撰文丨王聰 編輯丨王多魚 排版丨水成文 

水是生命之源，也是生存所必需的，對(duì)于包括人類在內(nèi)的大多數(shù)陸生生物而言，需要日常飲水來(lái)防止出現(xiàn)脫水問題。 總體水 （Total body water，TBW） ，即身體中所含水分的總量，由體內(nèi)穩(wěn)態(tài)控制，并且每天都受到口渴和饑餓驅(qū)動(dòng)的嚴(yán)格調(diào)控，通過攝入水和食物來(lái)彌補(bǔ)身體的水分流失。身體中的水分以尿液、皮膚蒸發(fā)、汗液、呼吸水蒸氣以及糞便等方式不斷流失。

為了維持體內(nèi)水分平衡，這些流失的水分必須與從液體 （飲用水及其他飲料） 和食物中攝取的水分、呼吸吸入的水蒸氣、皮膚吸收的水分以及有氧呼吸和代謝過程中產(chǎn)生的水相匹配。 我們身體每天所使用的水 （包括攝入的水分和流失的水分） 稱為水周轉(zhuǎn)量（Water Turnover，WT），它在很大程度上反映了我們的我們每天對(duì)水的攝入需求。 在不攝入水分的情況下，人類大約只能存活3天時(shí)間，而在劇烈運(yùn)動(dòng)情況下，或處于炎熱潮濕的環(huán)境中，人體脫水的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增加。飲水不足是導(dǎo)致中暑、泌尿和腎臟疾病以及心血管衰竭的危險(xiǎn)因素。 那么， 我們一天之中究竟需要攝入多少水分呢？流傳甚廣的每天八杯水（約2升）的說(shuō)法是否科學(xué)呢？ 

2022年11月24日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)藥所能量代謝與生殖研究中心首席科學(xué)家、深圳理工大學(xué)（籌）藥學(xué)院講席教授 John Roger Speakman （約翰·羅杰·斯彼克曼） 團(tuán)隊(duì)聯(lián)合來(lái)自京都先端科學(xué)大學(xué)、羅漢普頓大學(xué)、筑波大學(xué)、杜克大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的近100個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)，在 Science 期刊發(fā)表了題為： Variation in human water turnover associated with environmental and lifestyle factors 的研究論文。 

該研究 在環(huán)境因素、生活方式和人體測(cè)量因素等大數(shù)據(jù)集指導(dǎo)下提出了 人類每天水周轉(zhuǎn)量預(yù)測(cè)公式 。清楚地表明了 每天8杯水 （約2升） 的建議并沒有客觀證據(jù)支持。 在全球人口增加和氣候變化的大環(huán)境下，這項(xiàng)研究提供的水周轉(zhuǎn)量（WT）數(shù)據(jù)可以幫助制定飲用水和富水食品管理的戰(zhàn)略。

該研究使用了同位素示蹤法 （氚） 對(duì)來(lái)自23個(gè)國(guó)家的來(lái)自不同環(huán)境和生活條件的5604名年齡在8天-96歲之間的人 （3729名女性，1875名男性） 進(jìn)行研究。對(duì)他們?cè)谧杂缮顥l件下的總體水 （TBW）和水周轉(zhuǎn)量（WT） 進(jìn)行了客觀、準(zhǔn)確、可靠、精確的測(cè)量。

人體水分的攝入和流失

氫同位素（氘）的稀釋和消除提供了TBW和WT的客觀衡量

該研究顯示，20-30歲的男性和20-60歲的女性的水周轉(zhuǎn)量 （WT） 最高 （下圖A） ，20-60歲的成年人總體水 （TBW） 最高 （下圖B） 。水周轉(zhuǎn)量 （WT） 在總體水 （TBW） 中的占比隨年齡增長(zhǎng)而下降，新生兒比例最高，達(dá)到了28.3±7.2%，在18-40歲成年人中，隨年齡增長(zhǎng)下降至9.9±3.0% （下圖C） 。 

總體水（TBW）在體重中的占比也隨著年齡的增長(zhǎng)而下降，從出生到6個(gè)月時(shí)的比例60.0±6.4%，下降到60歲時(shí)的50.4±5.3% （男性） 和42.0±4.8% （女性） （下圖D） 。成人的性別差異以及與年齡和總體水（TBW）的關(guān)系很大程度上反映了體脂百分比的變化，因?yàn)轶w脂所含的水分比肌肉和其他組織/器官要少。

年齡 與身體總水量（TBW）和水周轉(zhuǎn)量（WT）的關(guān)系 

這些研究結(jié)果表明，年齡、體型和身體組成成分 （脂肪含量） 與水周轉(zhuǎn)量顯著相關(guān)，身體活動(dòng)水平、是否為運(yùn)動(dòng)員、懷孕、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和環(huán)境特征（緯度、海拔、氣溫和濕度）也是如此。此外，生活在低人類發(fā)展指數(shù)（HDI）國(guó)家的人比生活在高人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家的人擁有更高的水周轉(zhuǎn)量。

水周轉(zhuǎn)量（WT）與非脂肪重量（FFM）、體脂（Body Fat）、總能量消耗（TEE）、身體活動(dòng)水平（PAL）、溫度和所處緯度的關(guān)系

在這些廣泛數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)提出了與人體計(jì)量學(xué)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素相關(guān)的全球首個(gè)人體每天水周轉(zhuǎn)量預(yù)測(cè)公式——

公式1 這一計(jì)算公式包含了身體活動(dòng)水平 （PAL） 、體重、性別、空氣相對(duì)濕度 （humidity） 、運(yùn)動(dòng)員狀態(tài) （athlete status） 、人類發(fā)展指數(shù) （HDI） 、海拔高度 （altitude） 、年齡、溫度這些人體測(cè)量學(xué)、生活方式和環(huán)境因素。 在上述公式中，性別為男性時(shí)數(shù)值為1，女性則為0；非運(yùn)動(dòng)員數(shù)值為0，運(yùn)動(dòng)員為數(shù)值1；在高人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家的數(shù)值為0，在中等人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家的數(shù)值為1，在低人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家的數(shù)值為2。 這一計(jì)算公式中使用性別和體重代替了非脂肪重量 （FFM） 這一指標(biāo)，因?yàn)镕FM在日常生活中不易測(cè)量，如果可以測(cè)量FFM，則上述公式1可以被公式2代替。

公式2 從上數(shù)公式來(lái)看，身體活動(dòng)水平（PAL）增加1.0會(huì)導(dǎo)致水周轉(zhuǎn)量 （WT） 增加約1000毫升，體重每增加50公斤，WT增加約700毫升，相對(duì)濕度增加50%，WT增加約300毫升，海拔每增加1000米，WT增加約500毫升。同等體重的男性比女性WT多出約400毫升，這是因?yàn)槟行酝ǔＳ懈蟮姆侵局亓?（FFM） 和更低的體脂率。 

在控制其他測(cè)量變量后，生活在低人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家的人比生活在高人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家的人的水周轉(zhuǎn)量（WT）多出約200毫升。在其他條件相同的情況下，運(yùn)動(dòng)員的比非運(yùn)動(dòng)員的水周轉(zhuǎn)量（WT）多約1000毫升。 水周轉(zhuǎn)量（WT）與氣溫之間呈U型關(guān)系，在30℃時(shí)的水周轉(zhuǎn)量（WT）比0-10℃之間時(shí)多出1000毫升，比零下10℃時(shí)多出400毫升。 

水周轉(zhuǎn)量（WT）與年齡之間呈曲線關(guān)系，水周轉(zhuǎn)量（WT）在20-40歲之間達(dá)到峰值，在50歲以后下降，80歲時(shí)的水周轉(zhuǎn)量（WT）比30歲時(shí)減少約700毫升。 根據(jù)上述計(jì)算公式，一名體重70公斤的20歲男性非運(yùn)動(dòng)員，身體活動(dòng)水平（PAL）為1.75，生活在海拔0米的高人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家，平均氣溫為10℃，空氣相對(duì)濕度為50%，那么預(yù)測(cè)他的水周轉(zhuǎn)量（WT）為3.2升/天。一名同等情況下的體重60公斤的20歲女性非運(yùn)動(dòng)員，預(yù)測(cè)她的水周轉(zhuǎn)量（WT）為2.7升/天。 相比之下，一名體重70公斤的20歲男性運(yùn)動(dòng)員，身體活動(dòng)水平（PAL）為2.5，生活在海拔2000米的高人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家，平均氣溫30°C，空氣相對(duì)濕度90%，那么預(yù)測(cè)他的水周轉(zhuǎn)量（WT）7.3升/天。一名同等情況下的體重60公斤的20歲的女性運(yùn)動(dòng)員，預(yù)測(cè)她的水周轉(zhuǎn)量（WT）6.8升/天。 研究團(tuán)隊(duì)提醒道，這項(xiàng)研究中的水周轉(zhuǎn)量 （WT） 并不等于每天要從飲食中攝入的水量，因?yàn)槿梭w從代謝中吸收的水分占水周轉(zhuǎn)量（WT）的10%左右，通過呼吸吸入的水分和經(jīng)皮膚吸收的水分各占2-3%。

因此， 我們需要從飲食中攝取的水分占水周轉(zhuǎn)量 （WT） 的85%。 然而，我們?nèi)粘Ｉ钪袛z入的水分，既包括直接飲用水，也包括食物中的水分，那么食物中的水分具體占比是多少呢？這個(gè)比例實(shí)際上到現(xiàn)在也不十分清楚，此前有點(diǎn)差研究顯示，一個(gè)人每天攝入的水分中有20%-50%來(lái)自食物，但這些調(diào)查并不準(zhǔn)確，迄今也沒有研究充分解決這個(gè)問題。 盡管如此，這項(xiàng)研究清楚地表明， 每天8杯水 （約2升） 的建議并沒有客觀證據(jù)支持 ，因此也不適合作為飲用水指南。

論文通訊作者Speakman（左）與論文共同第一作者張雪映（右），來(lái)源：中科院深圳先進(jìn)院

論文共同第一作者張雪映表示， 這項(xiàng)研究的一個(gè)主要發(fā)現(xiàn)是，每天8杯水（約2升）的推薦量對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)可能是太高了。 例如，前文提到的一名體重70公斤的20歲男性非運(yùn)動(dòng)員，身體活動(dòng)水平（PAL）為1.75，生活在海拔0米的高人類發(fā)展指數(shù)國(guó)家，平均氣溫為10℃，空氣相對(duì)濕度為50%，那么預(yù)測(cè)他的水周轉(zhuǎn)量（WT）為3.2升/天，這對(duì)應(yīng)了他需要攝入的水分是2.7升，而食物來(lái)源占據(jù)約一半，這意味著他一天需要喝水1.3-1.4升。而對(duì)于同等情況下的女性來(lái)說(shuō)，這一數(shù)字還要更低一些。

 最后，研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)研究在環(huán)境因素、生活方式和人體測(cè)量因素等大數(shù)據(jù)集指導(dǎo)下提出了人類水周轉(zhuǎn)量（WT）的預(yù)測(cè)公式。由于目前全世界面臨著人口爆炸式增長(zhǎng)和氣候變化，這將影響人類飲用水，以及灌溉、冷卻和制造等非消費(fèi)用途的水的可用性。全世界有近三分之一的人口 （22億人） 缺乏安全飲用水，在全球人口增加和氣候變化的大環(huán)境下，這項(xiàng)研究提供的水周轉(zhuǎn)量（WT）可以幫助制定飲用水和富水食品管理的戰(zhàn)略。

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