Вода – сок жизни. Так сказал Леонардо да Винчи. Действительно, вода является непременной составной частью всего живого. В растениях содержится до 90% воды, в теле же взрослого человека ее 65%. Даже кости содержат 22% воды. В мускулах её уже 70%, в мозгу и жировых тканях – 75%. В крови – аж 92%. Основная часть воды, около 70%, сосредоточена внутри клеток, а 30% – это внеклеточная вода, которая разделяется на две части: меньшая часть, около 7%, – это кровь и лимфа, а большая часть – межтканевая, омывающая клетки.
И вода не просто там содержится, а играет важнейшую роль в жизнедеятельности организма. Определенное и постоянное содержание воды – вот необходимое условие существования живого организма. При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание температуры тела. Вода выводит из организма продукты жизнедеятельности и вредные вещества.
То есть основные физиологические функции воды – наполнитель, растворитель, терморегулятор, носитель (транспортная и информационная роль).
Как наполнитель – вода поддерживает не только внешнюю форму отдельных органов и внешний вид человека в целом, но и обеспечивает нормальное их функционирование. Поэтому человек должен поддерживать нужное количество воды в организме. Человек очень быстро ощущает нарушение водного баланса. Если количество воды в человеческом организме уменьшится на 1-2% (0,5-1л) против нормы, человек испытывает жажду; при уменьшении на 5-8% (2-3 л) его кожа сморщивается, во рту пересыхает, сознание затемняется, могут появиться галлюцинации; потеря 10% влаги (
5 л) вызывает расстройство психического аппарата, нарушение глотательного рефлекса; при потере 14-15% (7-8 л) человек умирает.
Как универсальный растворитель – вода растворяет питательные вещества для их проникания в клетку, участвует в химических процессах при пищеварении, а также вымывает продукты жизнедеятельности и уходит из организма через почки и кожу, унося с собой вредные вещества. Кроме того, вода является той физико-химической средой, благодаря которой может осуществляться большинство реакций обмена веществ, обеспечивающих непрерывный процесс разрушения и восстановления живых тканей. Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она не только инертная среда, она может также вступать в соединение с другими компонентами живой материи.
Вода играет и терморегулирующую роль – поддерживает необходимую температуру тела. Она осуществляет это своей большой теплоёмкостью в случае снижения температуры и испарением с поверхности тела при его перегреве.
Транспортная функция воды осуществляется благодаря её высокому поверхностному натяжению. Благодаря этому свойству она может проникать в самые тонкие капилляры и межклеточные пространства, неся клеткам организма питание и выводя из них продукты жизнедеятельности. О воде, как носителе информации – позднее.
Качество выполнения всех этих жизненно важных функций зависит от различных свойств воды, чему будет посвящено несколько последующих статей.
Жесткость воды определяется наличием в ней растворимых солей, в основном сульфатов и бикарбонатов кальция, магния, железа.
Жесткость воды выражают в градусах. Один градус жесткости соответствует 0.337 мг-екв/л, что в перерасчете на СаО и MgО составляет 10 и 7.2мг/л соответственно.
Жесткость воды, обусловленная гидрокарбонатами Са(ІІ), Mg(II), Fe(II), называется временной жесткостью. Временная твердость устраняется кипячением: гидрокарбонаты превращаются в средние карбонаты:
и выпадают в осадок. В результате этого содержание солей в воде снижается. Если повысить рН воды, добавив щелочной реагент (Na2CO3 або Ca(OH)2) наблюдается тот же эффект.
Постоянную жесткость воды не возможно устранить простым кипячением воды; она обусловлена присутствием относительно хорошо растворимых сульфатов, силикатов, хлоридов, которые не разрушаются при кипячении. Для устранения постоянной жесткости воды разработаны разные методы, например:
Опубликовано graviton в 23.04.2019 23.04.2019
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
- Благодаря возможности образовывать кластеры и их подвижности, вода связывает живую и неживую природу на нашей планете;
- 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;
- 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.
Общий вывод такой — там где есть вода, там есть жизнь. Там где ее нет — нет и жизни.
Переоценить значение воды для человека и для человечества в целом просто невозможно. Мы знаем, что человеческий организм состоит на 65-75% с воды, необходимой для осуществления всех жизненно-важных процессов.
Содержание воды в теле мужчин и женщин отличается – у мужчин воды больше, но с возрастом в обоих уровень воды падает. Большинство зрелых людей в сутки теряют от 2,5 до 3 л воды. Жаркая погода и физическая нагрузка способствует большей утери. Для пожилых людей потеря воды составляет в среднем 2 л в день. Следует знать также, что авиапассажиры теряют за единицу времени больше воды, нежели человек не находящейся в полете. Считается, что в течение трехчасового полета может быть расходовано около 1,5 л воды.
Важность воды для человека подчеркивается теми функциями, которые она осуществляет:
сохраняет здоровье и целостность каждой клетки тела;
обеспечивает кровоток достаточным количеством жидкости для свободного прохождения через кровеносные сосуды;
устраняет побочные продукты обмена веществ в организме, избыток электролитов (например калия, натрия) и мочевины, которая образуется при переработке пищевого белка;
регулирует температуру тела благодаря выделению пота;
увлажняет слизистые оболочки, например, легкие и полость рта;
выступает в роли смазки или подушки для суставов;
снижает риск цистита. Уберегая мочевой пузырь от накопления бактерий;
помогает пищеварению и предотвращает запор;
увлажняет кожу, сохраняя ее структуру и внешний вид;
поставляет питательные вещества и кислород к клеткам;
служит амортизатором внутри глаз и спинного мозга, а также в амниотической полости, окружающей плод во время беременности.
Вода необходимая для осуществления всех этих функций попадает в организм не только с жидкими продуктами. Казалось бы, что твердые и сухие продукты не содержат воды, но все же, около 20% от общей потребности в воде поступает именно из твердой пищи. Также вода как побочный продукт образуется в процессе пищеварения, что может обеспечить около 10% потребности в Н2О. Все остальное должно поступать в организм в составе жидкости.
Недостаточный прием жидкости может стать причиной ряда заболеваний и ослабления организма. Это риск образования камней в почках, инфекции мочевыводящих путей у женщин, снижение физической и умственной работоспособности, нарушения функционирования слюнных желез, а также общее обезвоживание организма. Обезвоживание легко исправить путем увеличения потребления жидкости. Симптомами обезвоживания есть жажда, головные боли, вялость, изменения настроения и медленные ответы, сухие носовые проходы, сухие или потрескавшиеся губы, потемнение мочи, слабость, усталость, путаница и галлюцинации.
Если обезвоживание не устранить потреблением жидкости, в конце концов, мочеиспускание прекратится и последствием будет то, что организм не сможет выводить токсические побочные продукты, образующиеся в процессе обмена веществ. В крайнем случае, обезвоживание может привести к летальному исходу.
Среди факторов, которые могут вызвать обезвоживание организма следует назвать следующие:
потребление недостаточного количества воды;
повышенное потоотделение из-за жаркой погоды, влажности, физических упражнений или лихорадки;
недостаточные механизмы сигнализации у пожилых людей, иногда они не чувствуют жажду, даже в случае обезвоживания;
увеличенная выработка мочи из-за дефицита гормона;
диабет, заболевания почек или лекарства;
Пожилые люди нередко подвергаются опасности обезвоживания, поскольку в них происходят изменения в функционировании почек и гормональные изменения. Также у людей с возрастом обостряются хронические заболевания. Лечение, требующее диуретиков и слабительных, а еще ограниченная подвижность ставит организм под угрозу возникновения недостатка жидкости.
Младенцы и дети особенно чувствительны к обезвоживанию во время болезни. Рвота, диарея и лихорадка могут очень быстро обезводить организм ребенка. Это серьезно угрожает жизни малышей. Если вы увидели малейшие признаки обезвоживания следует немедленно обратится к врачу. Некоторые из симптомов включают в себя холодную кожу, вялость, сухость во рту, подавленность родничка, синий оттенок кожи.
Навредить человеку может не только недостаток воды, а и ее чрезмерное количество. Гипонатриемия – заболевание, причиной которого может быть большое потребление жидкости. Ему свойственно падение уровня натрия до опасно низкого значения. В то же время натрий является очень важным элементом для нашего организма. Он необходим в процессе сокращения мышц, а также для передачи нервных импульсов. Вода достигает своих критических уровней, если выпеть много литров за короткий период времени. Гипонатриемия часто встречается у спортсменов, у людей имеющих определенные заболевания, например, психические (в некоторых случаях шизофрении), а также у младенцев, которых кормят слишком разбавленными детскими смесями.
Отдельное внимание стоит уделить потреблению воды спортсменами. Во время тренировок и соревнований потребность в жидкости для спортсменов сильно различается. В общем, рекомендуют употреблять 500-750 мл воды за два часа до мероприятия и по 250-1000 мл каждые 30 минут во время мероприятия (в зависимости от температуры окружающей среды и интенсивности упражнений).
Для тренирующихся в мягких условиях может быть необходимо меньшее количество жидкости, нежели указано выше. Хорошо обученные спортсмены, с высокой нагрузкой во время упражнений да еще в теплом внешнем окружении могут предпочесть больше жидкости, но не выше 1500 мл в час, чтоб избежать гипонатриемии.
Существует мнение, что вода вызывает задержку жидкости. На самом же деле все наоборот. Вода способствует организму в выводе избытка натрия. Это в свою очередь приводит к удержанию меньшего количества жидкости. Есть простое правило: тело удерживает жидкость, если слишком мало воды в клетках. Если организм регулярно получает достаточное количество жидкости, у него не будет даже малейшей причины сохранять воду, что способствует снижению задержки жидкости.
Теперь вспомним об источниках жидкости для человека. В первую очередь это, конечно же, простая пресная вода. Другие источники включают в себя разные соки, прохладительные напитки, кофе, чай, молоко, суп и т.п. Свежая обыкновенная вода является лучшим напитком, так как не содержит килоджоулей и более всех остальных подходит для гидратации тела.
Молоко, особенно нежирное, также является отличным источником жидкости, так как содержит около 90% воды. Следующим важным напитком есть чай. Он не только удовлетворяет ежедневную потребность человека в жидкости, а и обогащает наш организм антиоксидантами и полифенолами, которые дают некую защиту от сердечных заболеваний и рака.
Если стоит выбор между свежими фруктами и фруктовыми соками – лучше отдать предпочтение фруктам. Они имеют больше клетчатки и питательных веществ, а еще содержат меньше сахара. Следует отказываться от сладких напитков, таких как фруктовые соки, компоты, безалкогольные напитки и ликеры. Все они прибавляют нам и без того лишнее калории, но не приносят никакой питательной ценности.