Napoje izotoniczne, hipotoniczne i hipertoniczne – właściwości, skład i działanie tych napojów

Na szerokim rynku produktów skierowanych do sportowców znajdują się dziś napoje izotoniczne, hipertoniczne oraz hipotoniczne. Różnica między nimi dla wielu ludzi jest bardzo niejasna, a tym samym utrudniony jest trafny wybór. Jak więc sportowe napoje mogą realnie wpływać na kondycję organizmu i jego wydajność oraz czy naprawdę warto po nie sięgać?



Napoje izotoniczne, hipotoniczne i hipertoniczne kierowane są głównie do sportowców. Źródło: shutterstockNapoje izotoniczne, hipotoniczne i hipertoniczne kierowane są głównie do sportowców. Źródło: shutterstock
  1. Kilka słów o osmozie
  2. Izotoniczne, hipotoniczne i hipertoniczne – co to oznacza?
  3. Kiedy wykorzystuje się napoje izotoniczne?
  4. W jakich sytuacjach zalecane są napoje hipotoniczne?
  5. Zastosowanie napojów hipertonicznych
  6. Przeciwwskazania i skutki uboczne
  7. Kto może skorzystać na napojach izotonicznych, hipotonicznych i hipertonicznych?
Im więcej wiemy o funkcjonowaniu ludzkiego ciała, zarówno na poziomie ogólnym, jak i komórkowym, tym chętniej wykorzystujemy owa wiedzę dla zwiększenia swoich osiągnięć i możliwości. Suplementy, pokarmy i napoje dla sportowców mają zwiększać naturalny potencjał naszych mięśni stymulując lub hamując określone procesy metaboliczne. W jaki więc sposób można więc pomóc sobie piciem?

Kilka słów o osmozie


Jednym z podstawowych mechanizmów regulujących funkcjonowanie organizmów zwierzęcych i roślinnych jest osmoza. Mowa o spontanicznym zjawisku, które zachodzi, gdy po dwóch stronach półprzepuszczalnej membrany znajdą się roztwory o różnym stężeniu. Membraną taką jest m.in. błona komórkowa, zaś w organizmie ludzkim proces osmozy umożliwia właśnie przenikanie wody przez poszczególne tkanki. Ogólna zasada mówi, że woda z mniej stężonego roztworu ucieka do tego bardziej stężonego tak długo, aż po obu stronach membrany nastąpi wyrównanie stężeń. Biologia dąży bowiem do równowagi.

Co to oznacza dla komórki? Jeśli umieścić ją w roztworze o wyższym stężeniu niż cytoplazma, woda ucieknie przez błonę komórkową powodując skurczenie komórki. Ten efekt widać na przykład na skórze po długim przebywaniu ciała w wodzie morskiej czy mydlanej. W roztworze o równym stężeniu zawartość wody w komórce się nie zmieni, natomiast w przypadku zmniejszonego ciśnienia na zewnątrz woda zacznie przesiąkać do wnętrza i komórka napęcznieje.

Całe zjawisko ma przy tym charakter całkowicie pasywny, co oznacza, że odbywa się bez wydatkowania energii. O kierunku jego zachodzenia decyduje tzw. osmolalność, czyli ilość cząsteczek w roztworze w przeliczeniu na daną jego objętość. I tutaj właśnie pojawia się pojęcie roztworu izotonicznego, hipertonicznego i hipotonicznego.

Izotoniczne, hipotoniczne i hipertoniczne – co to oznacza?


Pojęcie toniczności jest pokrewne osmolalności, ale bierze pod uwagę nie tylko różnice w stężeniach, ale także poziom przepuszczalności samej błony. Tym samym roztwór izotoniczny ma identyczne stężenie w stosunku do drugiego roztworu, podczas gdy roztwory hiper- i hipotoniczne mają odpowiednio więcej i mniej cząsteczek w danej objętości.

Czerwona krwinka najlepiej czuje się w roztworze izotonicznym i dlatego nasze organizmy utrzymują stan homeostazy, czyli stałych parametrów wewnętrznych. Gdyby zanurzyć ją w roztworze hipotonicznym, zaczęłaby nabierać wody i mogłaby eksplodować. Inaczej sytuacja wygląda jednak w przypadku komórek roślinnych wyposażonych w twardą ścianę komórkową, znacznie odporniejszą na pękanie. Tutaj cytoplazma jest lekko hipertoniczna, a roztwór wokół komórek idealnie powinien być hipotoniczny, aby woda mogła wpływać do wnętrza i utrzymywać tkankę łodygi czy liści w odpowiedniej kondycji.

Napoje izotoniczne, hipertoniczne oraz hipotoniczne mają więc za zadanie stwarzać w naszym organizmie środowisko skłaniające do komórki do pobierania lub pozbywania się wody, bądź też wspierające naturalną równowagę płynów. Dla przykładu dla wszystkich ludzkich komórek izotoniczne są roztwory soli fizjologicznej (0.98%) oraz dekstrozy (5%).
Napoje izotoniczne są idealne na długotrwałe treningi wytrzymałościowe. Źródło: shutterstock
Napoje izotoniczne są idealne na długotrwałe treningi wytrzymałościowe. Źródło: shutterstock

Kiedy wykorzystuje się napoje izotoniczne?


Najbardziej rozpowszechnione na rynku są napoje izotoniczne. Są one alternatywą dla wody i służą utrzymywaniu prawidłowego poziomu nawodnienia organizmu podczas wysiłku. Wiadomo, że trening wywołuje intensywne często pocenie się, przez które pozbywamy się większych ilości wody. Może to doprowadzić do groźnej dla zdrowia hydratacji. Picie samej wody oczywiście pomaga, jednak trzeba mieć na uwadze, że wraz z potem tracimy nie tylko H2O, ale także elektrolityglukozę oraz jony sodu, potasu, wapnia czy chloru. Bez tych cennych minerałów wiele procesów fizjologicznych jest zagrożonych.

Napoje izotoniczne zwykle zawierają od 40 do 80 mg węglowodanów na litr oraz stosowne elektrolity. Dostarczają więc tkankom glukozy niezbędnej do wysiłku fizycznego ale także minerałów zapewniających wewnętrzną równowagę, w której woda nie ucieka z komórek. Polecane są przede wszystkim jako wspomaganie podczas aktywności fizycznej trwającej godzinę i dłużej – począwszy od sportów drużynowych a skończywszy na treningu wytrzymałościowym. Warto je również popijać przed wysiłkiem, o ile zachodzi ryzyko przez dłuższy czas nie będziemy w stanie uzupełniać elektrolitów i glukozy.

W jakich sytuacjach zalecane są napoje hipotoniczne?


W hipotonicznych napojach znajduje się mniej węglowodanów i elektrolitów niż w ludzkim osoczu. Ogólne stężenie określane jest na poziomie niższym niż 275mmol/kg. Taki roztwór bardzo szybko transportowany jest poprzez układ trawienny, a ponieważ stężenie osocza jest znacznie wyższe, woda z jelit jest za sprawą osmozy szybko wchłaniana przez śluzówkę do krwiobiegu. Naturalnie, w tym sensie sama woda też jest napojem izotonicznym, choć z punktu widzenia zdrowia jest zbyt uboga w minerały i w dużych ilościach paradoksalnie może prowadzić do tzw. przewodnienia hipotonicznego. To groźny dla życia stan zaburzający równowagę elektrolitową w ciele.

Jeśli jednak dodać do wody naprawdę niewielkie ilości glukozy i soli potrzebnych człowiekowi, otrzymujemy roztwór, który doskonale nawadnia tkanki przemycając jednocześnie do systemu nieco energii oraz minerałów. Same sole sprawiają, że organizm produkuje nieco mniej moczu i groźba odwodnienia jest tym samym skutecznie zmniejszona. Napoje hipotoniczne wskazane są więc przede wszystkim w warunkach upałów, kiedy ryzyko dehydratacji jest szczególnie wysokie. Można je przyjmować przed, w czasie lub po wysiłku.

Ponieważ są ubogie w glukozę sprzyjają również treningom zamierzonym na utratę wagi oraz krótkotrwałemu wysiłkowi, w czasie którego nie jest wymagane uzupełnianie zasobów energii. Z ich potencjału skorzystają jednak nie tylko sportowcy, ale także osoby cierpiące na biegunkę lub przyjmujące zbyt mało płynów w ciągu dnia.
Tabela podsumowująca zastosowanie napojów; opracowanie własne

Zastosowanie napojów hipertonicznych


Hipertoniczne napoje posiadają stężenie ponad 330 mmol/kg, przy tym poziom samej glukozy wynosi zwykle więcej niż 80 g na litr. Są one więc bogate w energię i bardziej kaloryczne  - do tej kategorii należy większość napojów energetycznych. Opóźniają opróżnianie się żołądka, a tym samym spowalniają absorpcję wody. Ponieważ ich osmolalność jest wyższa niż osocza, woda najpierw ucieka z krwiobiegu do jelit, prowadząc do tymczasowej dehydratacji. Główną rolą napojów hipertonicznych nie jest jednak uzupełnianie bilansu wodnego, ale raczej dostarczanie energii w sytuacjach, kiedy jedzenie jest utrudnione.  Poleca się je spożywać przed długotrwałym wysiłkiem fizycznym oraz podczas dłuższych treningów w chłodnych warunkach pogodowych. Ponadto są konsumowane przez atletów po wyczerpującym wysiłku w celu uzupełnienia zasobów glikogenu w mięśniach.
Przed długotrwałym treningiem w zimie lepiej jest sięgnąć po napój hipertoniczny. Źródło: shutterstock

Przeciwwskazania i skutki uboczne


Jest poza wszelką wątpliwością, że wysiłek fizyczny wymaga odpowiedniego zaopatrzenia w wodę, minerały i energię w postaci glukozy. Napoje sportowe prezentują pod tym względem spory potencjał, ale nie są pozbawione skutków ubocznych. Na przykład przyjmowanie zbyt dużych ilości napojów hipotonicznych może doprowadzić do biegunki z powodu akumulacji sodu w jelitach. Także wysoka konsumpcja napojów hipertonicznych może prowadzić do zaburzeń żołądkowych i jelitowych z powodu gromadzenia się wody wewnątrz przewodu pokarmowego. Naturalnie, im więcej glukozy w napoju, tym większe też ryzyko rozwoju otyłości, cukrzycy oraz próchnicy zębów. Wreszcie, zawarte w wielu napojach konserwanty, aromaty i substancje koloryzujące mogą powodować alergie, rozdrażnienie, nietolerancje pokarmowe, a nawet przyczyniać się do rozwoju nowotworów.

Kto może skorzystać na napojach izotonicznych, hipotonicznych i hipertonicznych?


Wbrew pozorom nie jest wcale tak łatwo dopasować optymalny poziom składników odżywczych do danej aktywności fizycznej. W profesjonalnym sporcie zajmują się tym przeszkoleni specjaliści. Amatorzy mogą również korzystać z nawadniających i energetyzujących właściwości poszczególnym typów napojów, ale z zachowaniem racjonalnego umiaru. Nikt nie powinien sięgać po więcej niż jeden napój dziennie! Co więcej, zdaniem wielu ekspertów osoby rekreacyjnie uprawiające sporty mogą bezpiecznie i efektywnie ćwiczyć bez jakiegokolwiek wspomagania tonicznego, a ogromna sprzedaż napojów jest raczej napędzana machiną marketingu niż realnym zapotrzebowaniem. Niskozmineralizowane wody oraz rozcieńczone soki owocowe dla większości z nas będą absolutnie wystarczające!
Ekologia.pl (Agata Pavlinec)

Bibliografia

1. „Osmosis and tonicity” Khan Academy, https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-structure-and-function/mechanisms-of-transport-tonicity-and-osmoregulation/a/osmosis, 8/03/2022
2. “Isotonic vs. Hypotonic vs. Hypertonic Solution” Biology Dictionary, https://biologydictionary.net/isotonic-vs-hypotonic-vs-hypertonic-solution/, 8/03/2022
3. “Sports drinks” Diabetic.co.uk; https://www.diabetes.co.uk/sports-drinks.html , 8/03/2022
4. “Different types of sports drink and when to use them” Andy Blow, https://www.precisionhydration.com/performance-advice/hydration/different-types-of-sports-drink-and-when-to-use-them/, 8/03/2022
5. “The Hydrating Effects of Hypertonic, Isotonic and Hypotonic Sports Drinks and Waters on Central Hydration During Continuous Exercise: A Systematic Meta-Analysis and Perspective” David S. Rowlands i in., https://link.springer.com/article/10.1007/s40279-021-01558-y, 8/03/2022
6. “A Comprehensive Study on Sports and Energy Drinks” Ankita Chatterjee, Jayanthi Abraham, Sports and Energy Drinks, 2019

Ocena (2.3) Oceń: