Значение воды в человеческой организме неоспоримо, в том числе и в обмене веществ. Как известно, наше тело на 2/3 состоит из воды. В частности: кровь – 83% воды, спинномозговая жидкость – 99%, лимфа – 95%, мышцы – 76%, а кости и жировая ткань – 20-30%.
Какое именно значение имеет вода в обмене веществ? Она способна растворять множество веществ, а главное, все обменные процессы в нашем организме происходят в водном растворе. О том, какие это растворы, каким образом происходит водно-солевой обмен в организме человека и насколько он важный для каждого из нас, давайте кратко поговорим далее.
Растворы в организме человека
Вообще любой раствор — это однородная масса, которая состоит из веществ и растворителя. При попадании материи в растворитель происходит диффузия (когда молекулы одного вещества проникают в другое). В воде могут растворяться как твердые, так и газообразные субстанции, поэтому жидкость в нашем теле всегда содержит в себе кислород, растворенный азот, углекислый газ.
Когда в воде растворяются молекулы различных веществ, они распадаются на ионы (электрически заряженные части молекул – атомы, группы атомов). Атомы, в свою очередь, состоят из положительно заряженной частицы – протона, отрицательно – электрона, и нейтральной – нетрона. Заряд самого атома при этом всегда нейтральный. Однако, когда молекула вещества попадает в водный раствор, атомы могут потерять один электрон, таким образом атом теряет нейтральность и становится электроположительным. Потерянный электрон может присоединиться к атому другого вещества и сделать его уже электроотрицательным. Вот такие атомы, которые стали электроположительными или электроотрицательными называются ионами.
Вещества, которые распадаются на ионы, называются электролитами.
Кислотно-щелочной баланс или кислотно-основное равновесие
Итак, мы уже знаем, что вещество, попадая в растворитель, распадается на ионы. Кислотность раствора зависит от того, как много ионов водорода в нем содержится. Вы все, наверняка, слышали такое понятие как pH – это и есть водородный показатель, величина содержания ионов водорода. В чистой воде есть небольшое количество ионов водорода (H) и небольшое количество ионов гидроксила (OH). Заряд водорода положительный, а гидроксила отрицательный. Так вот, в воде их количество очень маленькое и равнозначно. Концентрация водорода и гидроксила составляет 1:10 000 000, т.е. pH воды равен 7. И регулироваться такое соотношение может за счет изменения уровня содержания каждого из веществ. Так, если повысить концентрацию водорода, то pH будет уменьшаться, а если повысить гидроксил, то pH будет увеличиваться.
Очень часто встречается вопрос относительно того, почему именно чистую воду нужно пить, почему нельзя пить, например, только чаи, кофе, соки и т.д., это ведь тоже жидкости. Ответ вы уже прошли выше – кислотность различных напитков разная и по-разному влияет на pH растворов в организме. Нарушение кислотно-щелочного баланса в организме может привести к ряду функциональных нарушений.
Осмотическое давление растворов
Этот пункт будет особенно интересен тем, кто хочет знать, как возникают отеки, почему в организме задерживается вода и т.д.
Молекулы веществ, растворенных в растворе, могут быть самых различных размеров. Например, самая большая молекула – молекула белка. Растворы с такими молекулами называются коллоидными, и они не проходят через мембраны многих тканей. Например, белок не может пройти через почечную мембрану, и именно поэтому в норме моча никогда не содержит белка. Также, сюда можно отнести избитый вопрос относительно чрезмерного употребления белковой пищи – большая нагрузка на почки (но здесь вопрос очень индивидуален, и у многих такого вопроса не встает).
Есть также совсем маленькие молекулы, которые легко проходят через некоторые мембраны клеток, например, молекулы солей. Благодаря таким мембранам, которые называются полупроницаемыми, происходит перераспределение воды в организме.
Вода не просто беспорядочно переходит из одной клетки в другу. Она перераспределяется в ту область, где более высокая концентрация раствора. За счет этого в клетках происходит регуляция уровня растворенных веществ. На научном языке такое явление называется осмосом.
Попробуем объяснить простым языком весь процесс. Как уже было сказано выше, соль легко переходит через мембраны клеток. Если концентрация солей внутри клетки и снаружи ее одинакова, то вода никуда не перераспределяется. Явление осмоса возникнет только если появится разница в концентрации солей снаружи и внутри. Если солей в клетке больше, чем снаружи, вода проникает в клетку и повышается внутриклеточное давление (осмотическое давление). Если это давление начнет превышать упругое сопротивление клеточной оболочки, то начнется ее разрушение. Когда клетка разрушится, ее содержимое выйдет наружу. Обратный случай – солей внутри клетки меньше, чем снаружи, вода из клетки выходит наружу, и клетка сморщивается, обезвоживается.
Отсюда следует несложный вывод: если вы употребляете недостаточное количество солей, количество воды в организме сокращается; если вы употребляете чрезмерное количество соли, то вода в организме будет задерживаться. Как видите, значение соли в обмене воды в организме очень велико. И, если у абсолютно здорового человека водносолевой обмен будет под четким контролем, то велика вероятность, что все жидкости тела будут пребывать в постоянном составе и объеме, сохраняя оптимальный кислотно-щелочной баланс и оптимальную концентрацию активных осмотических компонентов.
Причины нарушений
Но возможны и нарушения в обменных процессах воды и солей. И зачастую причиной тому является гормональный сбой, недостаточная активность, регулярные переедания и злоупотребление острой пищей (а также мясными блюдами, бобовыми, алкоголем), систематическое подвергание организма перепадам температур с переохлаждением отдельных суставов.
Возникать сбои могут на фоне проявляющихся в организме отклонений, ведь водно-солевой обмен представляет собой совокупность процессов, в которых участвуют самые различные системы человека. Так, исполнительные органы, которые являются непосредственными участниками водно-солевого обмена – это кожа, почки, мелкие кровеносные сосуды, легкие, пр.. Однако, сказать точно, какая железа участвует в обменном процессе, нельзя.
Еще следует отметить несколько гормонов, отвечающих за водно-солевой обмен (хотя непосредственно о гормонах мы еще поговорим в других статьях). Почка ежедневно вырабатывает воду. И происходит это благодаря гормонам задней доли гипофиза. А гормоны коры надпочечников отвечают за удержание натрия в тканях и выведение калия из организма.
Взаимосвязь воды и солей в организме наглядно демонстрирует биохимический анализ крови. На основании показателей содержания жизненно-важных микроэлементов (железо, калий, хлор, натрий и фосфор) в организме человека, можно судить о состоянии здоровья человека.
Что такое правильное питание (ПП), основные принципы, условия и продукты
Сейчас много разговоров про спорт и правильное питание. Но на практике мало людей действительно понимают принципы ЗОЖ и, в частности, суть правильного употребления пищи. К примеру, его часто ассоциируют с различными диетами и раздельным питанием. Хотя, на самом деле такой принцип употребления еды позволяет получать нашему организму все необходимые белки, жиры, углеводы и нутриенты. То […]
Витамины и их роль в обмене веществ
Обмен веществ в организме человека зависит от поступления специальных низкомолекулярных веществ, которые все мы знаем, как витамины. Витамины переводятся с латыни, как жизнь – такое название они получили благодаря своей исключительной роли в жизнедеятельности организма. Совсем ничтожные количества этих веществ оказывают колоссальное влияние на самые различные стороны обмена веществ. Значение и действие витаминов очень схожи […]
Водорастворимые и жирорастворимые витамины — функции и суточная доза
Большинство людей, которые следят за своим питанием, основываются только на содержании в продуктах белков, жиров и углеводов. И лишь малая часть следит также за содержанием других важных биологически активных соединений в этих продукта. Да, речь идет о витаминах. [toc] Что такое витамины? Эти активные соединения были открыты в 19-20 вв. перевод латинского слова «vita» буквально […]
