A água é a substância mais abundante na natureza. Talvez por esse motivo ela é, em geral, esquecida. A água é absolutamente indispensável à vida dos animais e vegetais e, do ponto de vista nutricional e dietético, constitui um nutriente essencial, pois ela deve fazer parte da dieta diária dos animais e do homem. Muitas das funções importantes da água na fisiologia celular e na nutrição decorrem de algumas de suas propriedades físico-químicas bastante peculiares.
Propriedades físico-químicas: Comparada a magnitude molecular e a estrutura da molécula da água com a de outros líquidos comuns, a água apresenta ponto de fusão e de ebulição mais elevados, maior calor latente de vaporização e de fusão e constante dielétrica bastante elevada. Essas propriedades da água resultam de sua configuração dipolar e da grande capacidade de suas moléculas de ligarem-se entre si por pontes de hidrogênio.
Nos cristais de gelo, cada molécula de água se liga por pontes de hidrogênio a quatro outras moléculas, formando uma estrutura que se aproxima bastante de um tetraedro. O verdadeiro tetraedro apresenta ângulos de 109,5º e não 104,5º, como na molécula de água.
Estima-se que a energia das ligações de hidrogênio na água líquida seja de 4,5 kcal / mol, comparada com 110 kcal/mol para a ligação covalente H-O. As pontes de hidrogênio possuem também comprimentos característicos para certo tipo de material que é variável, dependendo das condições em que se encontre o material. No gelo, o comprimento das ligações de hidrogênio é de 1,77 Å. Estima-se, com base no calor de fusão do gelo, que somente 15 % das pontes de hidrogênio são rompidas, quando o gelo é transformado em água a 0 ºC. Mesmo na forma de vapor (100 ºC) ainda existe uma forte atração entre as moléculas de água. Na realidade, somente temperaturas da ordem de 600 °C seriam capazes de quebrar todas as pontes de hidrogênio que ligam as moléculas de água entre si.
A água como solvente: A água é considerada um solvente universal por ter a capacidade de dissolver ou dispersar um grande número de substâncias polares. A água é excelente solvente de substâncias iônicas e de substâncias polares não iônicas como açucares, álcoois, aldeídos e cetonas. No caso das substâncias iônicas, particularmente íons inorgânicos, o grande poder solvente da água se deve à atração eletrostática que esses íons podem exercer sobre as moléculas de água (solvatação) que é maior que a atração dos íons entre si. Seja por exemplo, o Na+Cl-, que ao ser colocado na água, seus íons formam ao redor de si uma camada de água de solvatação, permitindo que os mesmos permaneçam em solução. A água diminui a atração entre duas cargas de sinais opostos 80 vezes. Essa propriedade define a constante dielétrica da água. O valor 80 para a constante dielétrica da água pode ser comparada com os valores 24 e 2,3 para o etanol e para o benzeno, respectivamente. Em relação às substâncias polares não iônicas, a solubilidade da água se deve à forte tendência da molécula de água de formar pontes de hidrogênio com essas substâncias. A propriedade solvente da água é muito importante em biologia e nutrição, uma vez que o transporte de nutrientes e metabólitos nos fluidos fisiológicos e nos tecidos normalmente se faz em solução aquosa.
A dissolução e o transporte de eletrólitos pela água são também de extrema importância na manutenção da pressão osmótica e da concentração salina dos líquidos extra-celulares, que normalmente se mantêm constantes ao redor de 0,9 % (p/v). É também importante na manutenção da turgescência das células dos tecidos.
A água como reagente: A água é uma substância de grande reatividade e, como tal, participa de reações de hidratação e de hidrólise
A água e o controle da temperatura corporal: Devido ao seu elevado calor latente de vaporização (540 cal/g), a água desempenha papel fundamental na regulação da temperatura corporal. Em climas frios, os animais perdem calor para o meio ambiente porém as mudanças na temperatura corporal são relativamente pequenas, devido à grande quantidade de calor latente mantido no organismos pela água corporal. Ao contrário, em climas quentes, a eliminação de água corporal pela vaporização abaixa consideravelmente a temperatura do corpo, compensando as elevações de temperatura ocasionadas pelo ambiente.
O calor de vaporização de outros líquidos comuns é, comparativamente, bem inferior ao da água. Como exemplo temos 204 cal/g para o etanol e 59 cal/g para o clorofórmio.
Quantidade de água no organismo: A quantidade de água corporal varia, dependendo do tipo de organismo e principalmente da idade. Na espécie humana, o feto de 1 kg contém cerca de 90 % de água; ao nascer 76 %; com três meses de idade 73 %; e com um ano 63 %. Nos adultos, os valores são de aproximadamente 55 - 60 % para os homens e 50 - 55 % para as mulheres. Os valores ligeiramente mais baixos para as mulheres decorrem do fato de que as mulheres contêm proporcionalmente mais gordura corporal que os homens. É bem conhecida a relação entre gordura e água corporal. À medida que aumenta a gordura nos tecidos, ter-se-á uma diminuição proporcional de água.
A distribuição da água corporal em extracelular e intracelular também varia com a idade e o sexo, a saber: ao nascer, 42 % do organismo é água extracelular e 34 % intracelular; com um ano de idade, a distribuição é de 28 % de água extracelular e 35 % intracelular; no adulto masculino as proporções são de 24 e 30 % e no adulto feminino 24 e 26 %, respectivamente.
Origem da água corporal: A água dos tecidos se origina de três fontes distintas:
a) água líquida ingerida como bebida;
b) água ingerida como constituinte dos alimentos;
c) água de origem metabólica.
Considerando que um indivíduo adulto normal necessita de 2,5 l de água por dia, poderíamos dizer, como uma aproximação, que 1,2 l estaria sendo ingerido como bebida, 1,0 l como parte dos alimentos e 300 ml formar-se-iam no organismos com as reações metabólicas de oxidação. A quantidade de água metabólica produzida pela oxidação dos diferentes nutrientes é bem diferente, isto é,: proteína, 40 g de água / 100 g; carboidratos, 60 g / 100 g e gordura 107 g / 100 g. A água produzida por oxidação metabólica perfaz, em média, cerca de 15 % da água corporal total.
Mecanismos de perda de água corporal: As vias pelas quais o organismo pode perder água são:
a) perda insensível, através da pele e pulmões;
b) excreção urinária e fecal;
c) suor.
Em organismo sadio, a maior perda ocorre pela via urinária e perda insensível de vapor através da respiração, enquanto que a excreção fecal é pequena. As perdas pelo suor só se tornam significativas em situações especiais, como elevação de temperatura ambiente ou exercícios físicos forçados. As perdas totais de água podem variar entre 300 - 840 ml no recém-nascido; 840 - 1500 ml nas crianças e 1500 - 2100 ml em adolescentes e adultos. As perdas diárias deverão ser repostas pela alimentação, bebida e pela água metabólica.
Dentre as causas que normalmente, podem aumentar as perdas de água corporal incluem-se:
a) doenças renais que ocasionam inabilidade dos rins de reabsorverem água normalmente, resultando em perdas exageradas pela via urinária;
b) temperaturas ambientais ou exercícios físicos exagerados;
c) aumento das perdas por via intestinal em episódios prolongados de diarréia.
Se a proporção de água eliminada exceder a eliminação de eletrólitos, o que pode ocorrer pela restrição da ingestão de água ou perdas excessivas, ocorrerá um aumento na concentração nos fluidos extracelulares provocando a saída de água das células e desidratação. Os sintomas são sede, náusea, vômitos, corpo quente e seco, língua seca, perda de coordenação e urina reduzida em volume e de elevada concentração.
Esses sintomas são aliviados pela ingestão de água oralmente ou por injeções de solução de dextrose na veia, até que o volume de urina volte ao normal.
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