如何优化饮水质量与饮水量以促进健康
How to Optimize Your Water Quality & Intake for Health
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欢迎收听 Huberman Lab 播客,我们在这里讨论科学以及以科学为基础的日常生活工具。我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院神经生物学与眼科学教授。今天我们要讨论水。对一些人来说,水可能是个无聊的话题,但我可以保证,水绝不是无聊的主题。事实上,作为一种物质,水因为许多原因而极其有趣,我会在今天解释这些原因。我们会讨论水的物理学和化学,而且我保证,无论你有没有物理或化学背景,任何人都能理解这些内容。我还会讨论你的身体需要什么样的水、如何利用水,这取决于你喝的水的类型、水的温度、喝水的时间,以及你究竟如何喝水。
水其实是一个颇具争议的话题。为了准备这一期节目,我花了几个月时间,遇到了高度矛盾的信息,不得不深入研究,努力为你找出最佳、最准确的知识。我还发现,人们对水以及饮水的看法大体上分成两派。一般来说,一派认为自来水完全安全。也许只需要稍微过滤一下,但在世界大多数地区,只要水是从水龙头流出来的,而且水龙头上方没有直接贴着警告标志,就可以饮用。另一派似乎完全不信任从水龙头出来的任何东西,他们热衷于、甚至依赖反渗透水、去氘水、富氢水或其他形式的水。这些水有时非常昂贵,或者至少需要经过相当多的步骤,先进行清洁、过滤、改变化学性质,或以其他方式处理后,他们才愿意饮用。
所以,今天我们要做的是讨论围绕水的各种立场。比如,我们会讨论自来水是否真的安全。我会提供一些工具,帮助你判断水龙头里的水是否安全;如果确实需要过滤和清洁,也会提供一些工具,帮助你处理这些水,特别是去除氟化物和内分泌干扰物。事实证明,这些物质在许多、但不是所有自来水水源中都相当常见。我也会讨论刚才提到的那些更所谓“特殊”的水。我会系统地讲解蒸馏水、反渗透水、泉水、去氘水、高 pH 水。对于那些听到这里已经在喊“糟了,他要告诉我们 pH 水能以有益的方式改变身体 pH 了”的人,我不会这样告诉你。
但我会告诉你,你所喝的水的碱性或酸性,也就是水的 pH 值,会深刻影响你吸收和利用这些水的能力,以及水分子对特定生物系统产生的影响。事实证明,pH 很重要,但重要的原因并不是你以前听到的那些。我会谈到你喝的水的温度确实很重要:它会影响水被吸收的速度,也会影响水对身体细胞、组织和器官的作用,进而影响你的健康。我还会介绍各种零成本和低成本的工具,帮助你最大限度地利用所喝的水。最后,我会讨论什么时候以及如何为身体补水才是最好的。
在进入今天的主题之前,我想分享一些刚刚发表的、关于利用刻意冷暴露促进减脂的非常有趣的结果。刻意冷暴露是我之前在本播客中讨论过的话题。我们有一整期节目专门讲这个主题,节目说明中提供了链接。刻意冷暴露通常可以通过冷水淋浴,或浸泡在冷水或冰水中来进行,水面达到颈部。这是最常见的两种方式。研究显示,它可以减少炎症、提高代谢。我认为已经发表的结果中最令人兴奋的,尤其是在人类身上得到的结果,是刻意冷暴露能够增加所谓儿茶酚胺的释放,包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素。这三种分子的增加可以持续相当长时间,并在一天中显著改善情绪和专注力。
很多人听到刻意冷暴露会感到害怕。另一些人之所以听到后感到害怕,是因为他们听说刻意冷暴露,尤其是浸泡在水中,可能会阻碍力量训练或增肌训练带来的适应。我的意思是,确实有数据表明,如果一个人在力量训练或增肌训练后的六小时内,进入没过颈部的极冷水中,那么刻意冷暴露会阻断部分本应出现的力量和增肌提升。不过,超过六小时后似乎就没有问题了,所以可以在力量和增肌训练以外的其他日子进行,也可以在力量和增肌训练之前进行,还可以在耐力训练之后进行。我还要说明,即使冷水淋浴紧接着力量或增肌训练进行,它似乎也不会破坏训练适应。
话虽如此,许多人确实喜欢刻意冷暴露的效果,尤其是儿茶酚胺增加带来的情绪和警觉性提升,包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素。同样,这些增加会持续很长时间,所以效果不只存在于接触冷水的过程中,而是会持续数小时,具体取决于冷暴露的温度和持续时间,可能持续四小时,甚至五六小时。关于刻意冷暴露,还有很多内容值得讨论和探索。如果你想了解其中的机制、积极健康结果、数据中的一些争议等,我还是建议你去听那一期刻意冷暴露的节目。与此同时,我确实想和你分享这项刚刚发表的新研究结果。这项研究的标题是《冷暴露对士兵生活满意度和身体组成的影响》。
这项研究之所以很有意思,是因为它是少数同时采用冷水浸泡和冷水淋浴两种刻意冷暴露方式,并考察其与减重关系的研究之一。关于刻意冷暴露对代谢的影响,已经有一些数据;这里我主要指的是 Susanna Søberg 博士及其斯堪的纳维亚同事的出色工作。他们发现,每周总计进行 11 分钟没过颈部的冷水浸泡,也就是把每周 11 分钟分散在几次训练中,进入温度低到让人不舒服、没过颈部的水中,然后出来,再一周进行几次,以达到至少 11 分钟的总量;而且这一点很重要,稍后在讨论这项新研究时还会用到:受试者不是通过洗温水澡来恢复体温,虽然说实话我在冷水淋浴后就是这么做的,也不是进入冰浴或冷水浸泡,而是迫使身体利用自身的代谢能力自然升温。
在那些研究中,他们观察到棕色脂肪储存量显著增加。棕色脂肪是你确实希望存在于心脏周围和锁骨附近的脂肪储存;他们还观察到代谢显著提高,在我看来,这可能很有益,因为人在不接触冷水时也会更容易适应寒冷环境,等等。所以,那项研究显示了很多益处。在这项研究中,我觉得尤其有趣的是,他们同样考察了冷水浸泡和冷水淋浴,而他们发现,能够带来显著减脂、尤其是腹部减脂的冷暴露持续时间非常短。下面我介绍这项研究的一些细节。研究共有 49 名受试者,包括男性和女性。这一点也很重要。据我所知,Susanna Søberg 及其同事的出色研究只观察了男性。
这项研究同时观察了男性和女性,受试者年龄为 19 至 30 岁,基本分成两组:一组被安排进行刻意冷暴露,另一组没有被安排进行刻意冷暴露。刻意冷暴露的形式是每周一次浸泡在没过颈部的冷水中。为了让你了解水有多冷,水温是 3 摄氏度,换算成华氏度约为 37.5 度。这相当冷,但每次只有两分钟。也就是说,每周一次,在 3 摄氏度、也就是 37.4 华氏度的水中进行两分钟。此外,同一批受试者每周进行五次冷水淋浴,或至少五次;淋浴水温比冷水浸泡稍高,大约为 10 摄氏度,也就是 50 华氏度。
这仍然非常冷。冷水淋浴的持续时间只有 30 秒。这一点对我来说很有意思,因为很多人无法进行冷水浸泡。他们可能没有冰浴,也没有可以进行冷水浸泡的地方,但大多数人都能使用某种冷水淋浴。此外,我认为大多数人每周大概都能进行一次冰浴,或者找到一个可以安全进入冷水的地方。现在我需要指出的是,一些人从未做过类似的事情,如果直接进入 37.5 华氏度、也就是 3 摄氏度的水中,身体可能会承受不了。所以,如果你打算采用研究中使用的这类方案,我建议你在大约一周的时间里逐步适应,让自己多少适应冷水暴露带来的冲击。
所以,尤其是冷水浸泡,可以先从 50 华氏度左右开始,逐步适应更低的温度。这项研究的另一个关键特点是,与 Susanna Søberg 的出色研究一样,受试者被要求在刻意冷暴露后自然恢复体温。也就是说,在冷水浸泡或冷水淋浴结束后,他们穿着泳衣在外面待了 10 分钟,或者我猜他们当时穿着某种衣物。重点是,你不能在刻意冷暴露后直接去洗热水澡、蒸桑拿或做类似的事情。换句话说,他们的身体被迫在刻意冷暴露后自然重新升温。但 10 分钟之后,他们基本可以随意行动,可以重新穿好衣服、洗温水澡,等等,然后继续一天的活动。
再说一遍,这套刻意冷暴露方案是:在 3 摄氏度、37.5 华氏度的冷水中浸泡两分钟,再加上每周五次、每次两分钟、温度稍高的冷水淋浴,淋浴温度为 10 摄氏度、50 华氏度。这项研究采用的刻意冷暴露带来了许多具有统计学显著性的积极变化。他们使用了一份非常全面的问卷,涉及情绪,从焦虑程度到性满意度,内容非常广泛。事实上,接受刻意冷暴露的受试者性满意度有统计学显著改善,而对照组没有。尽管研究并没有考察这一点,但这种性满意度的改善很可能是男性和女性进行这类刻意冷暴露时,睾酮和游离睾酮已知会增加的下游结果。再说一次,睾酮是影响男性和女性性欲的重要激素。
他们还观察到焦虑调节能力改善了。考虑到刻意冷暴露常常会让人焦虑,我认为这很有意思。但在这项研究和其他研究中,我们看到,刻意冷暴露可能让人更有能力缓冲日常生活中正常发生的焦虑。然而,这项研究最有趣、最显著的结果或许是,特别是在男性中,经过八周这样的刻意冷暴露后,腰围有所下降,腹部脂肪平均减少了 5.5%,与其他组相比具有相当明显的统计学显著性。至于女性受试者为什么没有观察到腹部脂肪或腰围减少,目前还不清楚。这可能与女性和男性储存、代谢身体脂肪的方式不同有关。这将是未来进一步探索的主题。
所以,我确实认为这项研究很有意思,因为当你观察围绕刻意冷暴露的科学和讨论现状时,我认为现在已经形成了一种普遍共识:刻意冷暴露可以通过我之前提到的儿茶酚胺增加,改变人的情绪和幸福感。但它对代谢本身的影响一直存在争议,因为许多研究中观察到的整体代谢变化虽然具有统计学显著性,却从未真正以明确方式证明能转化为体重减轻或体脂减少。当然,这项研究的一大优势在于研究对象是士兵,因此研究人员能够控制许多其他因素,例如士兵每天接受的活动量、饮食、生活条件等。至少就人类研究而言,这是一项控制得非常好的研究。
我们会在节目说明中提供这项研究的链接。如果你想采用这篇论文中的方案,或把它与现有的刻意冷暴露方案结合起来,在我看来,这个方案相当直接,投入的时间也很少:每周只需进行一次两分钟的刻意冷暴露,也就是浸泡在没过颈部的水中;此外每周五次,每次 30 秒,通过冷水淋浴进行刻意冷暴露。顺便快速说一下冷水淋浴。如果你要用冷水淋浴进行刻意冷暴露,应该站在淋浴水下,让水基本冲到头部、颈后和上背部,因为大部分棕色脂肪储存在这些区域。事实证明,尤其是这些身体部位接触冷刺激,会触发棕色脂肪储存增加的适应过程,其中包括脂肪细胞内线粒体数量增加。
再说一次,这不是皮下那种松软的脂肪,而是像炉子里的燃料一样的脂肪,能够利用身体的产热特性产生热量,并燃烧身体其他部位所谓的白色脂肪组织。任何理解物理学和热力学定律的人都会说:“等等,要减脂就必须存在热量缺口。”摄入热量减去消耗热量的原则仍然适用。是的,这完全正确。根据这项研究的结果,我们只能得出这样的结论:那些减掉体脂的人确实处于热量缺口中。推测这是因为这组士兵的其他因素基本都保持不变,也可能是因为刻意冷暴露本身提高了代谢,从而增加了摄入热量减去消耗热量这个方程中的“消耗热量”部分,而这个方程当然也支配着体重和体脂下降的规律。
开始之前,我想强调,本播客与我在斯坦福大学的教学和研究工作相互独立。不过,把关于科学和科学相关工具的零成本消费信息带给公众,确实是我的愿望和努力的一部分。秉持这一理念,我想感谢今天播客的赞助商。我们来谈谈水,先从回答“水是什么”这个问题开始。水当然是 H2O。几乎每个人从小就知道这一点。但 H2O 的含义是,每个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。这两个氢原子和一个氧原子的物理排列,事实证明对水在身体中的功能极其重要,坦白说,对水在我们世界和生命其他地方的功能也很重要。如果你要做一个和平手势,也就是同时竖起食指和中指。
事实上,只要你的双手没有在做其他重要的事情,我现在就建议你做一下;如果有,就稍后再做。做出和平手势后看看你的手,你就能很好地想象单个水分子由什么组成,也就是 H2O,两个氢原子和一个氧原子。在这个和平手势中,手指,确切地说是手指尖,代表氢原子。你的手指,也就是每根手指的长度,代表连接氧原子的电子键;手掌和垂下的手指代表氧原子。好,现在这个单个水分子的视觉印象或图像之所以重要,是因为它具有极性。也就是说,两个氢原子位于一侧,而氧原子位于另一侧。
水分子具有极性这一点非常重要,因为它们可以通过这种极性彼此结合。这与我们曾经在化学课上学过、但许多人后来忘记的内容有关,也许第一次学时就没有真正理解,那就是正负相吸。因此,单个水分子有机会彼此相互作用并基本结合在一起,它们通过所谓的共价键结合。共价键相对较弱,因此水能够改变自身的构象。但共价键又足够强,使水能够维持某种结构,而这种结构当然会随着温度不同而改变。关于水,你需要知道的是,水确实由大量独立的 H2O 组成,这些 H2O 可以以不同方式排列,而温度是决定水分子排列方式的重要因素。
也就是说,温度会影响它们彼此之间的结合,甚至会影响这些键之间的间距。所以,即使你完全没有化学背景,也请继续听,因为你一定能理解。水至少可以存在三种、也许四种形态。我们知道它可以是液体,这通常是我们想到水时的形态。它也可以是气体,比如蒸汽,对吧?如果把水加热,它不会变成半固体或半液体,而是呈现蒸汽或气体的性质。当你看到蒸汽,或者在寒冷天气里用嘴或鼻子呼气、看到自己的气息时,那些都是正在凝结的水分子,也就是由于身体内部与外界空气之间的温度差,水分子以某些方式结合在一起。
当然,水还可以是固体,也就是冰。冰对于理解水如何运作很有趣也很重要;稍后我们讨论水在身体内如何运作时,这一点也会变得相关,尤其是不同温度的水如何影响细胞的健康和行为。关于固态水,最重要的一点是,与大多数物质不同,水处于固态时实际上比处于液态时密度更低。想想看,大多数物质,比如大多数金属,处于固态时比处于液态时密度更高。例如,处于固态时,它们会沉入装有液态同种物质的容器中。水不是这样。水非常特殊,因为当你冷却水、水从液体转变为固体时,它仍然会结合。
也就是说,不同水分子之间仍然可以形成键,但这些 H2O 之间的间距会发生变化。还是用刚才的和平手势来想象:如果有一千只手都做出和平手势,它们可以彼此结合,但在低温下,这些键之间的距离实际上会变得更大。因此,正如我们都知道的,冰会浮在水面上。简单来说,水很不寻常、很特殊:它以固态冰存在时,密度实际上比液态时低,这就是冰能浮在水上的原因。这一点不仅对我们的生物学重要,对所有生命都重要。因为如果水在固态冰中的密度不是低于液态水,那么海洋底部就会覆盖着厚厚的冰层。
如果真是那样,你可以确定,生命就不会以现在这种方式存在于地球上,我们这个物种很可能也不会存在。因为让我们和其他动物得以生活在这个星球上的许多条件,都依赖植物中的光合作用途径,而光合作用又依赖太阳以及与海洋、湖泊和其他水体的相互作用。当然,冰盖至关重要,也就是冰的存在,尤其是在两极,但水体其他地方的所谓冰山也同样重要。冰山是支持整个生态系统的关键部分,这个生态系统从光合作用一直延伸到某些动物从彼此和当地资源中获取食物的能力。这里还有很多内容可以讨论,但目前重要的是,水分子之间的键会随着温度形成和改变,这些物理性质对于我们能够存在于这个星球上,以及细胞以健康和疾病相关的方式运作,原来都是不可或缺的。
稍后我们会在讨论温度与 pH 之间的关键关系时进一步探索这一点。pH 体现的是碱性,也就是某种液体的碱性强弱,或酸性,也就是酸的程度;在这里,我们讨论的是水,以及我们的细胞能否、或不能如何利用水。我知道,对于化学背景不深的人来说,这部分相当深入。我尽量把它保持在最基础的层面,但如果你能做出和平手势,或者只是在脑中想象一个和平手势,并意识到它代表一个水分子,意识到这些水分子可以通过相对强、但又足够弱到能够在需要时断裂的键彼此结合,意识到水分子所处的温度会改变这些键之间的距离,而这正是冰能浮在水面上的原因,那么你就完全不会有问题理解今天剩下的讨论。
事实上,你还会因此理解许多自己曾经观察过、却可能从未思考或真正理解的现象。例如,水具有一定程度的表面张力。如果你去过海边,看到海浪涌来,就会注意到:在干燥的沙地、碎石,也就是海边的鹅卵石上行走非常容易,对吧?鹅卵石会向下移动,沙子也会向下沉;由于你身体的重量,地面会稍微凹陷。但当你越来越靠近水时,你会下沉得更深,因为沙子被水浸得更饱和。然而到了某个程度,你不可能真的走在水面上,对吧?据说耶稣曾在水上行走。还有一种所谓的耶稣基督蜥蜴,之所以这样命名,是因为它真的可以在水面上行走。
叶子可以漂浮在水面上。在某些条件下,硬币也可以漂浮在水面上。如果你早上冲咖啡,可以舀一勺热咖啡,再把一点咖啡倒到咖啡表面上,你会注意到它会聚成小珠,形成一个个水的小球。那是彼此结合的小水分子,它们在沉入水下之前,会在表面上旋转。这完全与依赖温度的水分子之间的结合有关,也与几乎所有人都难以在水上行走、动物也难以在水上行走有关:水的表面张力让某些东西可以漂浮在那里或停留在表面。不过,水的表面有一层非常薄的水分子,这些分子的密度比更深处的水更高,所以大多数东西,包括我们人类,都会沉入水中。
我们比水的密度更大。刚才我提到水有三种形态,就是我们都熟悉的固态、液态和气态。不过,主要来自华盛顿大学 Gerald Pollack 实验室的数据描述了所谓水的“第四相”,也就是结构化水。稍后我们会进一步讨论,因为结构化水确实是所谓水健康爱好者中非常热门的话题。结构化水是否存在于我们的身体中,以及如果存在是否对我们更好,这是一个争议很大的问题。稍后我们会完整讨论。但结构化水的整体概念是,在某些固体或某些液体存在时,水的构象,也就是水分子的排列,会发生一定变化。
这一点已经得到证明。它是否与我们身体的生物学功能有关,则是另一个问题。但我们知道确实存在一种被称为结构化水的第四相水。结构化水是一个相当复杂的话题,不过为了今天的讨论,我们可以把它说得很简单。我之前提到过,异性相吸,也就是正电荷和负电荷相互吸引;通常情况下,带负电的东西遇到另一个负电荷时会相互排斥,或者不会产生吸引;带正电的东西遇到另一个正电荷时也往往会相互排斥。这就是磁铁彼此吸附或相互排斥的基础。还有一种说法是,性格相反的人会互相吸引,但那是未来需要做的另一期节目。这里的重点是,结构化水是一种独特状态:这些水分子所处的局部环境,使不同水分子之间的正电荷能够彼此吸引。
所以,通常是正电荷和负电荷相互吸引,而在我们称为结构化水的这种构型中,正电荷和正电荷会相互吸引,并形成比水分子之间通常形成的键更强的键。为了给稍后关于结构化水是否与健康有关的讨论做个铺垫,有不少人认为,由于体内存在某些液体和固体,我们细胞内的水,尤其是与所谓细胞器相互作用的水,可能具有某种特殊状态。细胞器包括线粒体、高尔基体等,它们有各种听起来很复杂的名称。这些细胞内结构让细胞能够完成从制造蛋白质,到把蛋白质运送到细胞表面的各种工作,涉及神经递质、受体等。许多关注结构化水与生物功能关系的人提出过假设,或者更准确地说,喜欢争论:在人体内,水是否不只是以液态或气态存在。
我们知道水不会以固态存在,除非你吞下一些冰块之类的东西。但有一群人,包括一些颇有成就的科学家,认为在人体内,我们细胞中的细胞器可以作为一种基质,让水以第四种形态,也就是结构化水的形态存在。这也催生了一个小众行业,其中一些人提倡饮用所谓的结构化水。稍后我们还会谈到这一点。现在你已经知道单个水分子由什么组成了。当你听到 H2O 时,希望你会在脑中形成这样的视觉图像:一个水分子像和平手势,而许多个水分子通过这些相对较弱、但又足以让某些现象发生的键彼此结合,例如形成表面张力。请记住,水的表面张力可能与水分子之间的普通键有关,也可能与这第四种形态有关。
这件事仍然存在很大争议。但我们当然知道,例如,如果你拿一张蜡纸或一块玻璃,在上面倒一些水,就会看到水聚成水珠,或在某些位置聚集起来。当你看到水在某个表面上聚成水珠或聚集时,你看到的是两件事。这其实很有意思。下次看到这种现象时,你就会知道,水自身聚集成珠,也就是一个或许许多水分子聚到一个位置形成水珠,是由水分子之间形成的这些共价键造成的。但你还会注意到,在垂直的玻璃面上,比如雨水落在挡风玻璃上时,水看起来几乎像是粘在玻璃上,这是因为已经彼此聚成水珠的水分子与玻璃之间也确实存在键。
所以,水不只是能够和自己结合,也能够和某些表面结合。如果你开车,敲一下车窗,或者车窗上形成了一颗足够大的水珠,它就会开始向下滴落。这是因为水与表面的键虽然很强,却没有强到让水一直粘在那个位置。这与固态的水,也就是冰,非常不同;冰确实能够牢牢附着。如果你曾经在挡风玻璃上刮过冰,生活在寒冷地区的人对此很熟悉,就会意识到,固态水与不同表面之间的键,比水分子彼此之间的键,或温度更高时水与不同表面之间的键,强得多。
好,我知道对许多听众来说,这已经是对水的化学和物理性质相当深入的讨论了。但你真正需要知道的是,这些水分子具有极强的多样性:它们能彼此结合,也能和不同表面结合;根据水所处的三种、也许四种不同状态,它们可以让物体漂浮、下沉,甚至在水面上移动。你在自然界中观察到的这种多样性,包括窗玻璃上的水、雨、云、冰雹、冰、冬天刮挡风玻璃上的冰,以及出汗等等,这些都很好。但请意识到,几乎所有这些水的性质,在思考身体究竟如何利用水时都会变得极其重要。
这里的关键是,温度以及所谓的碱性或酸性,也就是水的 pH,原来都是决定身体细胞如何使用水的重要因素。正如我马上会描述的,我们有整套生物机制,专门负责以非常具体的方式、包括以特定速度,把水送入细胞,并以不同方式使用水,因为你可能以前听过,我们的身体主要由水构成。有一点让我很感兴趣,也是我为本期节目做研究时发现的:人们所说的细胞和身体含水比例存在很大范围。有人说我们含水 55%,有人说 70%,还有人说 95%。准确百分比并没有那么重要,归根结底,取决于提出这个百分比的人说的是某个时刻细胞和身体中有多少水,还是说在生成身体所需的蛋白质和其他物质、从而形成毛发细胞、皮肤细胞、脑细胞等的过程中有多少水参与其中。
所以,如果你确实想要一个数字,我无法给你一个单一数字。要准确,就必须给出一个范围。基本上,取决于你如何定义“含水”,我们的身体含水量在 70% 到 90% 之间。也就是说,你讨论的可能是细胞中以液态存在的水,或如果你相信人体内存在第四种结构化水,也可能包括这种结构化水;也可能是指生成某种蛋白质(例如受体或神经递质)时使用的水,或者只是把水看作 H2O 本身。好,所以很容易在这个问题上越陷越深,这也是人们对我们有多少是水存在如此大分歧的部分原因。
但我们直接一点。身体的大部分是水,宇宙中没有任何其他分子能像水一样,在我们的健康和生物学中发挥如此重要的作用,更不用说水对地球上生命本身的存在所起的作用了。好,所以至少现在,每个人都应该明白,水具有特定的结构。听到 H2O 时,你可以在脑中想象这种结构。水分子还可以改变自己的构象,也就是说,它们能与其他水分子结合,事实证明也能与其他物质结合,并实际改变其他物质的构象。一个我们都熟悉的例子,是水溶解糖或盐等物质的能力。这是因为盐分子或糖分子属于我们所谓的亲水性物质。
它们喜欢水。所谓喜欢水,只是指盐的化学结构(钠),或蔗糖,也就是食用糖的化学结构,能够与水中的氢和氧相互作用,并改变盐分子或糖分子,使它们从固体变成液体,本质上形成所谓溶质,也就是把固体溶解到液体溶液中。事实上,水是地球上最好的溶剂之一。水溶解许多固体的能力甚至强于酸,对吧?水就是如此不可思议,这可以由水的化学性质相关的一系列原因来解释。但当我们从讨论水的物理和化学性质,转向水在身体内究竟如何运作,以及根据具体情况如何促进健康或导致疾病时,理解糖和盐这样的分子可以是亲水性的,而正如我们所知油和水不能混合,这一点很重要。
这是因为油,也就是脂质,属于所谓的疏水性物质。什么是疏水性?想想“恐水”就好。脂质等某些分子不能很好地溶于水,这一点我们凭直觉都能理解。比如,把一些橄榄油倒进一小杯水里,它很可能会漂浮、聚成水珠,或在水中形成小球状、变形虫状的形态,这是因为油、脂质具有疏水性。因此,世界上不同物质有的更亲水,也就是更倾向于与水相互作用并和水分子的不同部分结合;有的则更疏水,与水分子相互作用和结合的倾向更小。我已经在这期播客中多次暗示过,水的温度和 pH,也就是水的碱性或酸性,会强烈影响亲水性或疏水性物质与水相互作用的倾向是增强还是减弱。
你们也都能凭直觉理解这一点。如果你曾经试图把一大勺糖溶解在非常冷的水里,就会注意到糖粒不像放进一杯温水或热水中时那样快地溶解。这是因为水的温度实际上改变了糖分子改变自身构象、与水分子相互作用的能力。同样,如果你想把某种真正亲水的物质加入水溶液,也就是含水的溶液,温度也会强烈影响这一过程。温度和 pH 如何影响亲水性、疏水性物质在水中溶解或不溶解的倾向,例子几乎无穷无尽。我们不打算讨论所有细节。但现在,当我们从水的物理化学转向水在身体内如何运作,再进入讨论的第三部分,也就是为什么以及如何让你们熟悉的某些水——例如不同 pH 的水、蒸馏水、反渗透水——改变细胞运作方式,无论是变好还是变坏,这一切都会逐渐联系起来并变得清晰。
好,你身体的所有细胞,每一个细胞,包括骨骼中的细胞,也就是成骨细胞和骨骼内的其他细胞、骨髓、红细胞、白细胞、神经元、神经细胞、肝细胞、肾细胞,所有这些都需要水。要把适量的水送进这些细胞,水基本上有两种方式可以进入。现在我们先退一步,问问水究竟如何进入身体。我们大多数人会想,当然是把水喝进身体里,这当然是主要方式。我们也可以通过潮湿的空气,把水分子吸入身体。当你给细胞补水,也就是把水带入细胞时,水需要从肠道进入血液,最终进入单个细胞,不论那是什么细胞类型。
水进入这些细胞基本上有两种方式。第一种方式人们已经知道很久了,那就是所谓的扩散。大多数细胞的外部由脂肪样物质,也就是脂质构成。例如,神经元、神经细胞具有脂质双层,也就是两层脂肪;而你已经知道,脂肪、脂质具有很强的疏水性。好,但这并不是问题,反而是水如何穿过脂质屏障的解决方案。为什么?因为水可以改变自身构象,而脂质也可以改变自身构象,变化幅度刚好足以让水与水之间的键和这些疏水脂质之间的键发生相互作用,使水分子基本上能够穿过脂质。它可以与脂质形成非常弱的键,有时甚至不形成键,但这种很弱的相互作用足以让水分子穿到另一侧。
想想看,这真的非常不可思议。如果脂质和水之间的疏水关系太强,水就会来到细胞外部脂肪层的表面,然后被排斥开,或者只停留在表面,那就不好了,因为我们实际上需要水通过扩散穿过细胞膜,准确地说,是穿过我之前提到的双层细胞膜。因此,水和细胞脂质之间可以以恰到好处的亲和力相互作用,让水分子扩散穿过细胞膜屏障。但这里有一个重要的“但是”:与水进入细胞的另一种方式相比,水分子通过细胞外脂质屏障的扩散过程相当缓慢。另一种方式大约十年前才被发现,所以这是一个相当新的发现,但事实证明它是基础性的发现,那就是所谓水通道蛋白通道的存在。
水通道蛋白通道基本上是穿过细胞膜的门户,允许水分子以非常快的速度穿过细胞膜,每秒大约一百万个 H2O,也就是一百万个水分子。水分子通过这些水通道蛋白通道穿过细胞膜的方式很有意思。可以把这些通道想象成贯穿细胞膜的管道,它们的内部非常疏水,让水分子能够非常快速地喷射通过,仿佛水分子经过润滑一样,当然实际上并没有润滑。水分子可以一个接一个地通过,每秒一百万个。那么,为什么需要两种方式让水穿过细胞膜?一种是基本扩散,相当缓慢;再次说明,扩散就是物质从高浓度梯度向低浓度梯度移动。
我们可以把它想象成物质倾向于从高浓度向低浓度“下坡”,试图在空间中形成平衡。比如一只盒子的一侧有很多弹珠,想象这些弹珠就是水分子。由于氢和氧之间存在电荷,这些弹珠倾向于散开,基本形成较为均匀的排列。这就是物质在空间中的扩散。水分子也会在细胞膜两侧从高浓度向低浓度移动。除此之外,还有这些门户、管道,或者所谓通道,也就是水通道蛋白通道,水分子可以通过它们快速移动。生物学似乎创造水通道蛋白通道的原因,最合理的解释是,我们身体中有许多组织经常需要非常快地获得水,或非常快地释放水。当然,我在设计阶段没人征求我的意见。
我们来看看其中几个例子,再看看水通道蛋白通道在全身的实际分布。身体中有什么部位偶尔需要非常快地排出水?你可以自己想想,但我直接告诉你,例如泪腺或泪管需要非常快地释放泪液。如果出现情绪体验,或者你看到很强的光,或如果不幸有某种刺激物进入眼睛,你就会开始流泪,而泪液就是泪管释放的液体。因此,水会通过所谓水通道蛋白通道,从泪管中非常快速地释放出来。事实上,释放泪液的所谓泪腺细胞中有大量水通道蛋白通道。
此外,我们需要从肠道吸收水分。肠道有内皮层和其他细胞层,也有黏膜层;水经常需要非常快地从胃部移动到身体其他部分,而实现这一点的一种方式,就是依靠沿整个肠道表达的水通道蛋白通道。因此,水通道蛋白通道的发现,对于理解水与身体细胞相互作用以及进入细胞的不同方式,意义非常重大。水通道蛋白通道不仅存在于让我们流泪的泪腺或肠道中,也存在于身体的许多组织中,而且在这些组织中的分布还各不相同。事实上,当我们观察不同水通道蛋白通道的表达时,发现它们有不同的形式;在全身的细胞和组织中,几乎没有哪个组织不存在它们,或许骨骼以及某种程度上的韧带除外。
你们中有些人可能听说过所谓筋膜。筋膜包裹着肌肉,是一种独特的结缔组织,既提供一定柔韧性,又提供一定刚性,让肌肉骨骼系统具备许多身体能力。这是很神奇的组织。以后我们会专门做一期关于筋膜的节目,非常有意思。筋膜中甚至也有水通道蛋白通道。因此,筋膜中的水通道蛋白通道可能与我们在特定时间使用特定肌群的具体需求有关。换句话说,睡觉、躺下或坐着时,我们对肌肉骨骼系统的使用不如跑步或进行重复动作时多。事实证明,当我们从低活动状态转向高活动状态时,筋膜等特定组织中的水通道蛋白通道可以发挥作用,在需要时让更多水灌注或进入身体的特定细胞。
这些水通道蛋白通道确实非常迷人。而且它们是相对近期才被发现的,所以我们一直在不断了解生物学的新内容。水通道蛋白通道的一个非常重要的特点是,水分子通过它们穿过细胞膜的运动,很大程度上取决于水的温度和 pH。这一点在稍后深入讨论所谓碱性水或高 pH 水时尤其重要。但我现在先透露一点,因为我确定有不少人对此感到好奇。如果你走进商店,甚至便利店,会看到 pH 水。每种水都有 pH,对吧?数字越低,酸性越强;数字越高,碱性或碱基性越强。你会看到 pH 为 7.4 的水,也会看到 7.8、9.8 的水,各种范围都有。
关于水的 pH 对调节身体 pH 有多重要,人们有许多不同说法。事实是,身体的 pH,也就是身体不同部位细胞的 pH,受到强烈的稳态调节。什么意思?就是说它不会变化太大;身体有非常具体的生物机制,确保皮肤细胞、眼睛视网膜细胞和脑细胞等部位的 pH 得以维持。不过,身体不同细胞和组织的 pH 确实可能有相当大的差异。有人说身体组织的 pH 通常在 7.2 至 7.4 之间。但如果你查看肠道的 pH,要记住肠道不只是胃,而是从喉咙一直延伸到排出体内物质的整个通路;沿着肠道和消化道的不同位置,pH 水平各不相同。
事实上,肠道通路某些部位的 pH 更低,也就是更酸,正是让肠道菌群繁荣和良好生长的条件。这些数量以万亿计的小微生物,对从神经递质生成到激素生成的一切过程都很重要。话虽如此,除非发生出血,或血容量发生危险程度的变化,可能导致癫痫发作甚至死亡,否则身体其他细胞以及肠道细胞的 pH 在每时每刻并不会变化太大。因此,如果有人告诉你应该喝碱性水或碱化水,有时也这样称呼,是为了让身体保持更碱性、减少酸性,那么无论在宏观层面,还是在局部层面,基本都没有依据。但这并不意味着你喝的水的 pH 不重要。
事实上,如果你喝的水 pH 太低,也就是水过于酸性,它从肠道进入身体其他区域的速度就不会那么快,因此身体其他需要这些水的细胞也不能那么容易地获得它。如果你喝过某些水,可能经历过这样的感觉:水好像在胃里晃荡,或者不知怎么一直停留在那里,或者你更明显地感觉到它的存在,不只是感觉到容量,好像还能感觉到水在肠道内壁形成的小波动。有时这可能与温度有关,但很多时候也可能与水的 pH 有关。事实证明,碱性更强、pH 为 7.4 或更高的水,确实可以更容易地通过水通道蛋白通道。
就水从肠道内皮层和其他细胞层吸收到身体其他部位而言,较高 pH 的水确实会被更快吸收,前提是 pH 不能太高。这部分解释了为什么一些人偏爱较高 pH 的水。但这并不是说你必须喝高 pH 水才能正确补水,我想对此说得非常清楚。不过,如果你关心提高 pH 的水有什么价值,它主要与吸收速度加快有关。稍后我们还会谈到,越来越多的证据表明,它可以调节免疫系统中某些细胞的功能,从而减少某些炎症反应。我知道我这样说时,有些人可能会想:“糟了,这个人是高 pH 水的支持者,他是说我们必须喝碱性水或买很昂贵的水。”
我想明确说明,我不是这个意思,也不是说你需要购买非常昂贵的水,才能从所喝的水中获得最大益处。事实证明,你可以通过温度、过滤水,以及我稍后会告诉你的一些其他技巧,提高水在肠道中的吸收速度。这是一件非常有意思、也可能很重要的事情,不仅有助于减少炎症,也能确保身体不同细胞得到充分补水,包括快速为脑细胞补水,而正如我们马上会讨论的,这可以大幅增强认知功能。
好,我们已经讨论了水如何进入细胞:有两种方式,扩散和通过水通道蛋白通道移动。我们已经提出,水的温度和 pH,也就是水的构象,很重要。这里我真的希望大家记住:当我们说水的温度和 pH 时,实际上是在说 H2O,也就是水分子的排列。请记住这一点。我们已经讲过水通过两种不同方式进入细胞:扩散和水通道蛋白通道。我们还没有讨论水进入细胞后会发生什么。这很容易解释。水进入细胞后,会以不同方式融入不同蛋白质和细胞器。细胞器包括线粒体、细胞核(其中含有 DNA)等,具体方式取决于细胞中有哪些蛋白质,以及这些蛋白质具有亲水性还是疏水性,或者有些情况下两者都不是。
蛋白质与水之间存在一个完整的特异性相互作用领域,我们现在不需要深入任何细节。但随着讨论继续,有一点必须认识并记住:身体中许多涉及水等分子移动、以及分子与蛋白质相互作用的生物过程,都涉及水分子与蛋白质之间形成或不形成键。每当我们讨论某物与另一物结合时,无论是在化学层面还是生物学层面——两者本质上是一回事——我们讨论的都是是否存在电子,或电荷是相反还是相同,等等。如果你听说过所谓活性氧,什么是 ROS,也就是活性氧?
也就是所谓自由基或抗氧化剂。所有这些说法,本质上都在描述被结合或未被结合的电荷存在与否。比如,当你听到自由基时,听起来很疯狂,对吧?自由基是什么?自由基会损伤细胞。它们不一定总会损伤细胞,但可能损伤细胞,因为它们本质上是自由电子,是一种没有与任何东西结合、游离在那里,因此能够与某些蛋白质的分子结构相互作用并改变其结构的电荷。它们可能通过与蛋白质结合,或干扰蛋白质与水或其他物质的正常结合过程,造成蛋白质损伤,进而可能损伤细胞。幸运的是,我们的细胞有办法处理自由基,这些办法依靠所谓抗氧化剂。抗氧化剂可以以不同形式存在。
有时我们把抗氧化剂理解为维生素,但它们也存在于其他物质中,基本作用是结合自由基,或修复细胞之间的键,使蛋白质不再处于损害细胞功能的、姑且称为不良构象的状态。关于衰老有许多不同理论,关于疾病也有许多不同理论,但无论是大脑疾病还是身体疾病,没有一种疾病完全不涉及所谓活性氧,也就是这些自由基的生成,以及细胞在单个细胞器等层面的损伤。同样,也没有一种大脑或身体疾病没有被证明能够从某种抗氧化干预中获益,从而阻挡这一氧化过程。所以我知道,今天的术语相当密集。
如果你还没有意识到,那么你现在学到的其实是有机化学。只要你能理解水分子,并理解一点自由电子是什么,也就是一种可能造成损伤、游离在外的电荷;理解活性氧与稳定键如何缓冲或修复我们刚才描述的某些细胞损伤,那么你实际上思考的、我们实际上讨论的,就是有机化学。既然这是一次以化学为基础、旨在理解水的生物学作用的讨论,请记住,水本身也可以充当抗氧化剂,前提是它以正确方式与其他物质结合。这要求水以适当的量和速度进入细胞,也要求水的温度和 pH 正确,还要有足够的水,并且这些水不能与其他有害物质结合。
水中不能含有会造成损害的溶质,最好还携带一些有益物质,例如钠,或含有钾,也就是所谓电解质,让细胞能够良好地运作。好,这是一大段密集的信息,我不希望大家感到不知所措或困惑。我想做的是描绘水的生物学图景:当你喝下水,或在蒸汽房、潮湿天气中吸入水蒸气时,水就进入你的系统,通过两种机制进入细胞,即穿过细胞膜的扩散,或通过水通道蛋白通道移动。进入细胞后,水能与不同蛋白质相互作用并改变其构象,还能加快或减慢各种细胞反应,包括正常代谢、血压变化和受损细胞的反应;具体影响取决于水的许多特征,以及细胞当时正在做什么。
有了这个基础,我们来关注水的温度、pH、饮水多少、饮水时间等因素如何影响身体不同细胞、组织和器官的健康、疾病与修复。我们来讨论每个人每天应该喝多少水,具体活动和环境下应该喝多少液体。水的话题一出现,这也许是最常被问到的问题:我需要喝多少水?另一个问题是,我们能不能只听从自然的口渴感?也就是,口渴时再喝液体。接着还会出现另一个问题:尿液颜色能否说明我们是缺水、喝水过多,还是补水恰当?
我逐个回答这些问题。首先我想强调,许许多多,甚至几十、几百项研究都表明,当我们脱水时,大脑和身体都不能正常发挥功能。我的这句话是想概括数量庞大的研究:即使只是轻度脱水,哪怕脱水程度达到 2%,也可能对我们的能力造成显著而实际的负面影响,例如完成耐力活动的能力。即使只是轻度脱水,我们在跑步机上运动并坚持到觉得无法继续的能力也会受到负面影响。也就是说,我们能够完成的工作量会减少,能够坚持的时间也会缩短。
同样,即使轻度脱水也会降低力量。认知表现,包括记忆、专注、创造性思考和各种灵活思维,也都会在脱水状态下显著受损。这又提出了一个需要关注的问题:我们究竟如何测量脱水?你可能听说过,如果捏起手背的皮肤,超过三秒才恢复平整,就说明脱水了。也可能听说过,按压指甲,观察指甲下方组织颜色变化;如果一到三秒内没有恢复原色,就说明脱水。还可能听说过,如果穿袜子时脚踝肿胀,脱下袜子后小腿上留下袜口印痕,就说明脱水。
你会听到这类说法,也应该问问自己:它们是真的吗?在某种程度上是真的,但结果会因年龄、手背皮肤是否松弛、身体是否更瘦等因素而大幅变化。换句话说,这些并不是绝对客观的脱水指标。不过,如果平时捏手背皮肤,它在大约一到三秒内恢复平整,而现在五秒甚至更久都没有恢复,那么你有相当大的可能处于轻度脱水,需要摄入一些液体。或者,如果按压指甲,凹陷使颜色从粉色变成白色,松手几秒后仍未恢复原来的粉红色,那么你可能脱水了。
但再次强调,这些并不是完美的脱水测量方法。你可能会惊讶,我也很惊讶:许多这类说法的依据,例如 2% 的脱水就会显著降低认知或身体表现,来自对饮水量减少的测量,而不是对身体实际脱水的直接测量。也就是说,通常某个体重的人每天需要 X 量液体,当他摄入的液体比这个量少仅 2% 时,认知或身体表现就会受损;研究关注的是这点,而不是组织脱水。这个区别看似细微,但其实很有意义。不过,它也帮助我们理解每天需要喝多少水或液体。
关于这一点,我们确实可以给出一些可靠数字,而且这些数字的确相当不依赖体重。这里说的不依赖体重,是指大多数健康成年人在休息时需要的液体量。什么叫休息?就是不运动,也不处于极热环境中。沙漠超马选手,以及正在进行任何活动或生活在非常炎热环境中的人,暂不在讨论范围内。这里主要指日常生活大部分时间在室内度过的人,室内可以有空调,也可以没有,可以供暖,也可以不供暖。我们想得到的是能够普遍适用的数字,当然,因为每个人所处的具体条件有无穷多种。
所以我不打算给出一个按体重、活动和环境计算的公式,事实上也不存在这样的公式。不过,有些公式能提供相当稳定的框架:休息、不运动时的饮水量,以及运动时的饮水量。它们可以确保你得到补水,唯一的例外是你在运动,或生活在非常炎热的环境中,并且还没有适应高温。那么每天需要多少液体?这里我说的是液体,不区分水、含咖啡因饮料、汽水、茶等,稍后会讨论这些。合理的说法是,在一天清醒后的前 10 个小时内,每醒着一小时,平均应摄入 8 盎司液体。注意,是前 10 小时。
使用公制的人可以换算:8 盎司液体约等于 236 毫升水。习惯公制、不了解盎司的人,或者反过来,可以想想美国常见的汽水罐,容量是 12 盎司;欧洲有时汽水罐稍小,那是另一个话题。前 10 个小时内每小时平均摄入 8 盎司,也就是 236 毫升,简单说约 240 毫升液体,不需要太精确。这相当于前 10 个小时总计平均 80 盎司液体,即 2360 毫升水。换句话说,前 10 个小时大约需要两升多一点的水。
我必须明确,这不意味着你需要在前 10 个小时里每小时整点喝 8 盎司或 236 毫升液体。我绝不是这个意思。事实上,大多数人会分几次大量饮用,也就是一天中的某个时段喝 16 盎司或 500 毫升水,过几小时再喝一些水、咖啡、汽水或其他饮料。不过,我认为大多数人都应该退一步,问问自己:不考虑其他活动或环境条件,从醒来一直到十小时后这段时间,我是否真的摄入了 80 盎司,也就是大约 2.4 升水?
我为什么要设定这 10 小时的框架?因为事实证明,即使在休息时,从醒来直到大约 10 小时后的液体需求,与晚些时候和夜间的需求也大不相同。这里说的是不进行夜班工作的人。如果你需要一个不考虑运动需求的饮水数字,那么从醒来起到 10 小时后,每小时平均摄入 8 盎司液体,或 240 毫升液体。这是一个简单公式,基本能确保身体细胞和组织得到充足的基础补水。如果你进行运动,无论耐力运动还是阻力训练,就需要额外摄入液体,以最大限度发挥运动效果并避免脱水。
在这方面,我们也有一些很好的数字,因为它们来自研究。这些内容主要取自我与 Cal State Fullerton 运动机能学教授 Andy Galpin 博士共同制作的节目。我和他做了六集关于运动的系列,涵盖力量训练、增肌、耐力、营养、补剂、恢复以及运动相关的一切。你可以在 hubermanlab.com 找到全部内容。其中一集讨论了一个你们可能还没听过的简单公式,用于估算运动时平均应摄入多少液体,我把它称为所谓的 Galpin 公式。Galpin 公式是:用磅为单位的体重除以 30,所得数字就是运动时平均每 15 到 20 分钟应摄入的液体盎司数。
也就是说,磅数体重除以 30,等于平均每 15 到 20 分钟应摄入的液体盎司数。我说“平均”,是因为你不必每 15 或 20 分钟停下来一次,摄入这一份液体。你可以随时小口饮用,也可以等半小时或一小时后再一次摄入更大一份液体。不过,为了运动表现,建议在训练期间相当规律地小口饮用或摄入饮料。能否做到这一点取决于许多因素,比如胃排空时间,以及你所做的运动——跑步或跳跃是否适合规律饮水,或者你是否需要以不同于每 15、20 分钟一次的间隔饮水。
也许你需要每五分钟一次,也许每半小时一次,必须根据自己调整。但如果你把一次一小时、半小时或三小时的运动拿出来,问自己该喝多少液体,答案仍然是 Galpin 公式:磅数体重除以 30,等于每 15 或 20 分钟应喝的盎司数。当然,我已经能听见后排有人喊:“那使用公制的人怎么办?”Galpin 公式换算成公制很简单:平均每 15 至 20 分钟,每千克体重需要约 2 毫升水。
我相信很多人会问,运动前补水是否也重要。绝对重要。如果按照我之前讲的数字,在醒来后的前 10 小时内每小时摄入约 8 盎司或 240 毫升液体,这应该能为运动建立良好的基础补水。接着人们常问:运动期间按照 Galpin 公式需要喝的水,是在基础需求之外额外摄入,还是取代基础需求?答案两方面都有。我认为,只要你要运动,就应该以某种方式遵循 Galpin 公式。不过不需要对此过度精确。
这些是大致数值,可以确保补水;为了保证多补水而不是少补水,我们也许把数值设得比实际需要略高。简而言之,如果你运动约一小时——大多数人运动一到两小时,通常不会更久——那么可以用这段运动期间按照 Galpin 公式摄入的水,取代基础所需的 8 盎司或 240 毫升水。一个常见问题是,如果在室内或室外的高温环境中运动,或者你很容易出汗,该怎么办?顺便说,我们都可以通过多出汗来提高出汗能力。出汗是一种适应,所以多坐桑拿会更善于出汗。
如果你大量出汗或处于高温环境,应该喝多少液体?一般来说,可以把 Galpin 公式中的数值提高约 50% 到 100%。也就是说,处于非常炎热的环境或大量出汗时,可以增加 50%,或把这些数字加倍。如果你坐桑拿,我强烈建议至少摄入 8 盎司,可能更接近 16 盎司的液体,也就是每在热桑拿中待 20 到 30 分钟摄入约 240 毫升,或者我们取整为 500 毫升液体。
当然,人们还会问:“多热才算热?”这就开始变得非常具体了,而且我们无法区分干桑拿和湿桑拿,变量太多。不过,在炎热环境中运动或坐热桑拿时,我会把液体摄入量加倍。如果你感到脱水,感到脱水是什么意思?我们稍后会给出定义,但这里真正指的是喉咙干、所谓“口渴难耐”,或非常口渴。那么多摄入液体完全没有问题,感到口渴时每小时摄入 16 盎司或 500 毫升液体即可。根据我对文献的理解,口渴是判断我们何时趋向脱水的合理线索。不过,我们的口渴感确实跟不上身体的脱水程度。
我们从一些很好的研究中知道这一点,这些研究比较了液体摄入量、排尿量、身体输出量以及所处环境。这些是生理学领域较早的一些研究,但对大多数人都适用的经验法则是:如果感到口渴,就摄入液体。最好喝不含咖啡因或其他利尿剂的液体,利尿剂是会促使身体排出液体、增加排尿的物质。如果你在运动前后、工作时摄入咖啡因,或在空调房、干燥、凉爽或炎热的环境中工作,那么最好在饮料中加入一些钠,理想情况下加入钠、钾和镁等电解质。可以加一点海盐和柠檬来调整味道。
也可以喝电解质饮料,比如 LMNT 或其他品牌,市面上有很多种。对大多数人来说,喝纯水通常能获得足够电解质,特别是很多人确实喜欢纯水的味道。除非你出汗很多、运动量很大,或在摄入很少碳水化合物的情况下,因为这时你会排出更多液体。如果摄入咖啡因,无论来自茶还是咖啡,我强烈建议每摄入一份咖啡因,就把非咖啡因液体摄入量提高到约两倍。换句话说,如果你喝了 6 或 8 盎司咖啡,就应额外喝 12 到 16 盎司液体,最好是含电解质的液体,或加一小撮盐,以抵消脱水。希望这些能为日常活动中的饮水提供好的经验法则。
再次强调,即使轻度脱水也会严重损害认知和身体表现,主要是造成疲劳,但更常见的是造成脑雾。我经常收到关于脑雾的问题:“为什么我有脑雾?为什么我有脑雾?”大量文献显示,优质补水,也就是与湿度和身体输出需求相匹配的补水,正如我们前面介绍的公式所描述的,确实能增强注意力清晰度和整体能量。我们会讨论原因,但这里先稍微提一下:摄入足够液体能增强专注力、减少脑雾、提高身体活力和输出,并不神秘。我们知道液体摄入通过两种机制提高警觉性,而这都与自主神经系统所谓的交感神经分支有关。
自主神经系统的交感神经分支,正如许多人以前听我讲过,是让你更加警觉的神经系统部分,与情感上的同情没有关系。它涉及脊髓中部的一组神经元,也就是交感链神经节,以及身体中的其他相关神经网络,还有脑内的蓝斑等区域;这些区域释放肾上腺素和去甲肾上腺素等物质,让你更加警觉。一个非常奇妙的安排是,当肠道里有液体、细胞得到充分水合,甚至当膀胱里有液体时,交感神经系统的活动都会通过两条通路升高。一条是机械通路。实际上,膀胱和肠道中有所谓牵张感受器。
这些牵张感受器有复杂的名称,例如 TRP,也叫瞬时受体电位通道,或 Piezo,这些是感知牵张的通道。这是许多实验室的出色工作,尤其包括加州大学旧金山分校的 David Julius 和 Scripps 研究所的 Ardem Patapoutian。他们发现了许多能感知从寒冷到不同机械压力的细胞通道,包括组织扩张,也就是所谓机械感受。简单来说,当膀胱里有液体、胃里有液体,且细胞得到充分水合时,它们会传递组织扩张的机械存在信息。我不是说体内液体多到过饱、膀胱胀得特别满。稍后会谈到这种情况。但当我们充分补水时,组织因含有更多液体而扩张,会产生机械信号;同时也有化学信号:水通过水通道蛋白通道的运动,在生物学层面被细胞识别,并向与交感唤醒有关的脑区发送信息,使我们更加警觉。
这其实就是我们半夜醒来的原因。如果睡前喝了太多液体,需要排尿,我们就会醒来。这种机制在婴儿和幼儿身上还没有充分发育,所以婴儿和幼儿经常尿床。令人难以置信的是,人类和狗都需要学习自主控制排尿。婴儿直接尿在尿布里;狗在学会定点排尿之前会尿在地板上;孩子也要学会憋住尿,直到去卫生间,或去户外等合适地点。重点是,身体水合情况会向大脑发出信号。当身体组织中有足够液体、我们摄入了足够液体,即使液体还没有抵达身体细胞和组织,也会以警觉性的形式向大脑发出信号。
这种警觉性转化成我们在水合良好时增强的认知能力,也转化成面对身体任务时增强的身体能力。所以,当你看到大量研究表明,即使轻度脱水也会损害身体或认知表现时,这就说得通了,因为细胞需要液体,我们需要水。但这也引出一个问题:在身体和认知表现受到挑战时,充分水合是否真的能让大脑和身体工作得更好?答案确实是肯定的。我们刚才谈到可以使用这些公式,但我想再次强调,这些公式不是让你精确到小数点地执行,而是作为粗略但足够的指南,帮助你根据活动水平和休息状态确保补水充足。
如果你还记得,我们谈到那些公式时说过,醒来后的前 10 小时内每小时需要约 8 盎司或 240 毫升液体。为什么是前 10 小时?这是因为身体过滤液体的过程,当然由肾脏、膀胱以及通过尿道排出液体,也就是排尿来完成,强烈受昼夜节律影响。肾细胞、甚至肠道细胞,实际上身体所有细胞,尤其是负责过滤进入身体液体并生成血管加压素等激素的肾细胞,其功能都受到所谓昼夜节律时钟基因的强力调节。昼夜节律时钟基因存在于每个细胞中,但在身体某些细胞中,它们会强烈影响相应器官——这里是肾脏——是否被激活,也就是处于高水平还是低水平的运作状态。
我们可以用我会提供链接的一篇精彩综述《肾脏中的昼夜节律》来简单概括。已知在醒来后的前 10 小时内,肾脏以非常快的速度过滤身体内的液体。多种细胞类型参与这一过程:它们从液体中去除污染物,利用抗利尿激素血管加压素,根据盐浓度、身体需要的液体量、工作输出和所处环境等因素,调节你是保留液体,还是以尿液形式排出更多液体。不过,在醒来约 10 小时后,肾脏会开始显著降低整体工作水平。
这不意味着醒来 11、12 甚至 16 小时后肾脏不能过滤液体,而是它的效率会低得多。幸好如此,因为假设你早上七八点或九点醒来,你不会希望肾脏在午夜以与上午十点相同的速度过滤液体。如果你想减少夜间起床排尿,这是很多人的常见问题和担忧——如何避免半夜醒来排尿?我认为每晚醒来一次,甚至两次排尿完全正常。但如果你想减少整晚醒来排尿的次数,甚至让次数变成零次,那么做三件事会非常有帮助。
首先,按照前面讲过的公式,确保白天充分补水。这样你傍晚就不会过度口渴,也不会因此摄入大量液体。第二,与第一点相关:如果白天已经充分补水,晚上确实应该减少液体摄入。令人难以置信的是,液体从肠道进入身体细胞和组织、再从膀胱变成尿液的速度,不仅取决于摄入液体的体积,也取决于摄入速度。你可能会想,这太疯狂了,完全没道理:如果我慢慢喝很多液体,不还是会排出很多尿吗?答案是既是也不是。
你也可能会问,如果摄入很少的液体,但喝得很快,会不会很快就排出去?答案同样既是也不是。身体从肠道到膀胱、当然也包括肾脏的液体过滤系统,不仅取决于体积,也取决于摄入液体的速度,这是因为我们前面讨论过的机械感受器。如果你大口喝下一堆液体,排出这些液体的速度会比慢慢小口喝更快。所以我的建议是:白天为了达到足够的水或其他饮料摄入量,可以大口喝,也可以小口喝。我是大口喝的人,不是小口喝的人,但你们很多人可能正好相反。
按照自己感觉合适的速度摄入液体,大口喝完全没问题。不过,如果你在夜间频繁醒来有困难,只要白天已经充分补水,晚上就减少液体摄入。我建议从醒来 10 小时后到睡觉前,摄入不超过 5 盎司,最多也许 8 盎司液体。如果你很渴、白天补水不足或天气很热,请随意多摄入一些。但大多数人会发现,醒来 10 小时后到睡前的这段时间,把液体摄入减少到约 5 盎司或更少,并且小口喝而非大口喝,就能减少半夜起床去洗手间的次数,理想情况下变成零次。
我们来谈谈自来水。研究自来水以及不同地区自来水中的成分时,我必须深吸一口气,不是大口喝水,而是深呼吸,因为无论美国还是世界其他地区,图景都相当可怕。我想说明,我不是天生倾向恐惧或阴谋论的人。不过,在为本期节目研究自来水时,我查阅了同行评审研究、荟萃分析、综述、检验具体假设的研究论文,也和毒理学等领域的专家交流。坦白说,看看大多数自来水中含有什么,以及这些化合物的浓度是否足以损害健康,结果相当严峻。坏消息是,信不信由你,许多、甚至可能几乎所有自来水,都含有对细胞生物学不利的物质。
不过也有一个好消息:非常简单、价格低廉的步骤,就可以处理自来水,使它不仅安全可饮,而且完全适合饮用。这就是好消息,我们稍后会讲。如果你关心自来水中是否含有内分泌干扰物,也就是可能损害男性、女性或双方生殖健康的激素干扰物,有一篇很好的综述,之所以好是因为它非常全面,尽管结论不太乐观;标题是《水中的内分泌干扰物及其对生殖系统的影响》。这篇 2020 年的综述分析了世界各地不同来源的水,主要关注几个关键成分。首先是水中矿物质的浓度,也就是镁和钙。
许多人没意识到这一点,但所谓硬水听起来很糟,对吧?硬水其实是含有镁和钙的水,而这原来是好事。有些水含有更多镁和钙,有些较少。研究人员观察镁和钙的存在,是因为它们会影响水的 pH。一般来说,水中的镁和钙浓度越高,pH 越高,也就是水的碱性越强;镁和钙越少,水越偏酸性,pH 越低。这篇综述还讨论了所谓 DBP,即水中含有的消毒副产物浓度。显然,地方政府希望饮用水清洁,不希望其中有污染物或污水,也不希望有会让人立即生病的化学污染物,所以他们会处理水。
水处理厂使用消毒产品处理水,而这些消毒产品会产生所谓消毒副产物。DBP,也就是消毒副产物的存在,可能通过改变镁和钙的浓度,强烈影响水的 pH。换句话说,我确实相信政府在努力为人们提供清洁的水,但在这个过程中,往往会把对我们不利的物质引入水中。很明显,DBP 已被证明会以不利于生殖健康的方式造成内分泌干扰。我曾经制作过一期很长、长达四个半小时的生育力和活力节目,讨论男性和女性的生育力与活力;你可以在 hubermanlab.com 找到它。节目讨论了生成健康卵子和精子、形成健康胚胎、胚胎着床等所涉及的全部生物过程。
已经很清楚,DBP 被证明会干扰卵巢功能、精子发生和生殖结果,即使饮用自来水中的 DBP 浓度也会产生这种影响。那么,这是否意味着你不该喝自来水?答案是:要看情况。取决于什么?取决于几件事。首先,我强烈建议每个人上网输入自己的邮政编码,查询该邮政编码下水龙头流出的水的水质分析。至少据我所知,这类信息可以很容易在网上获得,但遗憾的是,没有一个统一的网站能让所有人获得自来水的深入分析。不过,我强烈建议你输入邮政编码或市政区域代码,了解自己的水中是否含有某个量的 DBP。
当然,你会得到一堆数值,除非你是毒理学家,否则可能不知道这些数值意味着什么。但你真正要关注的是饮用水中氟化物水平是高、低还是中等。为什么?有研究显示,饮用水中氟化物的浓度特别值得关注,因为它会影响身体的甲状腺激素系统。甲状腺激素在大脑和身体中有许多作用,对从代谢到能量水平的一切都很重要。甲状腺水平被扰乱或甲状腺受体被扰乱,可能导致抑郁。如果甲状腺激素处于最佳状态,可能带来理想情绪,如果确实存在所谓理想情绪的话。换句话说,它有助于维持较高的情绪状态。
它还涉及睡眠到生殖等一切过程。甲状腺激素参与许多事情,包括骨骼健康和总体组织健康。因此,身体几乎每个生物过程都会受到甲状腺激素影响。我想重点介绍一项 2018 年发表的研究,标题是《饮用水氟化物对人类甲状腺激素的影响》。这是一项病例对照研究,并不是对大量人群的广泛分析。但它显示,即使在饮用水中常见的标准浓度下,氟化物也会负面影响促甲状腺激素和所谓 T3 水平;甲状腺激素包括 T3 和 T4。这里有一个重要数字:每升 0.5 毫克。如果你能找到自来水中的氟化物浓度,确认它低于、等于还是高于每升 0.5 毫克,你会发现,每升水仅含 0.5 毫克氟化物也可能扰乱甲状腺功能。
这对有家族性,也就是遗传相关甲状腺问题的人尤其值得关注,当然,对任何想维持健康甲状腺激素水平的人都值得关注,我认为所有人都属于这一类。因此,如果你打算饮用自来水,甚至即使不打算喝,我也建议你获取一些关于水龙头出水的数据。你当地政府应该提供这些信息,或者网上应该很容易查到。尤其值得了解饮用水中含有多少氟化物。再次说明,我不想制造太多恐慌,也不是要触发恐惧。不过,通过阅读这篇综述和刚才提到的论文——节目说明中会提供链接——我确实认为,有大量证据表明,饮用水中含量升高的氟化物对我们并不好。
这可能引出一个完整的话题:为什么饮用水中会有氟化物?但先不讨论这个问题,我认为几乎每个人都应该知道自己的饮用水中含有多少氟化物。理想情况下,每个人,没错,每个人,都应该过滤饮用水。这就引出了如何最好地过滤饮用水的问题,答案取决于几件事。首先,你知道自己的健康状况有多好或多差?如果你没有健康问题,精力充沛,晚上睡得好,没有自身免疫病,也不知道自己有任何轻微或严重的健康隐患,那么你可能不想过滤水。但我认为,为什么不采用一些成本非常低、甚至零成本的方法过滤水呢?
还有一些人患有特定的大脑或身体疾病,或者两者都有;如果他们饮用自来水,就绝对应该过滤饮用水,因为现在已经很清楚,自来水含有许多消毒副产物,而且在多数情况下氟化物超过了我们认为对健康有益的阈值。如何过滤自来水?从所谓 Brita 类滤水器开始。这些通常是碳过滤器或其他滤芯,放在容器或隔层上方,把水倒进去,水就进入下方隔层。它们有效吗?足以过滤消毒副产物吗?一般答案是可以,前提是你足够频繁地更换滤芯。不过遗憾的是,人们并不认为它们能过滤掉足够的氟化物。
所以我强烈建议你根据预算上网搜索能过滤氟化物的家用滤水器。有一些直接而便宜的工具可以做到这一点。这里我要明确,我与现在要提到的任何滤水器或产品都没有关系,也没有品牌代码或合作关系。我只是想把资源介绍给你,让你能按照自己的预算过滤自来水,使饮用更安全,同时理解每个人的可支配收入差异很大。因此这里的价格范围会非常大。首先把这一点说明白。有些滤水器可以反复使用,我会把它们称为滤水壶,价格低于 100 美元。
记住,这通常是一次性购买,除了更换滤芯,而且幸运的是不需要太频繁更换。不同滤水器各有特点。我会提供一个我找到的链接,按我的了解,它至少属于成本最低的选择,即所谓 Clearly Filtered 配备 Affinity 过滤技术的滤水壶。它可以充分去除氟化物、铅、BPA、草甘膦、激素以及大多数自来水中的其他有害物质。我知道,对一些人来说,即使 80 美元也难以负担。但要意识到,你购买的是一个可以反复使用的装置。它比稍后要讲的其他过滤方式便宜,是因为你不能把一周或一个月需要喝的全部水一次性放进一个水壶中。你需要不断向水壶加水进行过滤。
正如我前面说过,能充分去除氟化物及自来水中其他有害物质的滤水器,价格范围非常大。事实上,你可以找到价格 2000 美元甚至更高的全屋滤水系统。这类系统通常安装在车库或洗衣房,从房屋管道系统取水,输送经过处理的水。严格说它不是净化水,但它会从全屋水槽中去除这些污染物和氟化物,因此你几乎可以从家里任何一个水槽接水饮用。这就是价格更高的原因。我认为大多数人没有可支配收入或机会安装这种全屋系统。
当然,如果你有条件,而且这对你很重要,也可以安装。还有我称为中间级的系统,价格约在 200 至 500 美元之间。较常见或受欢迎的之一是所谓 Berkey 滤水系统。这类系统同样能去除你希望从自来水中去除的物质,而且处理水量更大,通常是台面式设备。一般不需要插电,或者只需要短暂接通电源。它们能过滤许多升甚至几十升水,让你随时都能获得干净的过滤水,不必把水反复倒入水壶。我提到不同选项,是因为我知道每个人的可支配收入不同。
据我所知,没有一种片剂或简单机制,能够买来后像便携药丸一样直接丢进水里,就去除污染物。如果有人知道能充分去除氟化物和其他污染物的方法,请在 YouTube 评论区告诉我们,那是我和大家都能看到的最好地方。不过,希望我介绍的不同过滤系统能给你一些选择,能落在你有能力负担的范围内。关于过滤还有一个重要说明。就像我们的身体有机制感知肠道、大脑和其他部位发生的机械与化学变化一样,身体通常会把机械和化学变化传遍全身,引起不同反应,例如免疫系统反应,或让我们更警觉、更困倦等。
过滤同样利用机械和化学过滤。也就是说,当你让水或其他液体通过滤芯时,滤芯会做两件事:通过形成允许特定大小分子通过的门户和孔隙,在物理上限制哪些分子可以通过;而且滤芯几乎总是含有某些化学物质,这些滤芯经过特定化学物处理,可以中和其他化学物。你可能会问,为什么过滤水时镁和钙能通过,而氟化物不能?这是因为滤芯经过巧妙设计,能够中和氟化物,或阻止泥沙、污物等大分子通过,同时允许钙、镁等相对较小的分子继续进入饮用水。
这很好,因为它意味着使用前面讨论的任何一种方法过滤水,仍然能获得水中原本含有的镁和钙,同时充分去除氟化物和其他消毒副产物。如果你负担不起这些方案怎么办?这里有一个有趣的零成本选项。它不如其他过滤方法好,但确实是一个选择。我认为,为没有可支配收入过滤水的人提供选择很重要:从水龙头接出一加仑、五加仑,甚至更多自来水,放进某种容器,可以是一加仑、五加仑或十加仑的容器,然后让自来水静置一段时间,使部分沉淀物落到底部。
你可能会说:“没有沉淀物。自来水里什么都没有,而且氟化物不是已经稀释在水里了吗?”答案确实是这样。不过,有证据表明,让自来水在室温、远离输送它的管道处静置,有助于去除其中一部分、但不是全部污染物。但如果你使用刚才说的任何方法过滤水,就不需要这样做。我知道有些人坚持把水放在阳光下,或只放在某些容器中,静置几天后才饮用。对我来说,这有点极端。如果你想这样做,请便,但我不认为大多数人需要这样做。
不过,对没有任何可支配收入购买自来水过滤系统的人来说,把自来水放进某个容器,在室温下静置半天、一天或更久,然后把上面三分之二的水倒进另一个容器,饮用第二个容器中的水,确实可以去除部分、但不是全部值得关注的污染物。这里还要补充一点,刚才漏说了:如果你要采用这个零成本方案,让水静置一段时间,容器应当不加盖。抱歉,刚才应该说明。当然还要尽量避免东西掉进水里。
甚至可以在容器上盖一小块布,防止东西掉进去,但又让某些物质蒸发,并让一部分沉淀物落到底部。让水静置之所以可能有效,是因为水中的许多污染物并非来自水源本身,甚至也并非来自处理过程,而是来自把水输送到你杯子或锅里的管道。当然,这里的变量无穷无尽。有些人住在管道非常老、但令人难以置信地非常干净的建筑里;有些人住在更新的建筑或结构中,管道很新,但管道之间的密封材料含有不适合饮用的物质。
让水静置一段时间,就可以去除家中和建筑管道,甚至通往你家或公寓的管道中的一部分污染物。有些人非常着迷于自来水问题,想查清管道细节,以及水中含有什么硬金属、多少镁和多少钙。你可以检测饮用水中的这些物质。但我知道,包括我自己在内,大多数人不会这样做。如果你想知道我怎么做:我通常喝经过低价滤水器过滤的水。如果要摄入大量液体,我会喝某些类型的液体,稍后会告诉你;为了本期节目,我一直在做一个实验,观察所谓分子氢水。这个名称听起来很花哨、深奥,甚至有点古怪,但事实证明,它主要与水中镁和钙的含量以及水的 pH 有关。
如果你的预算非常低,或者只是想花很少的钱同时继续喝自来水,绝对有办法安全做到,但确实需要采取其中几步。说到镁和钙,这与前面提到的水的“硬度”有关。那么,硬水究竟怎样?水中镁和钙多一些好,还是少一些好?有人不喜欢硬水的味道,更喜欢镁和钙含量较低的水。但我建议你退一步看看相关文献。我现在特别提到一篇 2019 年发表的论文,题目是《欧盟成员国饮用水中钙、镁或硬度的规定》。
事实证明,欧洲会进行非常详细的水质分析,这些分析出现在许多高质量科学出版物中。这篇论文发表在《监管毒理学与药理学》上,引用的引言文献包括这样一句话,我现在引用原文:“镁与心血管死亡率之间存在统计学显著的反向关联。”再次强调,这是关联,不是因果关系;但水中镁越高,心血管死亡率越低。论文还说,最高暴露组,也就是饮用水中镁含量为每升 8.3 至 19.4 毫克的人,与饮用水中镁含量每升 2.5 至 8.2 毫克的人相比,心血管死亡的可能性显著降低了 25%。当你进行水质分析时,可以将自己的数值与这些数值比较。这基本说明了这一点;相关文献的链接也会放在节目说明中。
这基本说明,镁含量较高的水,以及事实证明镁和钙含量都较高的所谓硬水,可能不如软水好喝,但对你更有益。至于它是否能预防心血管疾病,我不知道。事实上,我可能会说不能,它大概不会预防心血管疾病。你仍然需要做其他所有有助于避免心血管和脑血管疾病的事情。关于如何避免心血管疾病,我强烈建议听几周后播出的 Peter Attia 博士节目,其中会深入讨论这个主题和可执行措施。不过,正如这项研究所引用的,目前流行病学家、流行病学证据以及临床和营养证据之间形成了越来越强的共识,足以建议发布新的指导意见:不同来源的自来水应当增加、而不是减少水中的镁和钙含量。
这应该让大家想到一个非常重要的问题:为什么镁和钙的浓度与心血管疾病有关?是镁在细胞中的作用,还是钙在细胞中的作用?我们是不是都缺镁、缺钙?事实并非如此。水中的镁和钙可能影响血压、心血管疾病及其他细胞功能,其主要机制有些隐晦。不过,我们可以这样说明:当水中有更多镁,尤其也有更多钙时,也就是所谓硬水,水中的氢含量会增加。水变得所谓富氢,pH 也会升高。但再次强调,这不意味着我们要以任何有意义的方式改变身体细胞的 pH。
事实上,我们不希望这样做。正如前面所说,我们希望身体细胞的 pH 保持在特定范围内。但水中镁和钙增加,也就是水硬度增加,会改变水的 pH。事实证明,pH 升高的水,通常约在 7.9 到 9 或 9.2 之间,比低 pH 水更容易被吸收,也更有利于细胞功能。我想再次说明这一点,因为我有些担心这段话会被截取后传播,让人误以为我在说我们应该喝高 pH 水,所有人都需要购买昂贵的高 pH 水。
事实并不是这样。如果你饮用某地的自来水,其中镁含量已经足够高,也就是每升水含 8.3 至 19.4 毫克镁,说明自来水足够硬,那么你很可能不需要提高水的 pH,也不需要改变镁浓度。但如果你喝的自来水,无论过滤与否,我希望是过滤过的,镁含量低于每升 8.3 毫克,那么它的 pH 很可能低到无法带来高 pH 水可能带来的一些有利健康作用。注意,我没有说低 pH,也就是更酸的水,对你有害。
我没有这样说。我说的是,高 pH 水可能对你有益。下面谈谈高 pH 水如何以及为什么可能有益,以及获得高 pH、镁强化水,或本身含有足够镁的自来水的一些最佳、而且非常便宜的来源。很多人可能会问,能不能直接把自来水烧开,从而去除污染?这里我想提醒你,水中的一些污染物实际上会因加热而变得更严重。我不想引出一整套恐惧。我和你们一样推测,作为杂食者,我会用水煮意大利面、米饭,也会吃这些东西。但如果泡马黛茶、茶或咖啡,我通常会使用比自来水更高质量的水,即便自来水经过过滤,因为我更喜欢优质水的口感。
而且,因为我不会大量饮用这些饮料,这样做的成本相对较低。但我建议不要把煮沸或加热水作为去除自来水污染的唯一方法,而要同时依靠前面提到的一些过滤系统。既然谈到水温,网上一直有一种争论:喝很冷的水还是室温水,对身体更好还是更坏?这很难解决。事实证明,如果水非常冷,也就是你喝下后能感觉冷水一路进入肠道,甚至能在肠道中感觉到冷,这是一种粗略,或者说直接在肠道内判断水温与体温差异的方法;这种水吸收得更慢。
也就是说,与喝稍微温暖的水相比,你会感觉冷水在胃里晃荡更久。但这不表示你应该喝温水或室温水。很多人喝很冷的水或冰水时,确实会感到胃内壁的感觉改变,至少对他们来说,仿佛消化也发生了变化,这很合理。肠道内壁细胞对温度非常敏感,这是有必要的,原因包括避免摄入过热或过冷、损害肠道的食物。不过,一般来说,大多数人知道自己当下想喝什么温度的液体,就喝那个温度。比如很多人在寒冷天气想喝温热液体。
这是否意味着你不会吸收温热液体?当然不是。你总会以某种方式吸收它。所以,请按当时喜欢的温度,也就是当下想要的温度饮用液体,不要太担心避免冷饮,也不要总是强迫自己喝室温水而不是冷水。现在你已经了解硬水、软水、镁,以及镁和钙与水 pH 的关系;还记得前面说过,高 pH 水比低 pH、更酸的水更容易从肠道进入身体,也更容易通过水通道蛋白通道。这就引出了一个问题:市面上各种水——反渗透水、蒸馏水、双重蒸馏水、去氘水、通常所说的碱性水——是否有任何有意义的健康结果?
我们可以很快回答其中一些。例如,蒸馏水和双重蒸馏水本质上是去除了镁和钙的水。所以我建议不要喝蒸馏水。某些人可能血镁、血钙或体内钙储存水平非常高,需要只喝蒸馏水,但这似乎是极少见的特殊情况。一般而言,喝蒸馏水没有必要。反渗透水是什么?反渗透水是反复通过一系列滤芯的水,这些滤芯设计来去除前面谈到的污染物,例如消毒副产物、氟化物,以及一些大小不同的分子;理想情况下,水仍含有镁和钙,不过有些证据表明反渗透会使水流失部分镁和钙。
如果你要使用反渗透滤水器并饮用反渗透水,要确认水中仍然有前面讲过的镁含量。不过总体上,反渗透水被认为安全,但对很多人来说有一个重要的“但是”:它很贵。反渗透滤芯需要经常更换,购买装在容器中的稳定反渗透水,通常是玻璃容器,也会很昂贵,对大多数人来说难以负担。不过,有些人很喜欢反渗透水的味道,说它喝起来更顺滑,认为它能“给他们能量”。坦率说,目前没有直接研究主观感受,也就是水在口腔和肠道中的感觉及其相对健康影响。
水喝起来、进入肠道时是否顺滑,与水所谓“硬度或软度”其实没有直接关系。我知道这会让不少人震惊。你可能以为硬水难喝,但事实并非如此。很多人发现,水中镁和钙含量升高后,入口反而更顺滑、更柔和。也就是说,硬水喝起来顺滑柔和。虽然这很反直觉,但很重要,因为你常会听到或读到,为了让水喝起来更顺口、更好喝而过滤水,而这往往是因为所谓水的“硬度”,也就是镁和钙浓度,实际上增加了。如果你对反渗透水感兴趣,也负担得起滤芯或预先过滤的反渗透水,请随意饮用,我并不是要阻止任何人喝。
但据我所知,没有同行评审证据确凿表明,只要其他水充分过滤了氟化物和前面提到的消毒副产物,喝反渗透水就远远优于其他水。那么富氢水呢?你可能听说过富氢水、富氢水,或通过电解还原水获得富氢水。这对一些人听起来可能很疯狂。幸运的是,为了今天的讨论,我们可以把包括去氘水在内的几类所谓特殊水放在一起。顺便说,氘与水中氢离子的存在有关。简单来说,靠近海平面的水源提取的水,往往比远离海平面、例如山区和远离海洋的泉水,含有更多氘。
越靠近海平面,与海水分离的水源通常含有越多氘,这与水中氢,或游离氢的丰富程度有关。我之前提醒过,这些内容会听起来很小众,我们会稍微进入化学领域,但现在我会把它解释得很简单。电解还原水,也就是通过电力改变水分子的构象及其运动速度的方法;以及所谓富氢水、氢强化水或去氘水,都具有比其他水更高 pH 的特点,例如蒸馏水、反渗透水,以及通常情况下比自来水更高的 pH。除非你住在自来水镁含量非常高的地区,世界某些地区确实如此,但并不常见。
更常见的情况是,自来水中的镁不够,也就是没有达到你希望的含量。我认为,这相当直接地解释了为什么 pH 强化水、碱性水、电解还原水或去氘水如此有吸引力。原因有几个。首先,只要有人饮用一种特殊形式的水,它很可能已经过滤了消毒副产物、氟化物和其他你不希望出现在水中的物质。因此,这种水已经比自来水更干净。这就间接解释了饮用这些所谓更特殊的水可能带来的一些健康益处,无论是主观的,还是我们稍后会讨论的、甚至可能是客观的益处。
不过,如果你看看氢水或富氢水,确实需要退一步问:“那是什么?我们究竟在讨论什么?”事实证明,你可以把镁片,也就是少量镁,放进水里溶解,从而制成富氢水。它会释放出某种气态溶液,你会看到水里冒出许多气泡。你当然要稀释这片剂,再饮用这些水。商业来源的介绍和你读到的内容中有一点是对的:片剂完全溶解后,应在约 5 到 15 分钟内饮用这杯水。为什么要这样做?我还要说,我现在已经开始这样做了,并不是因为我一定认为它非常必要或非常有益。我稍后会讲自己的体验。
我是在准备本期节目时开始的,因为我研究了水、富氢水和所有这些碱性水。通过阅读一篇很棒的两部分综述,我清楚地了解到,至少第一部分题为《电解还原水:分子氢是治疗作用的唯一负责因素》,第二部分题为《电解还原水(二):安全性问题及其作为氢水来源的有效性》,这篇综述非常详尽。我们在节目说明中提供了链接。综述指出,外界所说的这些不同水——去氘水、富氢水等——的健康益处似乎都归结于,借用一句话但这里没有煮沸,是氢含量增加,而这带来真正有意义的变化:富氢后水的 pH 升高。
关于富氢水的临床研究不多,但现在开始有一些了。我想指出并提供链接的一项较新研究题为《富氢水减少炎症反应并防止细胞凋亡》。凋亡是发育过程中自然发生的细胞死亡,通常用来描述身体的细胞死亡;顺便说,有时这种细胞死亡是有益的,因为它能移除需要移除的细胞。论文完整标题是《富氢水减少炎症反应并防止健康成人外周血细胞凋亡:一项随机、双盲、对照试验》。研究考察了每天饮用 1.5 升富氢水、持续四周的效果。他们发现炎症减少等显著积极作用,并通过分析白细胞介素-6 及其他炎症标志物观察到这些变化。
研究很好地控制了人们仍然饮用其他水、液体和咖啡等因素,同时确保他们没有在富氢水之外摄入过多咖啡和汽水。但这篇论文显示,增加水中的游离氢,确实能改善这些细胞的某些健康指标。这与人们在外界报告的主观体验,以及我自己的体验相符。我要说,饮用富氢水——稍后我会告诉你如何以相当低的成本做到——确实会产生精力更多、感觉更好的主观体验。当然,安慰剂效应是真实而强大的,所以这可能只是安慰剂。不过,这项论文当然设置了安慰剂组,受试者不知道自己喝的是富氢水还是非富氢水。
我还要指出,这项研究观察到的健康指标改善,只出现在年龄超过 30 岁的人群中。我不知道原因。作者认为,30 岁以上的人炎症水平降低、其他生物功能指标改善,是因为氢水提高了某些细胞类型的生物抗氧化能力。该研究主要关注的是外周血细胞。为什么会这样?这又回到了我们之前关于减少活性氧,也就是 ROS,以及减少会损害细胞的自由基的讨论。如果这些听起来很绕,我能理解。但我喜欢这项研究和刚才提到的两篇综述的一点是:它们并没有真正说富氢水本身是关键。
这些研究真正指出的是,提高水中的氢所造成的水 pH 变化,会增强更高 pH 水的吸收和/或细胞利用能力。再次强调,这不是通过改变身体或细胞的 pH,而是因为更高 pH,也可以更准确地说是酸性更低、含更多镁和钙的硬水,似乎更容易被身体细胞利用。因此,这项研究中的受试者很可能实现了更高或更高效的水合。如果这些内容让你困惑,我明确说:我不认为所有人都需要喝去氘水,也不认为所有人都需要喝电解还原水,更不一定认为所有人都需要喝富氢水。
不过,在我看来很清楚,这些不同形式的水都更容易被吸收,因此能更好、更高效地补水,也能减少炎症、降低血压并改善许多其他健康指标;原因是这些净化或处理方式都会提高水的 pH。再次说明,提高的 pH 并没有改变身体细胞、组织和器官的 pH,那不是你想要的结果。它只是让水比原本更不酸。因此简单结论是:如果你的自来水含有前面所说足量的镁,我不认为你需要让水富氢。但我建议你至少分析自己的水,或查看网上能获得的专业水质分析,并从这些含有足量镁的水中滤除消毒副产物、氟化物等。
简单来说,如果自来水中镁足够,就过滤后饮用,我认为这样完全可以。但如果自来水中的镁没有高于前面提到的数值,我确实认为,也完全能理解,提高水中氢含量可以让水不仅更容易入口,让你觉得它比更酸的水更柔和、更顺滑、更好喝,还能让水更有效地被吸收,为身体细胞和组织补水。这对大脑和身体中极其广泛、或许每一种生物功能都很重要。那么,怎样让水富氢?其实成本可以相当低。我前面提到过,为准备本期节目,我一直在做这个实验,因为我家的自来水中镁很少,钙也很少。
制备富氢水的方法是购买分子氢片;实际上就是能溶于水并产生游离氢的镁片,游离氢可以与其他水分子相互作用。其背后的化学已经得到证实;我会在节目说明中提供一篇论文的链接,论文详细解释了水中增加氢如何调节电子流动和自由基。不过再次提醒,这一切都是通过提高水的 pH 实现的。还要注意,不能把随便一片镁片或镁胶囊放进水里。此类胶囊和片剂中的镁采用特定构型,能让片剂快速溶解并激活游离氢,使其与水分子相互作用。
目前只有少数科学研究在探索这些活化氢水的真实生物学影响。可溶解片剂比购买预先包装、密封的氢水便宜得多。事实上,我不推荐那些品牌,因为价格很高,而且这些水中活化氢或游离氢的稳定性并不清楚。无论如何,这不是每个人都需要做的事情。我提到它,是因为自己的体验不错。我还要再次说明,我与这些产品都没有商业关系或合作关系。对于想尝试的人,我会在节目说明中提供其中几种产品的链接;我之所以告诉你,是因为你可以用这些可溶解镁片提高水的 pH,而不必购买通常相当昂贵的高 pH 水。
我自己的体验相当好。事实上,我计划每天继续使用一到两次。你不需要在喝的所有水中都这样做。我想再次强调,即使你选择这条路,发现自己很喜欢活化氢片,也不要把它放进所有饮用水中,当然也不要放进任何碳酸水中,那会导致严重胃部不适。同样不要把它放进任何热饮中。所以这类东西每天做一到两次,最多三次即可;你可以自己体验,并主观判断是否喜欢这种感觉,是否“感觉更好”。
本期前面我们讨论过结构化水或第四相水。很多人想知道,饮用结构化水是否比饮用非结构化水更好。我能说的是,宣称结构化水在生物学上更有效或比非结构化水更有益,是非常有争议的。创造结构化水有不同方法,需要一些相当复杂且昂贵的家用系统,价格从几百美元到几千美元甚至更高。坦率说,查阅同行评审科学文献时,你找不到实质证据表明,饮用结构化水会带来任何特定、希望得到的生物学结果。当然,我这样说时,肯定有人仍然有饮用结构化水后非常好的体验。
那是安慰剂效应,还是真正来自饮用结构化水的效果,目前不清楚。为了让你了解我对结构化水的立场:我认为它有趣、引人入胜,但作为科学家,在目前缺少高质量同行评审数据的情况下,我不能建议人们去饮用结构化水,也不能建议人们相信结构化水比其他水更有益的说法。不过,考虑到结构化水确实存在,我认为进一步研究它的生物学作用很有空间,这一点没人会争论;而且已经证明,水在这种第四相中的不同结构能与固体和液体的其他方面发生作用,也能在细胞器内做到这一点,包括线粒体等控制不同功能的细胞组成部分。
我认为这里存在潜力,但是否存在真正的前景则是完全不同的问题。所以我不想彻底否定结构化水。我认为这是一个开放问题,希望不久的将来会有更多数据回答这些问题。如果你知道在动物模型或人体中研究结构化水生物学影响的高质量临床研究,请把参考文献放在 YouTube 评论区,因为我非常想知道这个领域的生物学影响如何发展并继续发展。今天我们讨论了水,当然也深入讨论了水以各种形态存在时的物理和化学性质。我们还讨论了补水,因为我认为这正是许多人对水感兴趣或担忧的主要原因。
我们还讨论了自来水中的污染物。遗憾的是,污染物确实存在,而且在世界几乎所有地区都非常常见。所以,请务必了解自来水里究竟有什么。我还想补充一条研究本期节目时了解到、非常关键的信息:从水龙头流出的水质,不仅由住宅或公寓外部的水源决定,管道也很重要,水龙头出水口上的滤网或小网也非常重要。大多数人不会注意这一点,但事实证明,许多碎屑和污染物都可能来自那个小滤网,而大多数人没有足够频繁地清洁它。我不是说滤网由金属或塑料制成这件事本身有问题。
更多时候,水中出现污染物是因为人们没有足够频繁地清洁这些滤网。事实上,在研究本期节目之前,我从没想过要清洁滤网。我查看了水龙头下面,虽然滤网看起来没有特别多的碎屑,但拆下来查看另一面时,确实发现了很多碎屑。因此,如果你要喝自来水,一定要考虑水源、建筑或公寓内的管道、一直通到你用来接水的杯子或水壶的管道,以及水进入杯子或水壶时经过的那个滤网。我们还讨论了应该喝多少水。希望对于一直想知道这个问题的人,我们终于解决了它。
Galpin 公式是估算运动期间饮水量的好方法。我们还提供了另一个公式:从醒来直到醒来后 10 小时内,平均每小时摄入约 8 盎司或 240 毫升水。记住,这是平均值,不需要每到整点就喝,也不必变得神经质。希望你能达到更好的水合水平。我们知道,这可能降低血压,改善食欲、情绪和专注力。我认为,补水文献最支持的,确实是认知专注和身体能力的改善,包括耐力、力量,以及身体准备好进行工作等其他形式的状态。我们还介绍了大家听说过的不同形式的水,说明哪些可能有益、哪些可能无益,更重要的是从生物学家和水的化学角度,解释它们为什么可能有益。
我希望到现在,你已经更好地理解水的化学和物理性质,以及水如何有力地影响你的生物学。如果你从本播客中学到东西,或喜欢本播客,请订阅我们的 YouTube 频道。这是支持我们的绝佳零成本方式。此外,请在 Apple 和 Spotify 上订阅播客;你也可以在两个平台留下最高五星的评价。如果你对节目有问题、评论,或希望我讨论的主题、希望邀请的嘉宾,请在 YouTube 评论区留言。我会阅读所有评论。此外,请关注今天节目开始和过程中提到的赞助商,这是支持本播客的最佳方式。
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