Роль воды

В организме человека воды около 65 %. Без воды мы не можем прожить и нескольких дней. Все процессы в организме протекают в водной среде и с участием воды. Её строение и физико-химические свойства обеспечивают оптимальные условия для формирования, существования и функционирования "белковых тел".

В структуре молекул воды центры положительных и отрицательного зарядов сильно смещены относительно друг друга, это обеспечивает им характер диполя и свойство электростатического притяжения с образованием водородных связей. Дипольный момент воды - 1,86, диэлектрическая постоянная = 80. Так как расположение электронов вокруг атома кислорода близко к тетраэдрическому, каждая молекула воды может образовать водородные связи с четырьмя соседними молекулами воды. Поскольку молекулы воды находятся в постоянном и непрерывном движении, образующиеся водородные связи постоянно разрываются и вновь образуются. Предполагают, что в любой момент в воде при комнатной температуре каждая молекула образует водородные связи с 3,4 других молекул. Это обеспечивает высокую устойчивость и подвижность жидкой воды, необычайно высокие значения температуры плавления (00С), кипения (1000) и теплоты испарения (540 кал/г).

Биполярный характер воды обусловил ей свойство лучшего

растворителя минеральных и органических веществ пищи и продуктов обмена содержащих -СООН или –NH2 группы, способные ионизироваться при взаимодействии с водой. К хорошо растворимым в воде относятся сахара, спирты, альдегиды и кетоны. Растворимость этих веществ обусловлена способностью молекул воды образовывать водородные связи с -ОН группами сахаров и спиртов, а также с -ССОН группами альдегидов и кетонов.

Вода - активный участник многих реакций обмена: гидролиза, гидратации, окисления и т.д. Вода - структурный материал, т.к. является составной частью коллоидов клеток, тканей и органов.

Наличие водородных связей между молекулами воды делает воду универсальной дисперсионной средой в которой происходит формирование вторичной, третичной и четвертичной структур белков, нуклеиновых кислот, липопротеинов клеточных мембран (См. структуры белков).

Молекулы воды очень прочны и все же, малая часть (1 из 555 млн.) их диссоциирует на ионы: Н2О«Н++ОН- Свободный протон Н+ (ядро водорода) тут же присоединяется к молекуле воды и образует ион гидроксония Н3О+. Благодаря этому свойству вода активирует диссоциацию слабых органических и неорганических электролитов, широко представленных в биологических системах. При растворении в воде они диссоциируют и становятся биологически-активными.

Будучи основой внутренней среды клетки и участвуя в формировании клеточных структур, вода в значительной мере определяет их активность. Так, от степени набухания митохондрий зависит интенсивность процессов окислительного фосфорилирования, от насыщения водой рибосом - активность биосинтеза белка. Только при определенной обводненности белки и нуклеиновые кислоты полностью проявляют свою биологическую активность.

Большая часть воды в организме (до 2/3) составляет внутриклеточная вода; меньшую часть (около 1/3) - межклеточная и вода жидкостей (крови, лимфы и т.д.).

Важную роль вода играет в процессах теплорегуляции, её испарение кожей позволяет сохранить постоянную температуру при усиленном образовании тепла в организме или при высокой температуре внешней среды. Очень высокая теплота парообразования и теплоёмкость воды обеспечивают надежную стабилизацию температуры организма.

Вода поступает в организм с пищей и питьем. Среднему взрослому мужчине необходимо от 1800 до 4000 г воды в сутки. Это экзогенная (внешняя) вода. Часть воды образуется в тканях как конечный продукт окисления (эндогенная). Установлено, что при полном окислении 100 г жиров организм получает 107,1 г воды, 100 г углеводов - 55,6 г и 100 г белков - 41,3 г воды; при обычной смешанной диете на 100 кал образуется около 12 г воды.

Обмен воды характеризуется водным балансом - соотношением принятой и выделенной из организма воды. Вода выделяется из организма почками (до 50 %), потом и выдыхаемым воздухом (до 35 %), кишечником (до 15 %).