболомный профиль на 10-й неделе, с большим смещением от паттернов, подобных эстивации и эффекту Варбурга, включая значительно большее снижение распада белка между 5-й и 10-й неделями, по сравнению с контрольной группой.
• значительно большее снижение экскреции цинка с мочой между 5-й и 10-й неделями, по сравнению с контрольной группой.