Молекулярну будову води
Молекула води складається з двох атомів водню і одного атома кисню. Її хімічна формула: H2O. Атоми перебувають під кутом один до одного, і утворюють трикутник.
Кисень має електронний торгівельний 3,44, а водень - 2,2. Тому електронні хмари зміщені в бік атома кисню.
Електронегативність - це здатність атомів одного елемента зміщувати до себе загальні електронні пари при утворенні сполук з іншими атомами.
Цим обумовлюється, що молекула води являє собою диполь. У просторі електричне поле молекули води є правильний тетраедр, де по кутах розміщені епіцентри позитивних (атоми водню) і негативних (електронні пари атома кисню) зарядів, а в центрі - атом кисню.
Вода як розчинник в організмі людини
Головним компонентом будь-якої рідини в організмі людини є вода. Рідини переносять речовини і виводять продукти обміну в зовнішнє середовище. Таке їх властивість забезпечується властивостями води як розчинника.
Поляризованность молекул води обумовлює їх поведінку в електричному полі. Вони притягуються і оточують заряджені позитивно або негативно іони інших речовин, перешкоджають їх взаємодії один з одним.
Якщо молекули речовини мають гідроксильні групи (-OH), відбувається утворення водневі зв'язків з молекулами H2O. Це забезпечує їх розчинність в воді.
Водневі зв'язки - тяжіння, утворене між частково позитивно зарядженими атомами водню і атомом з частково негативним зарядом.
У воді в організмі розчиняються солі, кислоти, луги, цукру, білки, прості спирти, гліцерин. У такому вигляді рідини можуть переносити їх з однієї частини тіла в іншу.
Роль води як розчинника має особливе значення для освіти мембран клітин.
Основу структури їх складають молекули ліпідів, які, завдяки своїм особливим властивостям, здатні утворювати у водному середовищі бінарні шари, де гідрофобні (що не мають заряду), хвости звернені всередину шару, а гідрофільні (заряджені) притягнуті молекулами води.
Хімічні реакції в організмі людини за участю води
Процеси обміну речовин включають велику кількість реакцій води з сполуками, званими гідролізом. Гідроліз супроводжується утворенням гідроксильних груп - OH і іонів водню H +.
гідроліз вуглеводів
Реагуючи з водою, складні вуглеводи розпадаються до моносахаридів. Також вода на певному етапі бере участь у розщепленні глікогену (запасний форми вуглеводів у людини) до глюкози.
гідроліз жирів
У кишечнику жири гідролізуються до жирних кислот і гліцерину, і так використовуються організмом для забезпечення його потреб.
гідроліз білків
Вода розщеплює невеликі білкові молекули до амінокислот на заключному етапі перетравлення.
Гідроліз нуклеїнових кислот
За участю води відбувається розщеплення макромолекул ДНК і РНК, що надходять з їжею, до окремих нуклеотидів.
гідроліз солей
Для регуляції кислотно-лужного балансу в організмі, який надає вагомий вплив на перебіг всіх інших хімічних і фізичних процесів, мають значення реакції гідролізу солей, при яких іони солі і вода взаємодіють з підвищенням лужної або кислотної реакцій розчину.
Водно-сольовий баланс в організмі і метаболізм
Для правильного обміну речовин необхідна підтримка водно-сольового балансу на певному рівні, який забезпечується надходженням в організм рідин з розчиненими в них іонами солей, а також роботою внутрішніх органів. Зрушення балансу в ту чи іншу сторону поєднується з порушенням метаболізму при переважанні процесів катаболізму або анаболізму.
Вода рухається через біологічну мембрану у напрямку від розчину з меншою концентрацією розчиненої речовини до розчину з більшою. Накопичення надлишку рідини може відбуватися у позаклітинному або у внутрішньоклітинному просторі. Перше явище тісно пов'язане з підвищенням вмісту катіонів Na2 + в середовищі, що оточує клітини. Воно може бути викликано як прийомом великої кількості води з сіллю або глюкозою, так і порушенням функціонування систем внутрішніх органів, гормональної регуляції.
Якщо концентрація розчиненої речовини всередині клітини значно вище, ніж в міжклітинному просторі, розвивається внутрішньоклітинна гіпергідратація.
Зневоднення організму відбувається при недостатньому надходженні рідини в організм або при надмірному їх виведенні (з потом, рідким стільцем, сечею) - в результаті ендокринних порушень, інфекційних захворювань, підвищеній температурі зовнішнього середовища. Наприклад, нецукровий діабет з'являється при дефіциті вироблення антидіуретичного гормону, що подає сигнал про повернення рідини з ниркових канальців. Хвороба супроводжується рясним виведенням сечі, що супроводжується зневодненням організму.
Порушення метаболізму виникають як при гіпер-, так і гіпогідротаціі. При цьому знижується його інтенсивність, починають переважати процеси дисиміляції або катаболізму, що супроводжуються руйнуванням тканин.
Для підтримки водно-сольового балансу в нормі необхідно:
- здоровий стан систем органів, що беруть участь у виведенні рідин з організму;
- нормальний гормональний фон;
- споживання необхідної кількості води (здоровій людині краще випити більше, ніж потрібно);
- дотримання правильного балансу Na2 + і K +: дорослій здоровій людині на добу необхідно від 1300 мг Na2 +, від 2500 мг K +.
Прискорення метаболізму при вживанні води
Пити якісну воду - значить сприяти нормалізації процесів обміну речовин і їх інтенсивному протіканню. Якщо в організмі є необхідна кількість рідини, клітини тканин і органів швидко забезпечуються киснем і іншими необхідними елементами, спостерігається прискорений метаболізм, при цьому непотрібні продукти обміну розчиняються і видаляються з організму разом з водою.
Сама вода є учасником багатьох хімічних процесів метаболізму. При її достатній кількості відбувається гідроліз жирів, білків і вуглеводів, т. Е. Їх розпад на компоненти.
Фізичні властивості води дозволяють їй відводити зайве тепло з організму, що також необхідно для прискорення процесів обміну речовин. Крім того, витрачаючи енергію на нагрівання рідини, організм спалює додаткові калорії.
Скільки потрібно пити води
Споживання рідини дорослим індивідом має становити близько 2 л. Іноді пропонується така формула для розрахунку, як 30-40 мл на 1 кг ваги. Кількість води має залежати від загального стану організму. При порушенні роботи нирок вживання води обмежують, а при інфекційних захворюваннях, інтенсивних фізичних навантаженнях або підвищеній температурі навколишнього середовища - збільшують.
Яку воду пити?
Тісно з питанням ролі води в обміні речовин пов'язане і її якість. Часто вода, яка на вигляд виглядає чистою, містить домішки, що знижують її корисні властивості.
Найпоширеніші з'єднання, які можна виявити у воді, використовуваної сучасним споживачем:
- хлор у водопровідній воді;
- мінерали;
Деякі речовини, які опинилися у воді, можуть мати токсичну дію на людину, тим самим роблячи негативний вплив на процеси в організмі, включаючи метаболізм. На їх переробку та видалення потрібні значні енергетичні витрати. Але не слід розуміти це як необхідність пити забруднену воду заради того, щоб збільшити витрату калорій. Інтоксикація небезпечна порушенням роботи внутрішніх органів, що призводить до неправильного обміну речовин.
При вживанні солоної води, наприклад, морський, підвищується концентрація Na2 + поза клітиною, що призводить до витягування рідини з внутрішньоклітинного простору і зневоднення клітин. У порівнянні з цим застосування дистильованої води більш безпечно для індивіда, яка не страждає на ніякими захворюваннями. Введення гіперосмотичних розчинів показано тільки в ряді випадків, наприклад, для очищення кишечника.
Правильне вживання мінеральної води
Застосування мінеральної води природного походження призначають часто для лікування захворювань шлунково-кишкового тракту. Корисним дією володіє їдальня слабокислая мінеральна вода, оскільки вона нормалізує кислотність шлунка, так само, як кислі соки. Її рекомендують пити до або під час їжі.
Ведуться дискусії на тему того, воду з якою реакцією: кислотної або лужної - слід застосовувати. Прихильники першого варіанту вказують, що луги небезпечні для шлунка, при тривалому вживанні викликають порушення секреції соляної кислоти, крім того, можуть теоретично виробляти канцерогенний ефект. Прихильники другого підкреслюють, що кров, міжклітинна рідини мають слаболужну реакцію, а значить, підвищення їх кислотності внаслідок вживання кислої води призведе до вимивання рідини з клітки.
Протипоказано вживання простої води в разі зниження концентрації електролітів в організмі (що відбувається як при нормальній роботі ендокринної системи, так і при значній втраті біологічних рідин, наприклад, крові). У таких випадках пити слід мінеральну воду, насичену потрібними солями.
Правильний вибір виду мінеральної води - окрема тема для обговорення. У вирішенні цього питання може допомогти консультація у лікаря-дієтолога.
Очищення і фільтрація води
Якість водопровідної води досить низька, тому її вживання в необробленому вигляді не рекомендується. Для зниження шкідливого впливу води з-під крана потрібно застосовувати додаткові методи очищення в домашніх умовах.
Кип'ячена вода
Сильне нагрівання води дозволяє знищити деякі патогенні мікроорганізми. Однак ця процедура має і негативний ефект. Нагрівання сприяє утворенню хлором, розчиненим у воді з-під крана, токсичних з'єднань з органічними речовинами. Причому чим довше процес кипіння, тим більше концентрація цих шкідливих сполук.
Домашні фільтри очищення води
Фільтри для очищення води з різним складом дозволяють позбутися від різних домішок, в тому числі органіки і частини розчиненого хлору. Фільтри бажано використовувати в якості тимчасового заходу очищення перед кип'ятінням. Найочевиднішим мінусом цього способу обробки є його відносно висока вартість: картриджі для фільтрів вимагають частої заміни, в іншому випадку вони починають повертати в воду накопичені шкідливі сполуки.
Тала вода
Використання талої води - цікава альтернатива всім іншим способам очищення з точки зору сучасної науки.
Молекула води має можливість утворювати до чотирьох водневих зв'язків з сусідніми молекулами. При замерзанні в нормальних умовах кожна молекула води утворює зв'язки з іншими чотирма молекулами води. При цьому виникає правильна кристалічна решітка, де кожна клітинка має форму правильної піраміди з трьома гранями.
Створити таку структуру є більш простим з енергетичної точки зору, а значить, вода, переходячи в лід, втрачає свої властивості розчинника, вважаючи за краще іонів і молекул інших речовин свої власні. Велика частина домішок переходить до кордону твердої і рідкої середовищ.
Частина крижаного шматка з домішками легко відрізнити від чистого, оскільки він більш мутний і пофарбований. Отже, відокремивши після заморожування прозорий лід і поставивши його танути, можна отримати очищену талу воду. Талої води приготування в домашніх умовах просто і не вимагає нічого, крім наявності морозилки, а взимку можна обійтися і без цього.
Слід попередити, що з талою водою пов'язано дуже багато легенд про її незвичайних цілющих властивостях. До них варто поставитися з часткою скепсису, оскільки науково доведено, чи дозволяє заморозка змінити властивості води ще якимось чином, крім як звільнити її від частини домішок.