Велике поверхневе натягнення і когезія. Когезія – це зчеплення молекул фізичного тіла один з одним під дією сил тяжіння. На поверхні рідини існує поверхневе натягнення – результат діючих між молекулами сил когезії, направлених всередину. Завдяки поверхневому натягненню рідина прагне прийняти таку форму, щоб площа її поверхні була мінімальною (в ідеалі – форму кулі). Зі всіх рідин найбільше поверхневе натягнення у води (7,6 – 10,4 Н/м). Значна когезія, характерна для молекул води, грає важливу роль в живих клітках, а також при русі води по судинах ксилеми в рослинах. Багато дрібних організмів отримують для себе користь з поверхневого натягнення: воно дозволяє їм утримуватися на воді або ковзати по її поверхні.
Вода як реагент. Біологічне значення води визначається і тим, що вона є одним з необхідних метаболітів, тобто бере участь в метаболічних реакціях. Вода використовується, наприклад, як джерело водню в процесі фотосинтезу, а також бере участь в реакціях гідролізу.
2. Вміст води в організмі людини
Кожна жива клітка організму людини містить цілющий водний розчин різних живильних речовин.
Системи організму об’ємна доля, %
Кров 92
Нирки до 82
Мозок до 85
Печінка до 69
М'язи 75
Жирові тканини 25
Кістки до 28
В цілому організм людини перебуває на 86–50% з води (86% у новонародженого і 50% у старого).
Значення води в житті людини визначається тими функціями і тією величезною часткою, яку вона займає в загальній масі тіла людини і його органів.
Достатнє надходження води в організм є однією з основних умов здорового способу життя. Вода бере активну участь в хімічних реакціях, що проходять в нашому тілі, доставляє живильні речовини в кожну клітку, виводить токсини, шлаки і надлишки солей, сприяє пониженню кров'яного тиску, Споживання достатньої кількості води – це один з кращих способів запобігти утворенню каміння в нирках. Вода як би «мастить» суглоби, виконуючи тим самим роль амортизації для спинного мозку, а також регулює температуру тіла і забезпечує еластичність шкіри. Вода необхідна для нормального травлення. Беручи участь в обміні речовин, ця унікальна рідина дозволяє зменшити жирові накопичення і понизити вагу.
Певний і постійний зміст води – одна з необхідних умов існування живого організму.
Необхідно завжди підтримувати оптимальну кількість води в організмі!
Скільки води потрібно людині?
Людина надзвичайно гостро відчуває зміну змісту води в організмі і може прожити без неї всього декілька діб.
При втраті води до 2% маси тіла (1–1,5 л) з'являється спрага, при втраті 6–8% наступає стан напівнепритомності
При браку 10% з'являються галюцинації, порушується ковтання.
При втраті води в об'ємі 12% від маси тіла, людина гине.
Недостатнє споживання води порушує нормальну життєдіяльність організму: з'являється утомленість і знижується працездатність, порушуються процеси травлення і засвоєння їжі, сповільнюється перебіг біохімічних реакцій, збільшується в'язкість крові, що створює умови утворення тромбів, порушується процес кровотворення. Без води неможлива регуляція теплообміну організму з навколишнім середовищем і підтримка постійної температури тіла. Оскільки мозок на 75% складається з води, відносне його обезводнення викликає у кліток мозку найсильніший стрес. Обезводнення негативно впливає на найважливіші функції організму, ослабляючи його і роблячи уразливим для хвороб.
На думку ряду фахівців дефіцит води в організмі – хронічне обезводнення – є найважливішою причиною багатьох захворювань: астми, алергії, підвищеного артеріального тиску, надмірної ваги, деяких емоційних проблем, у тому числі депресії.
Потреба у воді залежить від характеру живлення, трудової діяльності, стани здоров'я, віку, клімату і інших чинників. Потреба у воді дорослої людини, що проживає в середній смузі, – 2,5–3 л в доба. В США нормою вважається 1 л води на 1000 ккал раціону живлення. Учені підрахували, що частину води (1,5 -2 л) ми споживаємо з їжею і напоями, близько 3% (0,3 л) води утворюється в результату біохімічних процесів в самому організмі. Таким чином, потреба організму в питній воді складає приблизно 1,2 -1,5 л в доба.
Проте останнім часом деякі фахівці схиляються до думки, що нормальній здоровій людині випивати потрібно все-таки 2 літри в день. Про всяк випадок. Щоб у жодному випадку не припуститися навіть невеликого обезводнення.
До речі, йоги рекомендують вживати 8–10 стаканів чистої води в день, тобто теж близько 2х літрів.
Потреба у воді збільшується в середньому: на 10% при підвищенні температури тіла на кожний градус вище 37 °C при фізичній роботі середньої тяжкості потреба підвищується – до 4–5 л при важкій роботі на свіжому повітрі до 6 л, а при роботі в гарячих цехах може збільшуватися до 15 л. (В.Г.Ліфляндській, доктор медичних наук, «Вода для здоров'я і довголіття»).
3. Роль води в організмі
Вода грає велику роль в розвитку, зростанні і фізіологічних функціях живого організму.
Все життєво важливі процеси в організмі протікають у водних розчинах органічних і неорганічних, речовин.
Рідини організму (кров, лімфа, тканинна рідина), що омивають в складному тваринному організмі клітинні елементи, беруть безпосередню участь в процесах обміну речовин. Універсальним внутрішнім середовищем для всіх органів і тканин організму є кров.
Кров і лімфа нашого організму переважно складаються з води. Лімфа (від лат. – чиста вода, волога) – рідина, що міститься в лімфатичних судинах хребетних тварин і людини.
Завдяки властивостям води як розчинника кров і лімфа служать ідеальним середовищем для протікання в організмі найскладніших хімічних процесів. Здатність організму підтримувати постійну температуру тіла в значній мірі обумовлена трьома фізичними властивостями води:
1) вода володіє високою здатністю запасати тепло. Навіть холоднокровні тварини здатні підтримувати відносну постійність температури тіла при короткочасних коливаннях температури навколишнього середовища завдяки фізичним властивостям рідини, що міститься в їх організмі;
2) вода має високий ступінь теплопровідності. Завдяки цьому тепло легко відводиться з глибоко розташованих частин тіла;
3) вода постійно випаровується з поверхні легенів і шкіри. При випаровуванні втрачається значна кількість тепла, що має значення для процесів фізичної теплорегуляції.
Завдяки воді в організмі присутні у вигляді розчинів життєво важливі мінеральні речовини. У присутності води відбувається внутріклітинний синтез, всмоктування в кров різних речовин і т.і.
Кількість води, що міститься в органах і тканинах, носить майже постійний характер і виражається в наступних цифрах: кора великих півкуль головного мозку – 83,3%, сполучна тканина – 80, нирки – 82, шкіра – 72, кров – 79,3, жирова тканина – 29, скелет – 22, зубна емаль – 0,2%'.
З вживаної нами їжі можуть пройти через стінки кишкового каналу тільки розчинні речовини. Нерозчинні компоненти їжі для нас даремні, оскільки вони не можуть проникнути через стінки кишківника в кров.
Без води було б неможливе живлення нашого тіла. Вона є необхідним провідником нових елементів, які доставляються організму. Вода ж відносить з собою речовини, які не були засвоєні або виділяються різними органами. Немає в організмі жодного процесу, пов'язаного з обміном речовин, який проходив би без участі води. Чим енергійніше ці процеси протікають, тим більше має потребу людина у воді. В молодому організмі, що росте, зміст води більше, ніж у дорослої людини, що сформувалася. Так, у новонародженого кількість води досягає 75% ваги тіла.
В процесі життєдіяльності організм виділяє воду через легені, шкіру і нирки. Водний обмін має виключно велике значення для людини, оскільки разом з водою з організму віддаляються шкідливі речовини або продукти обміну. Затримка цих речовин або невчасне їх видалення приводять до важких форм отруєння, а іноді навіть і до загибелі організму. Дослідами встановлено, що тварини, коли всю їх шкіру покривали лаком, гинули через закупорку пітних залоз. Їх організм перенасичувався токсичними речовинами, які повинні були виділятися пітними залозами.
Складова частина водного обміну – водний баланс. Він визначає співвідношення між кількостями води, що поступила і виділилася, в організмі. Постійний процентний вміст води в тканинах тіла є вельми важливою умовою його існування і нормальної життєдіяльності. Порушення цієї постійності може викликати значні зміни у функціональному стані організму.
Водне голодування швидше приводить до смерті, ніж повне харчове. Тому збереження водного балансу на відповідному рівні є важливою стороною загального обміну організму.
Для збереження нормального водного балансу необхідно, щоб кількість води, що поступає в організм за певний відрізок часу (наприклад, за добу), повністю відповідали кількості води, що виділилася.
Добова прибуткова частина водного балансу у людини складає в середньому близько 2500 мл. Вода вводиться в організм у вигляді пиття при угамуванні спраги, що приблизно складає 1200 мл, близько 1000 мл поступає з різними продуктами, що входять в добовий харчовий раціон людини. Крім того, 300 мл утворюється в організмі за рахунок окислення основних живильних речовин.
Виділяється вода з організму з сечею нирками (близько 1400 мл в добу); у вигляді калових мас (200 мл); у вигляді водяної пари з легких (близько 400 мл) і з поверхні шкіри у вигляді поту (близько 500 мл). Рідина, що виділилася, складає витратну частину водного балансу. Вода, будучи великим акумулятором тепла, грає важливу роль в регуляції температури тіла. Терморегуляція – це, здатність організму підтримувати майже постійну температуру тіла, не дивлячись на різні температурні умови зовнішнього середовища. Тепло утворюється в організмі безперервно в результаті окислювальних процесів, що відбуваються у всіх органах і тканинах. При дії на організм холодних подразників (низька температура повітря, холодний вітер, холодна вода і ін.) ці процеси посилюються, зростає утворення тепла, що оберігає тіло від охолоджування. Інший, протилежний процес, в якому вода грає основну роль, полягає в регуляції тепловіддачі. Основна частина всього що утворюється в організмі тепла віддається з поверхні тіла (шкіри) При підвищенні зовнішньої температури кровопостачання шкіри і її нагрівання посилюється, що сприяє тепловіддачі. В цих умовах підвищується виділення поту, який зволожує шкіру; випаровування поту з поверхні шкіри забезпечує велику віддачу тепла. При високій температурі повітря і підвищеній його вогкості випаровування, не дивлячись на рясне виділення поту, сповільнюється, тепловіддача утрудняється, і може наступити перегрів організму.