Роль воды для метаболизма

Здоровье человека зависит от того, насколько правильно протекает у него обмен веществ. Индивиды с хорошим метаболизмом имеют нормальный вес, красивую кожу, волосы, полны энергии и уверены в себе. Вопросы обмена веществ тесно связаны с темой правильного питания, в рамках которой следует отдельно обсудить важность потребления обыкновенной воды. В чем её особенность, и почему велика роль воды для нормализации метаболизма, — читайте в статье.

Молекулярное строение воды

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Её химическая формула: H2O. Атомы находятся под углом друг к другу, и образуют треугольник.

Кислород имеет электроотрицательность 3,44, а водород — 2,2. Поэтому электронные облака смещены в сторону атома кислорода.

Электроотрицательность — это способность атомов одного элемента смещать к себе общие электронные пары при образовании соединений с другими атомами.

Этим обуславливается, что молекула воды представляет собой диполь. В пространстве электрическое поле молекулы воды представляет собой правильный тетраэдр, где по углам размещены эпицентры положительных (атомы водорода) и отрицательных (электронные пары атома кислорода) зарядов, а в центре — атом кислорода.

Вода как растворитель в организме человека

Главным компонентом любой жидкости в организме человека является вода. Жидкости переносят вещества и выводят продукты обмена во внешнюю среду. Такое их свойство обеспечивается свойствами воды как растворителя.

Поляризованность молекул воды обуславливает их поведение в электрическом поле. Они притягиваются и окружают заряженные положительно или отрицательно ионы других веществ, препятствуют их взаимодействию друг с другом.

Если молекулы вещества имеют гидроксильные группы (-OH), происходит образование водородные связей с молекулами H2O. Это обеспечивает их растворимость в воде.
Водородные связи — притяжение, образуемое между частично положительно заряженными атомами водорода и атомом с частично отрицательным зарядом.

В воде в организме растворяются соли, кислоты, щелочи, сахара, белки, простые спирты, глицерин. В таком виде жидкости могут переносить их из одной части тела в другую.

Роль воды как растворителя имеет особое значение для образования мембран клеток.

Основу структуры их составляют молекулы липидов, которые, благодаря своим особым свойствам, способны образовывать в водной среде бинарные слои, где гидрофобные (не имеющие заряда), хвосты обращены внутрь слоя, а гидрофильные (заряженные) притянуты молекулами воды.

Химические реакции в организме человека с участием воды

Процессы обмена веществ включают большое количество реакций воды с соединениями, называемыми гидролизом. Гидролиз сопровождается образованием гидроксильных групп — OH и ионов водорода H+.

Гидролиз углеводов

Реагируя с водой, сложные углеводы распадаются до моносахаридов. Также вода на определённом этапе участвует в расщеплении гликогена (запасной формы углеводов у человека) до глюкозы.

Гидролиз жиров

В кишечнике жиры гидролизуются до жирных кислот и глицерина, и так используются организмом для обеспечения его потребностей.

Гидролиз белков

Вода расщепляет небольшие белковые молекулы до аминокислот на заключительном этапе переваривания.

Гидролиз нуклеиновых кислот

При участии воды происходит расщепление макромолекул ДНК и РНК, поступающих с пищей, до отдельных нуклеотидов.

Гидролиз солей

Для регуляции кислотно-щелочного баланса в организме, оказывающего весомое влияние на протекание всех прочих химических и физических процессов, имеют значение реакции гидролиза солей, при которых ионы соли и вода взаимодействуют с повышением щелочной или кислотной реакций раствора.

Водно-солевой баланс в организме и метаболизм

Для правильного обмена веществ необходимо поддержание водно-солевого баланса на определённом уровне, который обеспечивается поступлением в организм жидкостей с растворенными в них ионами солей, а также работой внутренних органов. Сдвиг баланса в ту или иную сторону сочетается с нарушением метаболизма при преобладании процессов катаболизма или анаболизма.

Вода в стакане

Вода движется через биологическую мембрану по направлению от раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества к раствору с большей. Накопление избытка жидкости может происходить во внеклеточном или во внутриклеточном пространстве. Первое явление тесно связано с повышением содержания катионов Na2+ в среде, окружающей клетки. Оно может быть вызвано как приёмом большого количества воды с солью или глюкозой, так и нарушением функционирования систем внутренних органов, гормональной регуляции.

Если концентрация растворенного вещества внутри клетки значительно выше, чем в межклеточном пространстве, развивается внутриклеточная гипергидратация.

Обезвоживание организма происходит при недостаточном поступлении жидкостей в организм или при избыточном их выведении (с потом, жидким стулом, мочой) — в результате эндокринных нарушений, инфекционных заболеваний, повышенной температуре внешней среды. Например, несахарный диабет появляется при дефиците выработки антидиуретического гормона, подающего сигнал о возвращении жидкости из почечных канальцев. Болезнь сопровождается обильным выведением мочи, сопровождаемым обезвоживанием организма.

Как избыток, так и сильный недостаток воды могут быть смертельно опасны. При малом количестве воды в организме снижается её содержание в крови, что делает транспорт веществ замедленным, поскольку ухудшает снабжение клеток кислородом и питательными веществами. При утрате 20% воды высока вероятность летального исхода.

Нарушения метаболизма возникают как при гипер-, так и гипогидротации. При этом снижается его интенсивность, начинают преобладать процессы диссимиляции или катаболизма, сопровождающиеся разрушением тканей.

Для поддержания водно-солевого баланса в норме необходимо:

  • здоровое состояние систем органов, участвующих в выведении жидкостей из организма;
  • нормальный гормональный фон;
  • потребление необходимого количества воды (здоровому человеку лучше выпить больше, чем нужно);
  • соблюдение правильного баланса Na2+ и K+: взрослому здоровому человеку в сутки необходимо от 1300 мг Na2+, от 2500 мг K+.

Ускорение метаболизма при употреблении воды

Пить качественную воду — значит способствовать нормализации процессов обмена веществ и их интенсивному протеканию. Если в организме есть необходимое количество жидкости, клетки тканей и органов быстро снабжаются кислородом и прочими необходимыми элементами, наблюдается ускоренный метаболизм, при этом ненужные продукты обмена растворяются и удаляются из организма вместе с водой.

Сама вода является участником многих химических процессов метаболизма. При её достаточном количестве происходит гидролиз жиров, белков и углеводов, т. е. их распад на компоненты.

Физические свойства воды позволяют ей отводить лишнее тепло из организма, что также необходимо для ускорения процессов обмена веществ. Кроме того, затрачивая энергию на нагрев жидкости, организм сжигает дополнительные калории.

Сколько нужно пить воды

Потребление жидкости взрослым индивидом должно составлять около 2 л. Иногда предлагается такая формула для расчёта, как 30-40 мл на 1 кг веса. Количество воды должно зависеть от общего состояния организма. При нарушении работы почек употребление воды ограничивают, а при инфекционных заболеваниях, интенсивных физических нагрузках или повышенной температуре окружающей среды — увеличивают.
Какую воду пить?

Тесно с вопросом роли воды в обмене веществ связано и её качество. Часто вода, которая на вид выглядит чистой, содержит примеси, снижающие её полезные свойства.

Самые распространённые соединения, которые можно обнаружить в воде, используемой современным потребителем:

  • хлор в водопроводной воде;
  • минералы;
  • органические соединения.

Некоторые вещества, оказавшиеся в воде, могут иметь токсическое действие на человека, тем самым оказывая негативное действие на процессы в организме, включая метаболизм. На их переработку и удаление требуются значительные энергетические затраты. Но не следует понимать это как необходимость пить загрязнённую воду ради того, чтобы увеличить расход калорий. Интоксикация опасна нарушением работы внутренних органов, что приводит к неправильному обмену веществ.

Содержание солей в питьевой воде имеет значение для регуляции водно-солевого баланса. Здоровый человек способен употребить большое количество жидкости, избыток которой будет выведен почками. Помимо того, что будет нормализовано содержание жидкости во вне- и внутриклеточном пространстве, вода выступит в качестве растворителя для отходов, процессов обмена и токсинов и удалит их наружу.

При употреблении солёной воды, например, морской, повышается концентрация Na2+ вне клетки, что приводит к вытягиванию жидкости из внутриклеточного пространства и обезвоживанию клеток. В сравнении с этим применение дистиллированной воды более безопасно для индивида, не страдающего никакими заболеваниями. Введение гиперосмотических растворов показано только в ряде случаев, например, для очистки кишечника.

Правильное употребление минеральной воды

Применение минеральной воды естественного происхождения назначают часто для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта. Полезным действием обладает столовая слабокислая минеральная вода, поскольку она нормализует кислотность желудка, так же, как кислые соки. Её рекомендуют пить до или во время еды.

Минеральная вода

Ведутся дискуссии на тему того, воду с какой реакцией: кислотной или щелочной — следует применять. Сторонники первого варианта указывают, что щелочи опасны для желудка, при длительном употреблении вызывают нарушение секреции соляной кислоты, кроме того, могут теоретически производить канцерогенный эффект. Сторонники второго подчёркивают, что кровь, межклеточная жидкости имеют слабощелочную реакцию, а значит, повышение их кислотности вследствие употребления кислой воды приведёт к вымыванию жидкости из клетки.

Противопоказано употребление простой воды в случае снижения концентрации электролитов в организме (что происходит как при неправильной работе эндокринной системы, так и при значительной потере биологических жидкостей, например, крови). В таких случаях пить следует минеральную воду, насыщенную нужными солями.

Правильный выбор вида минеральной воды — отдельная тема для обсуждения. В решении этого вопроса может помочь консультация у врача-диетолога.

Очистка и фильтрация воды

Качество водопроводной воды довольно низкое, поэтому её употребление в необработанном виде не рекомендуется. Для снижения вредного действия воды из-под крана требуется применять дополнительные методы очистки в домашних условиях.

Кипячёная вода

Сильный нагрев воды позволяет уничтожить некоторые патогенные микроорганизмы. Однако эта процедура имеет и негативный эффект. Нагрев способствует образованию хлором, растворенным в воде из-под крана, токсичных соединений с органическими веществами. Причём чем дольше процесс кипения, тем больше концентрация этих вредных соединений.

Домашние фильтры очистки воды

Фильтры для очистки воды с различным составом позволяют избавиться от различных примесей, в том числе органики и части растворенного хлора. Фильтры желательно использовать в качестве предварительной меры очистки перед кипячением. Самым очевидным минусом этого способа обработки является его относительно высокая стоимость: картриджи для фильтров требуют частой замены, в противном случае они начинают возвращать в воду накопленные вредные соединения.

Талая вода

Использование талой воды — интересная альтернатива всем прочим способам очистки с точки зрения современной науки.

Талая вода

Молекула воды имеет возможность образовывать до четырёх водородных связей с соседними молекулами. При замерзании в нормальных условиях каждая молекула воды образует связи с другими четырьмя молекулами воды. При этом возникает правильная кристаллическая решётка, где каждая ячейка имеет форму правильной пирамиды с тремя гранями.

Создать такую структуру является более простым с энергетической точки зрения, а значит, вода, переходя в лёд, теряет свои свойства растворителя, предпочитая ионам и молекулам других веществ свои собственные. Большая часть примесей переходит к границе твёрдой и жидкой сред.

Часть ледяного куска с примесями легко отличить от чистого, поскольку он более мутный и окрашенный. Следовательно, отделив после замораживания прозрачный лёд и поставив его таять, можно получить очищенную талую воду. Талой воды приготовление в домашних условиях просто и не требует ничего, кроме наличия морозилки, а зимой можно обойтись и без этого.

Следует предупредить, что с талой водой связано очень много легенд о её необыкновенных целительных свойствах. К ним стоит отнестись с долей скепсиса, поскольку научно не доказано, позволяет ли заморозка изменить свойства воды ещё каким-либо образом, кроме как освободить её от части примесей.

Выводы

Для нормализации процессов метаболизма необходимо употребление достаточного количества жидкости. Здоровому человеку не опасно выпить больше воды, чем нужно. Необходимо обращать внимание на уровень очистки воды, содержание в ней минеральных солей и кислотно-щелочную реакцию.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.