Основные функции
воды и баланс воды в организме.
Вода, простое химическое
соединение водорода и кислорода, является
основой жизни на Земле. Вода – самое важное
питательное вещество, которое потребляет
наш организм; она необходима каждой клетке,
ткани или органу для нормального функционирования.Организм
человека на 75 % состоит из воды, а головной
мозг на 85%.
Вода – это уникальный и исключительно
сложный природный
элемент. Молекула воды состоит
из двух атомов водорода и одного атома
кислорода. Принормальной температуре
вода жидкая. При 100 градусах Цельсия вода
принимает газообразное состояние. При
4 градусах Цельсия у нее самая высокая
плотность; при 0градусах Цельсия она переходит
в твердую форму.
Вода выполняет множество различных
функций в организме. Она является как
средой, так и участником молекулярного
взаимодействия. Вода может быть растворителем
и разделителем в том случае, когда распределяет
по организму и клеткам питательные вещества,
метаболиты, гормоны и другие вещества.
Она также служит для удаления отходов
из организма, главным образом через мочу
и фекалии. Вода выступает как один из
активных компонентов метаболических
реакций, а также как терморегулятор (благодаря
своей высокой теплоемкости и теплоте
парообразования). Вода является и своеобразным
лубрикантом между различными частями
тела и слизистыми оболочками, а также
обеспечивает необходимые структурные
изменения в макромолекулах, таких как
белки и нуклеиновые кислоты. Она выступает
в роли структуро образователя, поддерживая
клеточную форму и, наконец, является защитным
амортизатором (например, для мозга).
Вода выполняет множество различных
функций в организме:
• Вода поставляет в наш организм
важные водорастворимые витамины и питательные
вещества (такие как белки, минералы, витамины
В и С), необходимые для нормального функционирования
клеток, тканей и внутренних органов.
• Вода помогает сохранить
объем крови, таким образом поддерживая
нашу энергию.
• Вода поддерживает баланс
электролитов (таких минеральных веществ,
как калий, натрий, хлор), которые регулируют
температуру тела, способствуя тому, чтобы
оно оставалось прохладным в жару, и, оберегая
его от переохлаждения при низких температурах,
контролируют давление.
• Вода служит транспортным
средством для кровяных клеток - главной
ударной
силы иммунной системы организма.
• Вода растворяет необходимые
для жизни материалы, включая кислород
и
минералы, предотвращая старение
клеток.
•Вода поддерживает баланс
электролитов (таких минеральных веществ,
как калий, натрий, хлор), которые регулируют
температуру тела, способствуя тому, чтобы
оно оставалось прохладным в жару, и, оберегая
его от переохлаждения при низких температурах,
контролируют давление.
• Вода помогает клеткам тела
сохранять свою структуру и поставляет
им кислород.
• Вода выполняет функцию своеобразного
амортизатора для внутренних органов:
когда человек падает или ударяется, она
минимизирует стресс и повреждения.
• Вода непосредственно участвует
в обмене веществ, который и лежит в основе
всех процессов жизнедеятельности.Обмен
веществ – это непрерывная замена одних
молекул на другие, т.е. распад одних и
синтез тех же или других молекул, нужных
организму в данный момент и в данном его
месте. Осуществление обмена веществ требует
непрерывного притока энергии, а в ее продукции
в организме вода также играет ключевую
роль. Вода является средой для безопасного
выведения токсинов и продуктов жизнедеятельности,
она влияет на процесс терморегуляции в организме, от процесса
образования энергии до смазки суставов и процесса репродукции.
• Вода необходима для мышечных
сокращений. Мышечные волокна укорачиваются
при гидратации (связывании воды) и удлиняется при
дегидратации (потере воды). Это явление
обуславливает мышечное движение. Мышечное
сокращение, в сущности, представляет собой
взаимодействие между водой и белками, образование и разрушение структур
воды вызываются определенными белками. Вода,
окружающая белковую молекулу, необходима
для переноса электронов с помощью атома
водорода, включенных в её молекулу.
• Вода – ценный источник таких
микроэлементов, как марганец, магний,
кобальт и медь.
• Вода – связующее вещество,
соединяющее твердые части клетки. Такую
же липкость, которой обладает лед, вода
приобретает в непосредственной близости
от клеточной мембраны. Она скрепляет
твердые вещества и формирует мембрану,
или защитный барьер, вокруг клетки. При
обезвоживании эту функцию берет на себя
холестерин.
• Системы нейропередачи в
мозге и нервах зависят от скорости прохождения
натрияи калия через мембрану в обоих
направлениях по всей длине нервных отростков.
Не обременённая никакими связями вода
свободно проходит через клеточную мембрану
и приводит в действие ионные насосы, обеспечивающие
перемещение микроэлементов.
• Некоторые из перемещающих
элементы насосов генерируют электрическую
энергию. Следовательно, эффективность
системы нейропередачи зависит от
наличия свободной воды в нервных
тканях. Вода, проникающая в клетку в ходе
осмотического процесса, производит
энергию, вращая ионные насосы,
проталкивающие в клетку калий
и выталкивающие из неё натрий, - примерно
так
же, как на гидроэлекторстанции
вода приводит в движение лопасти турбин,
производящих электричество.
• До сегодняшнего дня считалось,
что вся энергия, связанная в молекулах
АТФ
(аденозинтрифосфата) – вещества,
которое «сгорает» и дает «тепло» для
«подогрева» всех химических
реакций в клетке, - поступает с пищей.
Вот почему
вода не привлекала особого
внимания как источник энергии в энергетических
системах организма.
• Вода – главный регулятор
энергии и осмотического баланса в организме.
Натрий и калий приклеиваются
к белкам насоса, и, когда вода вращает
белки,
микроэлементы действуют, как
магниты динамо-машины. Благодаря быстрому
вращению этих катионных насосов
образуется энергия, накапливаемая
в
энергохранилищах, расположенных
в разных частях тела. Такие хранилища
бывают трех типов:
1. АТФ – аденозинтрифосфат.
2. ГТФ – гуанозинтрифосфат.
3. Эндоплазмотическая сеть,
которая захватывает и связывает кальций.
Связка каждых двух
захваченных атомов кальция является
хранилищем энергии, эквивалентной
той, что содержится в одной
молекуле АТФ. В случае разъединения
и высвобождения атомов кальция
образуется энергия для создания
новой молекулы АТФ. Использование
механизма захвата кальция как
средства хранения энергии делает
костную систему организма не просто
строительными лесами тела, но и банковским
хранилищем, подобным знаменитому Форт-Ноксу,
где хранится золотой запас США. Поэтому
в
случае сильного обезвоживания
и, следовательно, снижения выработки
гидроэлектричества организм пытается
получить энергию, накопленную в костях.
Следовательно, главной причиной остеопороза
(прогрессирующее уменьшение плотности
(разрежение) костей, приводящее к снижению
их прочности, благодаря чему величивается
вероятность перелома) является длительное
обезвоживание.
• Электричество, произведенное
в районе клеточной мембраны, помимо прочего,
заставляет расположенные рядом
белки выстроиться и подготовиться к проведению
запланированных химических реакций.
• Вода заряжает энергией пищу,
частицы которой после этого обретают
способность передавать полученную энергию
организму в процессе пищеварения. Вот
почему еда без воды не имеет для организма
абсолютно никакой энергетической ценности.
• Вода помогает отличить
ощущение жажды от голода, т.к. человеческий
организм зачастую не различает чувства
жажды и голода, поэтому люди иногда потребляют
пищу тогда, когда на самом деле испытывают
жажду. Исследования доказали, что люди,
выпивающие за день много воды, обычно
меньше чувствуют голод.
Для
получения из пищи питательных веществ
и строительных материалов основные компоненты
пищи – белки и углеводы должны быть раздроблены
на мелкие фрагменты.
Это
происходит за счет гидролиза – расщепления
полимеров водой. Но чтобы гидролиз прошел,
должна разделиться на две части и сама
молекула воды. Эфективность расщепления
пищевых полимерных молекул зависит от
их состава и структуры, ферментов,
которые их расщепляют, структурной организации
воды. Гидролиз протекает и во внутренней
среде организма, где одни полимеры непрерывно
замещаются другими, где постоянно перестраиваются
внутриклеточные и внеклеточные структуры.
Путем гидролиза устраняются старые, отработавшие
или ненужные организму в данный момент
биополимеры.
На место
разобранных на мелкие кусочки биополимеров
должны поступить новые. Они собираются
в клетке из молекулярных кирпичиков,
которые в нужной последовательности
стыкуются друг к другу. Когда к растущей
цепи биополимера пришивается новое звено,
освобождается одна молекула воды. Эта
химическая реакция носит название поликонденсации,
и она, по существу, противоположна гидролизу.
Естественно
там, где идет синтез, свойства водной
среды должны резко отличаться от воды
в местах гидролиза. В том месте, где идет
гидролиз, она должна быть более свободна,
чтобы обеспечить для гидролиза достаточное
количество свободных молекул. До сих
пор эти соображения, как правило, не принимались
во внимание при рассмотрении обмена веществ.
Участие
в энергетических процессах
Известно,
что существенная часть энергетических
процессов в клетках любого организма
обеспечивается молекулами АТФ, которые
несут в себе легко доступную энергию,
и, расщепляясь, они отдают ее в нужном
месте в нужное время. Для осуществления
любого акта жизнедеятельности, например,
мышечного сокращения, молекула АТФ распадатся
на два фрагмента – молекулу АДФ и остаток
фосфорной кислоты, а этот распад – суть
гидролиз. То есть энергия освобождается
в процессе распада молекулы АТФ и молекулы
воды
Другой
известный источник энергии – это разность
электрических потенциалов между клеткой
и средой за счет неравномерного распределения
между ними ионов калия и натрия.
Концентрация
калия в живой клетке гордо выше, чем в
среде. А натрия гораздо больше в среде,
чем в клетке. Особенно велика эта разница
в нервных клетках, где она достигает многих
десятков милливольт.
Проведение
нервного импульса – это электрический
разряд, при котором ионы калия выбрасываются
из клетки, а ионы натрия входят в нее.
Затем клетка направляет энергию обмена
веществ на восстановление потенциала
до следующего его разряда.
На роль
воды в этом процессе внимания почти не
обращают, хотя перераспределение ионов
калия и натрия сопровождается как перераспределением
воды между клеткой и средой, так и существенным
изменением ее свойств.
Поскольку
каждый ион окружен несколькими молекулами
воды, то воды перераспределяется много
больше, чем самих ионов. А значит, и здесь
состояние роль воды как в клетках, так
и во внеклеточной среде должно определять
эффективность проведения нервных импульсов,
т.е. функционирование нервной системы.
То же
можно сказать и о других возбудимых клетках,
например, мышечных, и в первую очередь,
о клетках сердечной мышцы. Следовательно,
состояние воды существенно для электрической
активности всех клеток живого организма.
Вода
может выполнять в клетках роль горючего
вещества.
На рубеже
нового тысячелетия сразу в нескольких
лабораториях мира было обнаружено, что
в обычных условиях: при нормальных температурах
и давлениях, вода может непосредственно
окисляться активным кислородом с образованием
других активных его форм.
Так
в 2000 году американские ученые установили,
что воду может окислять активированный
кислород (синглетный кислород), в результате
чего образуется хорошо известная перекись
водорода.
Доказано,
что окисление воды кислородом, а по существу,
ее горение постоянно идет в крови человека.
Давно известно, что циркулирующие в крови
защитные белки – антитела – связываются
с чужеродными для организма молекулами
для их последующего устранения.
Открытие
заключалось в том, что антитела способствуют
горению воды. Они так организуют воду
в пространстве, что она катализирует
собственное окисление синглетным кислородом
до перекиси водорода. Это свойство антител,
очевидно, способствует эффективному
выполнению ими защитных функций. Поскольку
активные формы кислорода – сильные дезинфицирующие
средства, значит, вирусам и бактериям
наносится ущерб уже в момент связывания
с ними антител, потому что вода буквально
«горит» вокруг них.