1.2. Биологическая роль воды

Вода выполняет в организме целый ряд функций:

а. Значительная часть как внутриклеточной, так и внеклеточной воды находится в связанном виде, образуя гидратные оболочки различного рода соединений: низкомолекулярных органических и неорганических ионов, белков и полипептидов, гомо и гетерополисахаридов. Взаимодействие белковых молекул с водой играет важную роль в формировании нативной конформации белковых молекул, а, следовательно, и в выполнении белковыми молекулами своих функций. Повидимому, взаимодействие с водой играет существенную роль и в формировании пространственной структуры гликозаминопротеогликановых агрегатов межклеточного вещества различных органов и тканей, также принимающего активное участие в их функционировании. Наконец, вода играет важную роль в формировании мембранных структур, поскольку лишь в водной фазе возможно формирование присущего всем мембранам липидного бислоя с включенными в него гидрофобными молекулами белков.

б. Молекулы воды являются активными участниками химических реакций, протекающих в организме; достаточно вспомнить многочисленные реакции гидролиза, протекающие в желудочнокишечном тракте или в лизосомах. Молекулы воды участвуют также в ряде реакций, идущих с разрывом двойных связей, примерами могут служить реакция цикла Кребса, катализируемая фумаразой, или еноилКоАгидратазная реакция при bокислении высших жирных кислот. Кроме того, следует учитывать влияние гидратных оболочек различных соединений на их реакционную способность, поскольку гидратация молекул сопровождается перераспределением в них электронной плотности.

в. Вода играет важнейшую роль в транспорте различных молекул по внутренней среде организма. Прежде всего это процессы переноса различных соединений или их комплексов в организме с током крови или лимфы. Примерами могут служить транспорт глюкозы или различных липопротеидов. Не менее важную роль в транспорте различных соединений имеет поток воды в направлении: артериолы,капилляры ДД> межклеточное пространство ДД> капилляры, венулы, так как вместе с этим потоком жидкости обеспечивается перенос питательных веществ и биорегуляторов из плазмы крови к клеткам и обратный вынос из клеток продуктов её метаболизма. Общий объем этого потока жидкости по оценочным данным составляет около 1500 л в минуту. ( Общая длина капилляров в теле человека составляет величину порядка 100 000 км, а площадь их поверхности около 15 км2, в связи с чем неудивительно, что через такую колоссальную по размерам поверхность постоянно идет не менее впечатляющий обмен жидкостью между кровяным руслом и интерстициальным пространством ).

г. Вместе с водой из организма в составе мочи выделяются конечные продукты метаболизма, такие как мочевина, креатинин, соли аммония, мочевая кислота и др.

д. Испарение воды с поверхности тела играет важную роль в процессе терморегуляции.

е. Вода принимает участие в механической защите клеток органов и тканей от механических повреждений, образуя вместе с гидрофильными соединениями межклеточного матрикса гелеобразную субстанцию, в которой как бы взвешены клетки. Кроме того, вода вместе с растворенными в ней соединениями образуют защитную смазку на трущихся поверхностях суставов и сухожилий, также защищая эти макроструктуры от повреждений.