Биологическая роль воды в организме человека

Биологическая роль воды в организме человека просто неоценима. И не только человека. Любое живое существо на нашей планете жить без воды не может. Потеря 20% воды приводит к смерти организма или анабиозу.

И это понятно, так как даже зубная эмаль содержит до 10% воды. Костная ткань до 20%. Ткань головного мозга — 85%. Медуза состоит из 95-98%.

Уникальность свойств воды не вызывает сомнений. Об этом мы уже говорили. Но все же давайте вспомним стороение молекулы воды. Она состоит всего из трех атомов: двух атомомв водорода, и одного кислорода.

Кислород с двумя атомами связан ковалентной связью. То есть строение очень простое. Атом кислорода находится в вершине угла, сторонами которого являются связи с атомами водорода. Угол равен 104,27 град.

Физические свойства молекулы воды и ее особенности связаны со структурой воды, обусловленной межмолекулярным взаимодействием. Электронная плотность распределена таким образом, что положительный заряд смещен к атомам водорода. А отрицательный — к атому кислорода.

Образуется, так называемый диполь: два положительных заряда дают атомы водорода. И два отрицательных обусловленных валентостью два — кислорода. Четыре заряда образуют тетраэдр. 

Такие тэтраэдры достатоно активны с соседними молекулами, с которыми и образуют водородные связи. В результате образуются так называемые кластеры. При резком замораживании они очень похожи на снежинки.

Именно образование кластеров и создает так называемую, рабочу структуру воды. Водородные связи слабее ковалентной в 15-20 раз. Поэтому любое изменение условий позволяет менять такую структуру: какие-то связи будут рваться, а новые очень быстро образовываться.

То есть молекулы воды очень подвижны. И обладают высокой чувствительностью и памятью.

Вода является уникальным растворителем. И это так же обусловлено ее строением. Она прекрасно присоединяется к большинству молекул, образуя, так называемые — гидраты. Если связь между молекулами воды слабее, чем связь между молекулами воды и вещества, то вещество, естественно, растворяется.

Это базовые свойства воды, которые обуславливают ее свойства и функции

1. Благодаря возможности образовывать кластеры и их подвижности, вода связывает живую и неживую природу на нашей планете;
2. Значимость воды в обмене веществ клетки обусловлена тем, что вода уникальный растворитель. Это продукт, в котором растворяется больше всего веществ, чем в чем еще либо. А вещества в клетку поступают только в виде раствора;
3. Все вещества делятся на две группы по потношению к воде:а) гидрофобные (от греч. fobos — ужас, страх) или не растворимые в воде. К таким относятся жиры, полисахариды и др.б) гидрофильные (от греч. fileon — люблю) — растворимые в воде. Это минеральные соли, кислоты, моносахариды и др.

   Благодаря этому свойству воды (за счет гидрофобности) в клетке собираются и создаются:

   1) биологические мембраны
   2) белки и ДНК принимают форму спирали.

4. Вода обладает высокой теплоемкостью. То есть что бы поднять темепературу воды надо затратить достаточно много энергии на разрыв водородных связей. Поэтому вода имеет температуру кипения выше. чем температура кипения спирта.
5. У воды высокая теплопроводность, благодаря которой в организме поддерживается тепловое равновесие;
6. Вода — химическое соединение, которое учавствует в очень большом количестве химических реакций. Очень распространеной реакцией, например, являются реакции гидролиза;
7. Без воды невозможен процесс фотосинтеза — является базовым веществом реакции;
8. Вода является основной средой для траспорта веществ. Наприменр таких как — кровоток. межтканевой жидкости, лимфы, гормонов и т.д.
9. Объем клетки — тургор и упругость клетки — осмос, так же обеспечивается водой. Сохраняет форму клетки;
10. Оплодотворение яйцеклетки возможно только в водной среде;
11. Среда для развития зародыша как человека, так и животных;
12. Входит в состав смазочных жидкостей в суставах, околосердечной сумке, плевральной полости;
13. Увлажняет слизистую оболочку глаза, носа, кишечника. Обеспечивает передвижение веществ по кишечному тракту;
14. Учавствует в образование секретов — слезы, желчь, сперма, слюна