Koľko vody má človek? Úloha vody v živote tela Druhy vody v organizme
Najznámejšou a najneuveriteľnejšou látkou na Zemi je voda. Význam vody nemožno preceňovať v živote všetkých živých vecí na planéte, je prítomná v každom okamihu našej existencie. Voda, ktorá je prevládajúcim prvkom v zložení každého organizmu, riadi aj jeho životnú aktivitu.
Voda v prírode
Počas celej svojej existencie sa ľudstvo snaží odhaliť tajomstvo tohto úžasného a rozporuplného prvku. Ako vznikol, ako sa dostal na našu planétu? Na túto otázku asi nikto neodpovie, no každý vie, že význam vody v prírode a ľudskom živote je nepredstaviteľne veľký. Jedno je absolútne pravda – dnes je na Zemi toľko zásob vody, koľko bolo pri zrode vesmíru.
Jedinečné vlastnosti vody zmršťovať sa pri zahriatí a expandovať pri zamrznutí sú ďalším dôvodom na prekvapenie. Žiadna iná látka nemá podobné vlastnosti. A jeho schopnosť pohybovať sa z jedného stavu do druhého, taká známa a zároveň úžasná, hrajúca výnimočnú úlohu, umožňuje existenciu všetkých živých organizmov na Zemi. Vyššia myseľ prisúdila vode hlavnú úlohu pri udržiavaní života a účasti na neustále sa vyskytujúcich prírodných procesoch.
Vodný cyklus
Tento proces sa nazýva hydrologický cyklus, čo je nepretržitá cirkulácia vody z hydrosféry a povrchu zeme do atmosféry a potom späť. Cyklus zahŕňa štyri procesy:
- odparovanie;
- kondenzácia;
- zrážky;
- prietok vody
Raz na zemi sa časť zrážok vyparí a kondenzuje, ďalšia časť vďaka odtoku naplní nádrže a tretia sa zmení na zem. Voda sa teda neustále pohybuje, kŕmi vodné toky, rastliny a zvieratá a uchováva si svoje vlastné zásoby a chráni Zem. Význam vody je zrejmý a nespochybniteľný.
Mechanizmus cyklu a jeho typy
V prírode existuje veľký cyklus (tzv. globálny cyklus), ako aj dva malé - kontinentálny a oceánsky. Zrážky zhromaždené nad oceánmi sú prenášané vetrom a padajú na kontinenty a potom sa vracajú do oceánu s odtokom. Proces, pri ktorom sa oceánska voda neustále vyparuje, kondenzuje a padá späť do oceánu, sa nazýva malý oceánsky gyre. A všetky podobné procesy prebiehajúce na súši sú spojené do malého kontinentálneho cyklu, v ktorom je hlavnou postavou voda. Jeho význam v prirodzených procesoch nepretržitého obehu, ktorý udržuje vodnú rovnováhu Zeme a zabezpečuje existenciu živých organizmov, je nesporný.
Voda a človek
Voda, ktorá nemá žiadnu nutričnú hodnotu v obvyklom zmysle slova, je hlavnou zložkou každého živého organizmu vrátane človeka. Nikto nemôže existovať bez vody. Dve tretiny každého organizmu tvorí voda. Význam vody je mimoriadne dôležitý pre správne fungovanie všetkých systémov a orgánov.
Počas celého života človek prichádza do kontaktu s vodou každý deň, používa ju na pitie a jedlo, hygienické postupy, rekreáciu a vykurovanie. Nenašiel sa na Zemi
cennejší prírodný materiál, životne dôležitý a nenahraditeľný ako voda. Ak človek zostane bez jedla na pomerne dlhú dobu, neprežije bez vody ani 8 dní, pretože do 8% telesnej hmotnosti človek začne omdlievať, 10% spôsobuje halucinácie a 20% nevyhnutne spôsobuje smrť.
Prečo je voda pre človeka taká dôležitá? Ukazuje sa, že voda reguluje všetky základné životné procesy:
- normalizuje vlhkosť kyslíka, zvyšuje jeho absorpciu;
- vykonáva termoreguláciu tela;
- rozpúšťa živiny, pomáha telu absorbovať ich;
- zvlhčuje a vytvára ochranu pre životne dôležité orgány;
- tvorí ochranné mazivo pre kĺby;
- zlepšuje metabolické procesy vo fungovaní telesných systémov;
- podporuje odstraňovanie odpadových látok z tela.
Ako zostať hydratovaný
V priemere človek stratí 2-3 litre vody denne. V extrémnejších podmienkach, ako je teplo, vysoká vlhkosť a fyzická aktivita, sa strata vody zvyšuje. Na udržanie normálnej fyziologickej vodnej rovnováhy organizmu je potrebné vyvážiť príjem vody s jej správnym odvádzaním
Urobme nejaké výpočty. Vzhľadom na to, že denná potreba vody človeka je 30 – 40 gramov na 1 kg telesnej hmotnosti a asi 40 % celkovej potreby pochádza z potravy, zvyšok by mal prijímať vo forme nápojov. V lete denná spotreba vody zodpovedá 2-2,5 litrom. Horúce oblasti planéty diktujú ich požiadavky - 3,5-5,0 litra a v extrémne horúcich podmienkach až 6,0-6,5 litra vody. Telo nesmie byť dehydrované. Alarmujúce príznaky tohto problému sú suchá pokožka sprevádzaná svrbením, únavou, prudkým poklesom koncentrácie, krvným tlakom, bolesťami hlavy a celkovou malátnosťou.
Priaznivý účinok
Je zaujímavé, že tým, že sa voda priamo podieľa na metabolických procesoch, podporuje chudnutie. Existuje všeobecná mylná predstava, že ľudia, ktorí chcú schudnúť, musia piť menej vody, pretože telo zadržiava vodu, čo spôsobuje značné škody. Nemôžete dostať svoje telo do ešte väčšieho stresu tým, že ho vyradíte z bežnej výmeny vody. Okrem toho vlhkosť, ktorá je prirodzeným diuretikom, tónuje obličky a spôsobuje stratu hmotnosti.
Prijímaním optimálneho množstva vody človek získava silu, energiu a vytrvalosť. Je pre neho jednoduchšie kontrolovať svoju hmotnosť, keďže aj psychické nepohodlie vynútených zmien pri redukcii obvyklého jedálnička znáša ľahšie. Vedecké výskumy dokázali, že denná konzumácia dostatočného množstva čistej vody pomáha v boji proti závažným ochoreniam – pomáha pri bolestiach chrbtice, migrénach, znižuje hladinu cukru a cholesterolu v krvi a krvný tlak. Navyše, tonizáciou obličiek voda brzdí tvorbu kameňov. Je dokázané, že ľudia s tvorivým zameraním majú tendenciu veľa piť a veľkí umelci boli tlačení k tvorbe majstrovských diel. Ukazuje sa, že dôležitosť vody je dôležitá aj v umení.
Výmena vody v rastlinách
Rovnako ako ľudia, každá rastlina potrebuje vodu. V rôznych závodoch tvorí 70 až 95 % hmoty a riadi všetky prebiehajúce procesy. Metabolizmus v rastline je možný len pri veľkom množstve vlahy, takže význam vody pre rastliny je nepochybne veľký. Rozpúšťaním minerálov v pôde ich voda dodáva rastline a zabezpečuje ich nepretržitý tok. Bez vody semená nevyklíčia a v zelených listoch nenastane proces fotosyntézy. Plniaca voda zabezpečuje jej životaschopnosť a zachovanie určitého tvaru.
Najdôležitejšou podmienkou pre životnú podporu rastlinného organizmu je schopnosť prijímať vodu zvonku. Rastlina prijímajúca vodu najmä z pôdy pomocou koreňov ju dodáva do nadzemných častí rastliny, kde ju listy odparujú. Takáto výmena vody existuje v každom organickom systéme - voda, ktorá do nej vstupuje, sa vyparuje alebo sa uvoľňuje a potom opäť, obohatená o užitočné látky, vstupuje do tela.
Ďalším úžasným spôsobom, akým voda preniká do živých buniek, je jej osmotická absorpcia, teda schopnosť vody akumulovať sa zvonku do bunkových roztokov, čím sa zväčšuje objem tekutiny v bunke.
Umenie spotreby vody
Neustála konzumácia čistej vody výrazne zlepšuje duševnú činnosť mozgu a koordináciu pohybu, a preto je význam vody pre život mozgových buniek obzvlášť cenný. Preto zdravý muž Nemali by ste sa obmedzovať na pitie, ale mali by ste dodržiavať niektoré pravidlá:
- piť málo, ale často;
- Nemali by ste piť veľa vody naraz, pretože nadbytok tekutín v krvi zbytočne zaťažuje srdce a obličky.
Význam vody pre živé organizmy je teda obrovský. Preto je pre každého človeka potrebné vytvoriť podmienky na udržanie vlastnej vodnej bilancie.
Voda– najdôležitejší faktor pri formovaní vnútorného prostredia tela a zároveň jeden z faktorov vonkajšieho prostredia. Kde nie je voda, tam nie je život. Všetky procesy charakteristické pre živé organizmy obývajúce našu Zem prebiehajú vo vode. Nedostatok vody (dehydratácia) vedie k narušeniu všetkých funkcií tela až k smrti. Zníženie množstva vody o 10 % spôsobuje nezvratné zmeny. Metabolizmus tkanív a životne dôležité procesy prebiehajú vo vodnom prostredí.
Voda sa zúčastňuje na procesoch asimilácie a disimilácie, na procesoch resorpcie a difúzie, sorpcie a desorpcie a reguluje charakter osmotických vzťahov v tkanivách a bunkách. Voda reguluje acidobázickú rovnováhu a udržuje pH. Nárazníkové systémy sú aktívne len v podmienkach, kde je voda.
Voda je všeobecným ukazovateľom činnosti fyziologických systémov, pozadia a prostredia, v ktorom prebiehajú všetky životne dôležité procesy. Nie je náhoda, že v ľudskom tele sa obsah vody blíži k 60 % celkovej telesnej hmotnosti. Zistilo sa, že proces starnutia je spojený so stratou vody bunkami.
Je potrebné poznamenať, že hydrolytické reakcie, ako aj všetky redoxné reakcie, sa aktívne vyskytujú iba vo vodných roztokoch.
Voda sa aktívne podieľa na takzvanej výmene vody a soli. Procesy trávenia a dýchania prebiehajú normálne, ak je v tele dostatok vody. Veľká je aj úloha vody pri vylučovacej funkcii tela, čo prispieva k normálnemu fungovaniu urogenitálneho systému.
Úloha vody je tiež skvelá v procesoch termoregulácie tela. Podieľa sa najmä na jednom z najdôležitejších procesov – na procese potenia.
Treba poznamenať, že minerály vstupujú do tela s vodou a vo forme, v ktorej sú takmer úplne absorbované. Úloha vody ako zdroja minerálnych solí je v súčasnosti všeobecne uznávaná. Ide o takzvanú farmakologickú hodnotu vody. A minerálne soli vo vode sú vo forme iónov, čo je priaznivé pre ich vstrebávanie organizmom. Makro- a mikroprvky v potravinárskych výrobkoch sú vo forme komplexných zlúčenín, ktoré sa aj pod vplyvom gastrointestinálnej šťavy zle disociujú, a preto sa horšie vstrebávajú.
Voda je univerzálne rozpúšťadlo. Rozpúšťa všetky fyziologicky aktívne látky. Voda je kvapalná fáza, ktorá má určitú fyzikálnu a chemickú štruktúru, ktorá určuje jej schopnosť rozpúšťadla. Živé organizmy, ktoré spotrebúvajú vodu s rôznymi štruktúrami, sa vyvíjajú a rastú odlišne. Preto možno štruktúru vody považovať za najdôležitejší biologický faktor. Štruktúra vody sa môže počas odsoľovania meniť. Štruktúra vody je značne ovplyvnená iónovým zložením vody.
Molekula vody nie je neutrálna zlúčenina, ale elektricky aktívna. Má dve aktívne elektrické centrá, ktoré okolo seba vytvárajú elektrické pole.
Štruktúra molekuly vody sa vyznačuje dvoma vlastnosťami:
1) vysoká polarita;
2) zvláštne usporiadanie atómov v priestore.
Podľa moderných predstáv je molekula vody dipól, t.j. má 2 ťažiská. Jeden je ťažisko kladných nábojov, druhý je ťažisko záporných nábojov. Vo vesmíre sa tieto stredy nezhodujú, sú asymetrické, to znamená, že molekula vody má dva póly, ktoré okolo molekuly vytvárajú silové pole, molekula vody je polárna.
V elektrostatickom poli priestorové usporiadanie molekúl vody (štruktúra vody) určuje biologické vlastnosti vody v tele.
Molekuly vody môžu existovať v nasledujúcich formách:
1) vo forme jedinej molekuly vody - je to monohydrol, alebo jednoducho hydrol (H 2 O) 1;
2) vo forme dvojitej molekuly vody - je to dihydrol (H 2 O) 2;
3) vo forme trojitej molekuly vody - trihydrolu (H 2 O) 3.
Súhrnný stav vody závisí od prítomnosti týchto foriem. Ľad sa zvyčajne skladá z trihydrolov, ktoré majú najväčší objem. Parné skupenstvo vody predstavujú monohydroly, keďže výrazný tepelný pohyb molekúl pri teplote 100 °C narúša ich asociáciu. V kvapalnom stave je voda zmesou hydrolu, dihydrolu a trihydrolu. Vzťah medzi nimi je určený teplotou. K tvorbe di- a trihydrolov dochádza v dôsledku vzájomného priťahovania molekúl vody (hydrolov).
V závislosti od dynamickej rovnováhy medzi formami sa rozlišujú určité druhy vody.
1. Voda spojená so živými tkanivami je štrukturálna (ľadová alebo dokonalá voda), ktorú predstavujú kvázikryštály a trihydroly. Táto voda má vysokú biologickú aktivitu. Jeho bod tuhnutia je –20 °C. Telo prijíma takúto vodu len z prírodných produktov.
2. Čerstvo roztopená voda je zo 70 % voda podobná ľadu. Má liečivé vlastnosti, pomáha zvyšovať adaptogénne vlastnosti, ale rýchlo (po 12 hodinách) stráca svoje biologické vlastnosti na stimuláciu biochemických reakcií v tele.
3. Voľná alebo obyčajná voda. Jeho bod tuhnutia je 0 °C.
Dehydratácia
1) vzduchom cez pľúca (1 m 3 vzduchu obsahuje v priemere 8-9 g vody);
2) cez obličky a kožu.
Vo všeobecnosti človek stratí až 4 litre vody denne. Prirodzené straty vody je potrebné kompenzovať zavedením určitého množstva vody zvonku. Ak straty nie sú ekvivalentné podaniu, dochádza v organizme k dehydratácii. Nedostatok aj 10 % vody môže stav výrazne zhoršiť a zvýšenie stupňa dehydratácie na 20 % môže viesť k narušeniu životných funkcií a smrti. Dehydratácia je pre telo nebezpečnejšia ako hladovanie. Človek môže žiť bez jedla 1 mesiac a bez vody - až 3 dni.
Regulácia metabolizmu vody sa vykonáva pomocou centrálneho nervového systému (CNS) a je pod kontrolou centra potravy a centra smädu.
Vznik pocitu smädu je zrejme založený na zmene fyzikálno-chemického zloženia krvi a tkanív, v ktorých dochádza k poruchám osmotického tlaku v dôsledku ich vyčerpania vody, čo vedie k excitácii častí centrálneho nervového systému.
Významnú úlohu v regulácii metabolizmu vody zohrávajú žľazy s vnútorným vylučovaním, najmä hypofýza. Vzťah medzi metabolizmom vody a soli sa nazýva metabolizmus voda-soľ.
Normy spotreby vody sú stanovené:
1) kvalita vody;
2) charakter zásobovania vodou;
3) stav tela;
4) povaha prostredia a predovšetkým podmienky teploty a vlhkosti;
5) povaha práce.
Normy spotreby vody sú tvorené fyziologickými potrebami tela (2,5-5 litrov denne pre fyziologické funkcie) na udržanie života a vody potrebnej pre domácnosť a komunálne účely. Najnovšie normy odrážajú hygienickú úroveň lokality.
V suchom a horúcom podnebí, pri vykonávaní intenzívnej fyzickej práce, sa fyziologické normy zvyšujú na 8-10 litrov za deň, vo vidieckych oblastiach (s decentralizovaným zásobovaním vodou) - až 30-40 litrov. Normy spotreby vody v priemyselnom podniku závisia od teploty okolia výroby. Sú skvelé najmä v horúcich obchodoch. Ak je množstvo vytvoreného tepla 20 kcal na 1 m 3 za hodinu, potom normy spotreby vody za zmenu budú 45 litrov (vrátane sprchovania). Podľa hygienických noriem sú normy spotreby vody regulované takto:
1) v prítomnosti tečúcej vody a bez kúpeľov - 125 - 160 litrov za deň na osobu;
2) v prítomnosti tečúcej vody a kúpeľov - 160-250 l;
3) v prítomnosti tečúcej vody, kúpeľov, horúca voda– 250-350 l;
4) za podmienok použitia dávkovačov vody -30-50 l.
Dnes je vo veľkých moderných mestách spotreba vody na hlavu 450 litrov a viac. V Moskve je teda najvyššia spotreba vody až 700 litrov. V Londýne - 170 l, Paríž - 160 l, Brusel - 85 l.
Voda je sociálny faktor. Sociálne životné podmienky a miera chorobnosti závisia od množstva a kvality vody. Podľa WHO až 500 miliónov chorôb ročne, ktoré sa vyskytujú na Zemi, súvisí s kvalitou vody a úrovňou spotreby vody.
Faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu vody, možno rozdeliť do 3 veľkých skupín:
1) faktory určujúce organoleptické vlastnosti vody;
2) faktory určujúce chemické vlastnosti vody;
3) faktory určujúce epidemiologické nebezpečenstvo vody.
Faktory určujúce organoleptické vlastnosti vody
Organoleptické vlastnosti vody sú tvorené prírodnými a antropogénnymi faktormi. Zápach, chuť, farba a zákal sú dôležité kvalitatívne charakteristiky pitná voda. Príčiny pachov, chutí, farby a zákalu vo vode sú veľmi rôznorodé. Pre povrchové zdroje ide predovšetkým o znečistenie pôdy prichádzajúce s prúdením atmosférickej vody. Vôňa a chuť môže súvisieť s kvitnutím rias a následným rozkladom vegetácie na dne nádrže. Chuť vody je určená jej chemickým zložením, pomerom jednotlivých zložiek a množstvom týchto zložiek v absolútnych hodnotách. Týka sa to najmä vysoko mineralizovaných podzemných vôd v dôsledku zvýšeného obsahu chloridov sodných, síranov a zriedkavejšie vápnika a horčíka. Chlorid sodný teda spôsobuje slanú chuť vody, vápnik je adstringentná a horčík horká. Chuť vody je určená aj zložením plynu: 1/3 celkového zloženia plynu tvorí kyslík, 2/3 dusík. Vo vode je veľmi malé množstvo oxidu uhličitého, ale jeho úloha je veľká. Oxid uhličitý môže byť prítomný vo vode v rôznych formách:
1) rozpustený vo vode za vzniku kyseliny uhličitej CO2 + H20 = H2C03;
2) disociovaná kyselina uhličitá H 2 CO 3 = H + HCO 3 = 2H + CO 3 s tvorbou hydrogénuhličitanového iónu HCO 3 a CO 3 – uhličitanového iónu.
Táto rovnováha medzi rôznymi formami oxidu uhličitého je určená pH. V kyslom prostredí je pri pH = 4 prítomný voľný oxid uhličitý – CO 2. Pri pH = 7-8 je prítomný ión HCO 3 (mierne alkalický). Pri pH = 10 je prítomný ión CO 3 (alkalické prostredie). Všetky tieto zložky v rôznej miere určujú chuť vody.
Pri povrchových zdrojoch je hlavnou príčinou zápachu, chuti, farby a zákalu znečistenie pôdy pochádzajúce z odtoku atmosférickej vody. Pre rozšírené silne mineralizované vody (najmä na juhu a juhovýchode krajiny) je typická nepríjemná chuť vody, a to najmä v dôsledku zvýšenej koncentrácie chloridov a síranov sodných, menej často vápnika a horčíka.
Farba (farba) prírodných vôd často závisí od prítomnosti humínových látok pôdneho, rastlinného a planktónového pôvodu. Konštrukcia veľkých nádrží s aktívnymi procesmi vývoja planktónu prispieva k vzniku nepríjemných pachov, chutí a farieb vo vode. Humínové látky sú pre človeka neškodné, ale zhoršujú organoleptické vlastnosti vody. Ťažko sa odstraňujú z vody a majú tiež vysokú sorpčnú schopnosť.
Úloha vody v ľudskej patológii
Súvislosť medzi chorobnosťou obyvateľstva a charakterom spotreby vody je už dlho zaznamenaná. Už v staroveku boli známe niektoré znaky zdraviu nebezpečné vody. Avšak až v polovici 19. stor. Epidemiologické pozorovania a bakteriologické objavy Pasteura a Kocha umožnili zistiť, že voda môže obsahovať niektoré patogénne mikroorganizmy a prispievať k vzniku a šíreniu chorôb medzi obyvateľstvom. Medzi faktory, ktoré určujú výskyt infekcií prenášaných vodou, patria:
1) antropogénne znečistenie vôd (priorita znečistenia);
2) uvoľnenie patogénu z tela a vstup do vodného útvaru;
3) stabilita baktérií a vírusov vo vodnom prostredí;
4) vstup mikroorganizmov a vírusov s vodou do ľudského tela.
Infekcie prenášané vodou
Infekcie prenášané vodou sú charakterizované:
1) náhly nárast výskytu;
2) udržiavanie vysokej úrovne chorobnosti;
3) rýchly pokles epidemickej vlny (po odstránení patologického faktora).
Vodou sa prenáša cholera, brušný týfus, paratýfus, dyzentéria, leptospiróza, tularémia (kontaminácia pitnej vody sekrétmi hlodavcov), brucelóza. Nedá sa vylúčiť možnosť vodného faktora pri prenose infekcií salmonelou. Vírusové ochorenia zahŕňajú črevné vírusy a enterovírusy. Do vody sa dostávajú s výkalmi a inými ľudskými sekrétmi. Vo vodnom prostredí môžete nájsť:
1) vírus infekčnej hepatitídy;
2) poliovírus;
3) adenovírusy;
4) vírus Coxsackie;
5) vírus panvovej konjunktivitídy;
6) vírus chrípky;
7) ECHO vírus.
Amébóza. Dysenterická améba, bežná v trópoch a Strednej Ázii, má patogénny význam. Vegetatívne formy améb rýchlo odumierajú, ale cysty sú odolné voči vode. Okrem toho je chlórovanie v bežných dávkach neúčinné proti cystám améb.
Vajíčka hlíst a cysty Giardia vstupujú do vodných útvarov s ľudskými sekrétmi a do tela sa dostávajú pitnou alebo kontaminovanou vodou.
Všeobecne sa uznáva, že možnosť eliminovať nebezpečenstvo vodných epidémií a tým znížiť výskyt črevných infekcií v populácii je spojená s pokrokom v oblasti zásobovania obyvateľstva vodou. Správne organizované zásobovanie vodou je preto nielen dôležitým všeobecným sanitárnym opatrením, ale aj účinným špecifickým opatrením proti šíreniu črevných infekcií medzi obyvateľstvom. Úspešná likvidácia epidémie Eltorskej cholery v ZSSR (1970) bola teda do značnej miery spôsobená tým, že väčšina mestského obyvateľstva bola chránená pred nebezpečenstvom jej šírenia vodou vďaka normálnemu centralizovanému zásobovaniu vodou.
Chemické zloženie vody
Faktory, ktoré určujú chemické zloženie vody, sú chemické látky, ktoré možno rozdeliť na:
1) bioprvky (jód, fluór, zinok, meď, kobalt);
2) chemické prvky, zdraviu škodlivé (olovo, ortuť, selén, arzén, dusičnany, urán, povrchovo aktívne látky, toxické chemikálie, rádioaktívne látky, karcinogénne látky);
3) indiferentné alebo dokonca užitočné chemikálie (vápnik, horčík, mangán, železo, uhličitany, hydrogénuhličitany, chloridy).
Chemické zloženie vody je možný dôvod choroby neinfekčnej povahy. Základy štandardizácie ukazovateľov nezávadnosti chemického zloženia pitnej vody rozoberieme nižšie.
Ľahostajné chemikálie vo vode
Železo dvojmocný alebo trojmocný sa nachádza vo všetkých prírodných vodných zdrojoch. Železo je nevyhnutnou súčasťou živočíšnych organizmov. Používa sa na stavbu životne dôležitých respiračných a oxidačných enzýmov (hemoglobín, kataláza). Dospelý človek prijíma desiatky miligramov železa denne, takže množstvo železa dodávané s vodou nemá významný fyziologický význam. Prítomnosť železa vo forme veľkých koncentrácií je však nežiaduca z estetických a každodenných dôvodov. Železo dodáva vode zákal, žltohnedú farbu, horkastú kovovú chuť a zanecháva škvrny od hrdze. Veľké množstvoŽelezo vo vode podporuje rozvoj železitých baktérií, ktoré keď odumrú, hromadia vo vnútri potrubia husté usadeniny. Dvojmocné železo sa častejšie nachádza v podzemných vodách. Ak sa voda čerpá, potom sa železo na povrchu spája s kyslíkom vo vzduchu a stáva sa trojmocným a voda zhnedne. Obsah železa v pitnej vode je teda obmedzený jeho vplyvom na zákal a farbu. Prípustná koncentrácia podľa normy je najviac 0,3 mg/l, pre podzemné zdroje najviac 1,0 mg/l.
mangán v podzemnej vode je obsiahnutý vo forme hydrogénuhličitanov, vysoko rozpustných vo vode. V prítomnosti vzdušného kyslíka sa mení na hydroxid mangánu a vyzráža sa, čím sa zvyšuje farba a zákal vody. V praxi centralizovaného zásobovania vodou je potreba obmedziť obsah mangánu v pitnej vode spojená so zhoršením organoleptických vlastností. Norma nie je väčšia ako 0,1 mg / l.
hliník nachádza sa v pitnej vode, ktorá bola upravená - vyčírená počas procesu koagulácie síranom hlinitým. Nadmerná koncentrácia hliníka dodáva vode nepríjemnú, sťahujúcu chuť. Zvyškový obsah hliníka v pitnej vode (nie viac ako 0,2 mg na liter) nespôsobuje zhoršenie organoleptických vlastností vody (zákal a chuť).
Vápnik a jeho soli spôsobiť tvrdosť vody. Tvrdosť pitnej vody je základným kritériom, podľa ktorého obyvateľstvo hodnotí kvalitu vody. V tvrdej vode sa zelenina a mäso zle varia, pretože vápenaté soli a potravinové bielkoviny tvoria nerozpustné zlúčeniny, ktoré sa zle vstrebávajú. Pranie bielizne je náročné, vo vykurovacích zariadeniach sa tvorí vodný kameň (nerozpustný sediment). Experimentálne štúdie ukázali, že pri pití vody s tvrdosťou 20 mg. eq/l, frekvencia a hmotnosť tvorby kameňov boli výrazne väčšie ako pri pití vody s tvrdosťou 10 mg. ekv./l Účinok vody s tvrdosťou 7 mg. ekv na l na rozvoj urolitiázy sa nezistil. To všetko nám umožňuje považovať prijatú normu pre tvrdosť pitnej vody – 7 mg ekv. na liter – za opodstatnenú.
Bioelementy
Meď Nachádza sa v malých koncentráciách v prírodných podzemných vodách a je skutočným biomikroelementom. Jeho potreba (hlavne na krvotvorbu) dospelého človeka je malá - 2-3 g denne. Pokrýva ho najmä denná dávka potravy. Vo vysokých koncentráciách (3-5 mg/l) ovplyvňuje meď chuť (adstringentne). Norma pre toto kritérium nie je vyššia ako 1 mg/l. vo vode.
Zinok Nachádza sa ako stopový prvok v prírodných podzemných vodách. Nachádza sa vo vysokých koncentráciách vo vodných útvaroch znečistených priemyselnou odpadovou vodou. Chronická otrava zinkom nie je známa. Soli zinku vo vysokých koncentráciách dráždia gastrointestinálny trakt, ale dôležitosť zlúčenín zinku vo vode je daná ich účinkom na organoleptické vlastnosti. Pri 30 mg/l voda získava mliečnu farbu a nepríjemná kovová chuť mizne pri 3 mg/l, takže obsah zinku vo vode je normalizovaný na maximálne 3 mg/l.
Chemické zloženie vody ako príčina neinfekčných ochorení
Rozvoj lekárskej vedy umožnil rozšíriť naše chápanie charakteristík chemického (soľného a mikroprvkového) zloženia vody, jej biologickej úlohy a možných škodlivých účinkov na verejné zdravie.
Minerálne soli (makro- a mikroprvky) sa podieľajú na metabolizme minerálov a životných funkciách organizmu, ovplyvňujú rast a vývoj organizmu, krvotvorbu, rozmnožovanie, sú súčasťou enzýmov, hormónov a vitamínov. V ľudskom tele sa nachádza jód, fluór, meď, zinok, bróm, mangán, hliník, chróm, nikel, kobalt, olovo, ortuť atď.
V prírode sa mikroelementy neustále rozptyľujú (v dôsledku meteorologických faktorov, vody a životnej aktivity organizmov). To vedie k ich nerovnomernej distribúcii (nedostatok alebo prebytok) v pôde a vode rôznych geografických oblastí, čo vedie k zmenám flóry a fauny a vzniku biogeochemických provincií.
Z chorôb spojených s nepriaznivým chemickým zložením vody je primárne izolovaná endemická struma. Táto choroba je v oblasti rozšírená Ruská federácia. Príčinami ochorenia je absolútny nedostatok jódu vo vonkajšom prostredí a sociálne a hygienické podmienky života obyvateľstva. Denná potreba jódu je 120-125 mcg. V oblastiach, kde toto ochorenie nie je typické, sa jód do tela dostáva z rastlinnej potravy (70 mcg jódu), zo živočíšnej potravy (40 mcg), zo vzduchu (5 mcg) a z vody (5 mcg). Jód v pitnej vode zohráva úlohu indikátora všeobecnej hladiny tohto prvku vo vonkajšom prostredí. Struma je bežná vo vidieckych oblastiach, kde sa obyvateľstvo stravuje výlučne potravinami z miestnych zdrojov a v pôde je málo jódu. Obyvatelia Moskvy a Petrohradu tiež používajú vodu s nízkym obsahom jódu (2 mcg), ale nie sú tu žiadne epidémie, pretože obyvateľstvo konzumuje dovážané produkty z iných regiónov, čo zabezpečuje priaznivú jódovú bilanciu.
Hlavnými preventívnymi opatreniami proti endemickej strume sú vyvážená strava, jodizácia soli, pridávanie medi, mangánu, kobaltu, jódu do stravy. Prevládať by mali aj sacharidové potraviny a rastlinné bielkoviny, ktoré normalizujú funkciu štítnej žľazy.
Endemická fluoróza je ochorenie, ktoré sa vyskytuje u pôvodného obyvateľstva určitých regiónov Ruska, Ukrajiny a ďalších, skorý príznakčo je poškodenie zubov vo forme špinenia skloviny. Všeobecne sa uznáva, že špinenie nie je dôsledkom lokálneho použitia fluoridu. Fluorid, ktorý vstupuje do krvi, má všeobecný taktický účinok, predovšetkým spôsobuje deštrukciu dentínu.
Pitná voda je hlavným zdrojom fluóru v organizme, čo podmieňuje rozhodujúcu úlohu fluóru v pitnej vode pri vzniku endemickej fluorózy. Denná strava poskytuje 0,8 mg fluoridu a obsah fluoridu v pitnej vode je často 2-3 mg/l. Existuje jasná súvislosť medzi závažnosťou poškodenia skloviny a množstvom fluoridu v pitnej vode. Pre vznik fluorózy je obzvlášť dôležitá predchádzajúca infekcia a nedostatok mlieka a zeleniny v strave. Ochorenie je determinované aj sociokultúrnymi podmienkami života obyvateľstva. Toto ochorenie bolo prvýkrát zaznamenané v Indii, ale medzi Britmi a miestnou aristokraciou bola fluoróza zriedkavá, hoci obsah fluoridov vo vode bol 2-3 mg/l. U Indiánov, ktorí prežili polovyhladovanú existenciu, bolo špinenie zubnej skloviny zistené už v oblastiach, kde bol obsah fluoridov dokonca 1,5 mg na 1 liter.
Preventívne opatrenia týkajúce sa účinkov fluoridu možno zvážiť:
1) pitná voda s vysokým obsahom minerálnych solí;
2) konzumácia potravín a tekutín s vysokým obsahom vápnika (zelenina a mliečne výrobky), keďže vápnik viaže fluór a premieňa ho na nerozpustný komplex Ca + F = CaF 2;
3) ochranná úloha vitamínov;
4) ultrafialové ožarovanie;
5) defluoridácia vody.
Fluoróza je celkové ochorenie celého organizmu, aj keď najzreteľnejšie sa prejavuje poškodením zubov. Pri fluoróze je však potrebné poznamenať:
1) porucha (inhibícia) metabolizmu fosforu a vápnika;
2) narušenie (inhibícia) účinku vnútrobunkových enzýmov (fosfatáz);
3) porušenie imunobiologickej aktivity tela.
Rozlišujú sa tieto štádiá fluorózy:
1 – výskyt kriedových škvŕn;
2 – výskyt pigmentových škvŕn;
3 a 4 – výskyt defektov a erózií skloviny (deštrukcia dentínu).
Obsah fluoridov vo vode je štandardizovaný normou, keďže voda s nízkym obsahom fluoridov 0,5-0,7 mg/l je škodlivá, pretože vzniká zubný kaz. Prideľovanie sa uskutočňuje podľa klimatických oblastí v závislosti od úrovne spotreby vody. V 1.-2.oblasti - 1,5 mg/l, v 3. - 1,2 mg/l, v 4. - 0,7 mg/l. Zubný kaz postihuje 80 – 90 % celej populácie. Toto je potenciálny zdroj infekcie a intoxikácie. Zubný kaz vedie k poruchám trávenia a chronickým ochoreniam žalúdka, srdca a kĺbov. Presvedčivým dôkazom účinku fluoridu proti zubnému kazu je prax fluoridácie vody. Pri obsahu fluoridov 1,5 mg/l je výskyt kazov najnižší. V Norilsku bol po 7 rokoch fluoridácie vody výskyt kazov u 7-ročných detí o 43 % nižší. Ľudia, ktorí celý život pijú fluoridovanú vodu, majú o 60 – 70 % nižší výskyt kazov. Na ostrove Nová Guinea ľudia nemajú kaz, keďže obsah fluoridov v pitnej vode je optimálny.
Množstvo chemikálií spôsobuje mikrochemické znečistenie alebo intoxikáciu vody
Existuje teda skupina aterogénnych prvkov (meď, kadmium, olovo), ktorých nadbytok má nepriaznivý vplyv na kardiovaskulárny systém.
Okrem toho olovo u detí prechádza hematoencefalickou bariérou a spôsobuje poškodenie mozgu. Olovo vytláča vápnik z kostného tkaniva.
Merkúr spôsobuje Minamatovu chorobu (závažný embryotoxický účinok).
kadmium spôsobuje Itai-Itaiovu chorobu (porucha metabolizmu lipidov).
Kovy s nebezpečnými embryotoxickými účinkami tvoria gonadotoxickú sériu, ktorá vyzerá takto: ortuť – kadmium – tálium – striebro – bárium – chróm – nikel – zinok.
Arzén má výraznú schopnosť kumulovať sa v tele, jeho chronický účinok je spojený s účinkami na periférny nervový systém a rozvojom polyneuritídy.
Bor má výrazný gonadotoxický účinok. Narúša sexuálnu aktivitu mužov a ovariálno-menštruačný cyklus u žien. Prírodné podzemné vody západnej Sibíri sú bohaté na bór.
Množstvo syntetických materiálov používaných pri zásobovaní vodou môže spôsobiť intoxikáciu. Ide predovšetkým o syntetické rúry, polyetylén, fenolformaldehydy, koagulanty a flokulanty (PAA), živice a membrány používané pri odsoľovaní. Toxické chemikálie, karcinogénne látky a nitrozamíny, ktoré sa dostanú do vody, sú zdraviu nebezpečné.
povrchovo aktívna látka(syntetické povrchovo aktívne látky) sú stabilné vo vode a mierne toxické, ale majú alergénny účinok a tiež prispievajú k lepšej absorpcii karcinogénov a toxických chemikálií.
Pri použití vody s vysokou koncentráciou dusičnanov malé deti detstvo vyvinúť methemoglobinémiu voda-dusičnan. Mierna forma ochorenia sa môže vyskytnúť aj u dospelých. Toto ochorenie je charakterizované poruchami trávenia u detí (dyspepsia), znížením kyslosti žalúdočnej šťavy. V tomto ohľade sa v hornom čreve dusičnany redukujú na dusitany NO 2. Dusičnany sa do pitnej vody dostávajú v dôsledku rozsiahlej chemizácie poľnohospodárstva a používania dusíkatých hnojív. U detí žalúdočná šťava pH = 3, čo podporuje redukciu dusičnanov na dusitany a tvorbu methemoglobínu. Deťom navyše chýbajú enzýmy, ktoré redukujú methemoglobín na hemoglobín. Príjem dusičnanov z dojčenskej výživy pripravenej s kontaminovanou vodou je veľmi nebezpečný.
Zloženie soli je faktorom, ktorý neustále a dlhodobo ovplyvňuje zdravie obyvateľstva. Toto je faktor nízkej intenzity. Vplyv chloridových, chloridovo-síranových a hydrokarbonátových typov vody na:
1) metabolizmus voda-soľ;
2) metabolizmus purínov;
3) zníženie sekrécie a zvýšenie motorickej aktivity tráviacich orgánov;
4) močenie;
5) hematopoéza;
6) kardiovaskulárne ochorenia (hypertenzia a ateroskleróza).
Zvýšené zloženie solí vody
ovplyvňuje neuspokojivé organoleptické vlastnosti, čo vedie k zníženiu „chute na vodu“ a obmedzeniu jej spotreby.
Zvýšená tvrdosť (15-20 mg eq/l) je jedným z faktorov rozvoja urolitiázy; a vedie k rozvoju endemickej urolitiázy;
Je ťažké použiť vodu so zvýšenou tvrdosťou na ekonomické, domáce účely a zavlažovanie;
Pri dlhodobej konzumácii vysoko mineralizovaných chloridových vôd dochádza k zvýšenej hydrofóbnosti tkanív, ich schopnosti zadržiavať vodu a k napätiu hypofýzno-nadobličkového systému;
Používanie vody chloridovej triedy s celkovou úrovňou mineralizácie vyššou ako 1 g/l spôsobuje hypertenzné stavy. !
Vplyv vody s nízkou mineralizáciou (odsolená, destilovaná) spôsobuje:
1) porušenie metabolizmu voda-soľ (znížený metabolizmus chlóru v tkanivách);
2) zmeny vo funkčnom stave systému hypofýza-nadobličky, napätie v ochranných-adaptívnych reakciách;
3) oneskorenie v raste a telesnej hmotnosti. Minimálna prípustná úroveň celkovej mineralizácie odsolenej vody musí byť najmenej 100 mg/l.
Rovnováha vody v tele pozostáva z jej spotreby a vylučovania. Voda u dospelých tvorí 55-60% telesnej hmotnosti a u novorodencov - 75%. Väčšina (asi 71 %) všetkej vody v tele je súčasťou vnútrobunkovej tekutiny. Extracelulárna voda je súčasťou tkaniva alebo intersticiálnej tekutiny (asi 21 %) a vody krvnej plazmy (asi 8 %).
Dospelý človek spotrebuje denne asi 2,5 litra vody, okrem toho sa v tele tvorí približne 300 ml metabolickej vody. Táto voda vzniká pri metabolickom procese pri oxidácii bielkovín, sacharidov a tukov.
Voda sa vylučuje močom (v priemere 1,5 litra denne), vydychovaným vzduchom, kožou (za podmienok neutrálnej teploty bez potenia - 0,9 litra) a stolicou (0,1 litra). Za normálnych podmienok množstvo vody zapojené do metabolizmu v ľudskom tele nepresahuje 5% telesnej hmotnosti za deň.
Funkcie vody v tele.
1. Konštitučná voda je súčasťou buniek a tkanív tela. Je to prostredie, v ktorom prebiehajú metabolické procesy v bunkách, orgánoch a tkanivách. Nepretržitý prísun vody do tela je jednou z hlavných podmienok udržania života.
2. Voda je najlepším rozpúšťadlom pre mnohé biologicky dôležité látky, poskytuje podmienky pre tvorbu dispergovaných foriem lipidov a bielkovín; je hlavným médiom a povinným účastníkom mnohých biochemických reakcií (voľná voda).
3. Nedostatočný obsah vody v tele (dehydratácia) môže viesť k zahusteniu krvi, zhoršeniu jej reologických vlastností a narušeniu prietoku krvi. Keď sa množstvo vody zníži o 20 %, nastáva smrť. Nadbytočná voda môže viesť k rozvoju intoxikácie vodou, ktorá sa prejavuje najmä opuchom buniek a znížením osmotického tlaku v nich. Na takéto zmeny sú obzvlášť citlivé nervové bunky v mozgu.
4. Podporou hydratácie makromolekúl sa voda podieľa na ich aktivácii (viazaná voda).
5. Rozpúšťaním konečných produktov metabolizmu voda podporuje ich vylučovanie obličkami a inými vylučovacími orgánmi.
6. Voda zabezpečuje adaptáciu tela na vysoké teploty okolia.
Biologická hodnota vody.
Pitná voda je najdôležitejším zdrojom vápnika, horčíka a množstva mikroelementov. Ich absorpcia a biologická hodnota môže byť vyššia, ako keď sa absorbujú z produktov rozkladu živín. Keďže v r prevarená voda znižuje sa obsah minerálnych zložiek, jej neustále používanie namiesto surovej vody zvyšuje zaťaženie orgánov metabolizmu voda-soľ v dôsledku spätného vstrebávania iónov, čím sa zvyšuje riziko vzniku niektorých ochorení.
V živom organizme časť vody, ktorá interaguje s tkanivami, organizuje svoju štruktúru. Štruktúrovaná vodačlovek prijíma z čerstvých rastlinných a živočíšnych produktov, ako aj pri pití čerstvo roztopenej vody, ktorá má vyššiu biologickú aktivitu ako obyčajná voda. Pokusy na zvieratách preukázali jeho účinok na mikrozómy a mitochondrie hepatocytov, inhibičný účinok na vstrebávanie sacharidov z čreva, zvýšenie stability erytrocytov a adaptogénny účinok. Pracovníci v horúcich dielňach pod vplyvom takejto vody lepšie znášajú pôsobenie negatívnych faktorov pracovného prostredia na svoj organizmus.
Ťažká voda, odlišujúc sa od bežného vysokého obsahu oxidu deutéria (ťažký izotop vodíka) a vysokej špecifickej hmotnosti má v porovnaní s obyčajnou vodou iný biologický účinok.Pri experimentálnom zvýšení koncentrácie oxidu deutéria vo vode sa dráždivosť centrálneho nervového systém sa zvyšuje a emisie adrenalínu do stresových stimulov sa zvyšujú. Ukázalo sa, že ťažká voda má rádioprotektívny účinok.
Prísun vody je regulovaný jej potrebou, prejavujúcou sa pocitom smädu. Smäd je odpoveďou tela na zvýšený osmotický tlak a znížený objem tekutín.
Smäd môže byť spôsobený:
1. Zvýšenie osmotického tlaku bunkovej tekutiny, zníženie objemu buniek, zníženie objemu extracelulárnej tekutiny. Tieto zmeny sa môžu vyvíjať vzájomne prepojené.
2. Sušenie ústnej sliznice; ten druhý je výsledkom zníženia slinenia, následkom straty tekutín pri rozprávaní, dýchavičnosti, fajčení atď.
3. Účinky angiotenzínu a natriuretického hormónu.
Subjektívne je smäd prežívaný ako jeden z najsilnejších ľudských pohonov.
Mechanizmus uhasenia smädu alebo nasýtenia vodou nebol úplne odhalený. Vo forme primárneho nasýtenia sa vyskytuje počas procesu pitia pred vstrebaním vody. Zdá sa, že tento jav, ako primárne nasýtenie jedlom, sa vyvíja v dôsledku napínania stien žalúdka a stimulácie jeho mechanoreceptorov. Sekundárna (skutočná) saturácia vodou vzniká, keď sa v dôsledku absorpcie požitej vody obnovia parametre homeostázy voda-soľ.
Presná lokalizácia centra regulácie objemu v mozgu ešte nebola stanovená. Predpokladá sa, že sa nachádza v jadrách hypotalamu a stredného mozgu. Toto centrum má aferentné spojenia s perifériou, realizované pomocou volumetrických receptorov (volumoreceptorov) a osmoreceptorov. Objemové receptory sa nachádzajú najmä v nízkotlakových cievach (pľúcne žily) a v predsieňach. Reagujú na výrazné objemové posuny dosahujúce ± 10 %.
Telo potrebuje neustály prísun nielen vody, ale aj minerálnych solí.
Fyzikálno-chemické vlastnosti vody. Chemicky čistá voda je číra kvapalina bez zápachu a chuti. Molekula vody obsahuje 11,19 % vodíka a 88,81 % kyslíka. Molekulová hmotnosť vody je 18,016, bod tuhnutia 0°C, bod varu +100°C, hustota vody pri 4°C je -1 g/cm 3 .
Voda je výborným rozpúšťadlom pre mnohé organické a minerálne látky, čo je dané štruktúrou jej molekuly. Voda sa vyznačuje vodíkovou väzbou, ktorá do značnej miery určuje jej vlastnosti a význam. Vodíkové väzby vznikajú medzi čiastočným negatívnym nábojom atómu kyslíka jednej molekuly vody a čiastočným pozitívnym nábojom atómu vodíka susednej molekuly. Koncentráciu vodíkových iónov v biologických systémoch vyjadruje vodíkový index – pH. Existuje sladká, brakická a slaná voda. Voda obsahuje anorganické ióny a organické nečistoty.
Obsah a distribúcia vody v tele živočíchov. U dospelých cicavcov a vtákov tvorí voda asi 65% alebo 2/3 živej telesnej hmotnosti, u novorodencov jej obsah dosahuje 70 - 80% a u embryí - 87 - 97%. Jednotlivé orgány a tkanivá obsahujú rôzne množstvá vody – najviac jej je v najaktívnejšie fungujúcich orgánoch. Zviera môže žiť s úplnou absenciou tukových zásob a až 50% bielkovín, ale strata iba 10% vody spôsobuje vážne patologické zmeny a strata 15-20% má za následok smrť. Potreba vody a jej distribúcia v tkanivách sa mení v závislosti od zloženia krmiva, fyziologického stavu zvieraťa, produkčnej činnosti, intenzity fyzickej práce, podmienok prostredia atď. U mladých rastúcich zvierat je potreba vody niekoľko krát väčší.
Voda je v tkanivách a orgánoch živočícha rozložená nerovnomerne. Rôzne orgány a tkanivá sa líšia obsahom vody. Napríklad kosti obsahujú 22% vody, chrupavka - 55, pľúca - 79,1, mozgová kôra - 83,3%. Biologické tekutiny sa vyznačujú vysokým obsahom vody – až 99,5 % (sliny, pot). Asi 72 % všetkej telesnej vody je koncentrovaných v bunkách, 28 % v medzibunkových tekutinách, 8 – 10 % v krvnej plazme, lymfe, cerebrospinálnej tekutine, synovii a pleurálnej tekutine. Je potrebné vziať do úvahy, že na 1 kg hmotnosti zvieraťa je potrebných v priemere 35-40 g vody denne. U mladých organizmov je táto potreba 2-4 krát vyššia.
Potreba vody sa u zvierat uspokojuje najmä jej priamym príjmom zvonku a konzumáciou šťavnatého krmiva. Malé množstvo voda sa tvorí v tkanivách. Z čriev, kde sa väčšina vody absorbuje, sa dostáva do pečene. Časť sa zadrží v pečeni ako rezerva a zvyšok sa krvným obehom odnesie do iných orgánov a tkanív. Z toho posledného sa opäť vracia do krvi.
Telo kravy napríklad prijme 40 – 50 litrov vody denne, okrem toho sa ďalších 120 – 130 litrov vody uvoľní do tráviaceho traktu v rámci tráviacich štiav. Z celého tohto objemu sa len asi 10 % tekutiny vylúči stolicou a zvyšok sa reabsorbuje do krvi. Voda prichádzajúca zvonka musí úplne kompenzovať jej neustále straty močom, potom, sekrétmi (mliekom) a vydychovaným vzduchom.
Biologický význam vody. Voda v tele plní množstvo životne dôležitých funkcií. Po prvé, ona je univerzálne rozpúšťadlo minerálne a organické látky obsiahnuté v krmivách a produkty látkovej výmeny. voda - plastový materiál, z ktorých sa budujú orgány, tkanivá a bunky.
Viaceré funkcie vody sú určené jej fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Molekuly vody, podobne ako dipóly, sú navzájom spojené pomocou vodíkových väzieb. Na rozbitie týchto väzieb sa vynakladá značné množstvo energie, čo dáva vode vysokú tepelnú kapacitu (vo vode je 4-krát vyššia ako vo vzduchu, ktorý je „vonkajším prostredím“ väčšiny vyšších živočíchov). Vďaka tomu hrá voda v procesoch dôležitú úlohu termoregulácia organizmov. Asi 25 % prebytočnej tepelnej energie sa z tela uvoľňuje v dôsledku odparovania vody z povrchu kože. Približne rovnaké množstvo tepla sa z tela uvoľňuje s vydychovanými vzduchovými parami.
molekuly vody podieľať sa na tvorbe sekundárnych a terciárnych štruktúr proteínové molekuly. Všetky kŕmne živiny sa absorbujú v potravinovom kanáli za účasti vody (hydrolytické reakcie). Voda sa vyznačuje veľmi nízkou viskozitou, ktorá dáva vodným roztokom dobrú tekutosť a rýchly pohyb tekutín v tele. Voda a jej roztoky mokré trecie povrchy pomáha zlepšovať ich kĺzanie.
Podmienky a typy vody v tele. Voda obsiahnutá v tele sa konvenčne delí na voľný a imobilizovaný. Voľná voda sa nachádza v krvnej plazme, lymfe, cerebrospinálnom moku, tráviacich šťavách a moči. V medzibunkových priestoroch je ho pomerne málo a držia ho tam kapilárne sily. Voľná voda zabezpečuje prísun živín do tkanív a odvod konečných produktov látkovej premeny z nich.
Imobilizovaná voda sú dva typy: hydratácia A imobilný. Na rozdiel od voľnej vody jej chýba schopnosť voľného pohybu a jej menšia časť je pevne viazaná na polárne skupiny bielkovín a iných biopolymérov (hydratačná voda).Tvorí asi 4% všetkej vody v tkanivách, 10-80%. z tejto vody je viazaná bielkovinami. Tkanivové bielkoviny sú tak aktívne hydratované, že na každých 100 g dokážu naviazať 18 až 50 g vody. Hydratačná voda sa od voľnej vody líši mnohými spôsobmi. Pri ochladení na 0°C a mierne nižšiu nemrzne, má zvýšenú hustotu (1,48-2,45), nerozpúšťajú sa v ňom látky rozpustné v bežnej vode. Tieto rozdiely sú spôsobené usporiadaným usporiadaním molekúl vody (dipólov) okolo polárnych skupín hydrofilných koloidov.
Druhá časť imobilizovanej vody (nehybná), aj keď nie je viazaná polárnymi skupinami, je zbavená možnosti voľného pohybu, pretože je uzavretá v supramolekulárnych bunkových štruktúrach (membrány, organely, fibrilárne agregáty). Jeho molekuly sa nachádzajú medzi bunkovými membránami, vláknitými molekulami a štruktúrami. Takáto voda si zachováva schopnosť rozpúšťať soli a iné rozpustné látky, zabezpečuje vysokú rýchlosť chemických reakcií v tkanivách, dodáva tkanivám elasticitu a pomáha im udržiavať stály tvar. Solvácia (hydratácia) tkanivových proteínov a imobilizácia vody fibrilárnymi a membránovými štruktúrami bráni ich vytekaniu počas disekcie tkaniva.
S pribúdajúcim vekom množstvo hydratačnej vody v tele postupne klesá v dôsledku znižovania schopnosti koloidov hydratovať. To vedie k tomu, že cytoplazmatické koloidy postupne podliehajú syneréze, v dôsledku čoho tkanivá strácajú svoju elasticitu a zmenšujú sa. Medzi rôznymi druhmi vody existuje dynamická rovnováha. Množstvo voľnej vody sa zvyšuje v patológii (so zápalom obličiek, perikarditídou, abscesmi, flegmónom). Vzniká opuch. Pri krátkodobej práci (10-15 minút) sa v tele hromadí medzibunková (voľná) voda, pri dlhodobej práci (nad 30-60 minút) vnútrobunková (nehybná) voda.
Druhy vody. Tkanivá a bunky využívajú dva typy vody: exogénnu a endogénnu. Exogénna voda sa do tela dostáva zvonka – s jedlom a nápojmi. Celkovo tvorí 6/7 všetkej vody potrebnej pre život organizmu. 1/7 celkovej hmotnosti vody vzniká v živočíšnych tkanivách ako konečný produkt oxidácie nukleových kyselín, bielkovín, lipidov a uhľohydrátov. Toto endogénna voda. Zistilo sa, že pri úplnej oxidácii 100 g tuku dostane telo 107,1 g vody, sacharidy - 55,6 a bielkoviny - 41,3 g vody. Kvantitatívny pomer exogénnej a endogénnej vody v organizme závisí od typu a veku zvieraťa, úrovne jeho úžitkovosti a podmienok prostredia (okolitá teplota, vlhkosť, oblasť biotopu), stravy, ročného obdobia atď. spôsob, akým telo získava vodu, má veľký význam pre obyvateľov bezvodých púští a stepí, pre živočíchy, ktoré hibernujú.
Dôležitosť témy spotreby vody obyvateľstvom zdôrazňuje hĺbkové štúdium tohto problému organizáciami ako Svetová zdravotnícka organizácia (WHO), Organizácia spojených národov (OSN) a ďalšími medzinárodnými spoločnosťami, ktoré sa obávajú nedostatočnej kvality vody. pitná voda pre obyvateľov mnohých krajín, najmä krajín strednej Ázie a východnej Európy.
V moderných podmienkach sa zdá, že potreba neustálej spotreby vody je každému známa a nepopierateľná. Lekári sa však stále stretávajú s tým, že množstvo vody, ktorú pacienti pijú, je výrazne menšie, ako sú normy akceptované vo svete.
Percento vody, ktoré je v ľudskom tele, závisí od jeho veku: u mladého človeka je voda až 70% a u staršieho človeka je to asi 45%. Tento rozdiel v číslach sa vysvetľuje tým, že celkový obsah vody v tele s vekom klesá. U novorodenca je teda množstvo vody v tele približne 75 %, zatiaľ čo u žien a mužov nad 50 rokov je toto číslo bližšie k 47 % a 56 %.
Muži majú v tele väčšie množstvo vody ako ženy, a to najmä vďaka väčšej telesnej hmotnosti silnejšieho pohlavia. V tele každého človeka je distribúcia vody nerovnomerná: kosti a tukové tkanivo obsahujú najmenšie množstvo vody (10% a 20%), ale vnútorné orgány sú najbohatšie na vodu (v obličkách - 83% , v pečeni - 68%).
Väčšina vody v tele sa nachádza v bunkách (intracelulárna tekutina) a tvorí 35 - 45 % z celkovej telesnej hmotnosti. Vnútorná - cievna, medzibunková a transcelulárna tekutina tvorí spolu 15-25% telesnej hmotnosti a súhrnne sa nazývajú extracelulárna tekutina. Voda je teda hlavnou zložkou vnútorného prostredia organizmu, bez nej by nebolo možné udržiavať jeho základné životné funkcie.
Hlavné funkcie vody v ľudskom tele
- Metabolická funkcia. Voda je polárne rozpúšťadlo a slúži ako médium pre biochemické reakcie. Voda môže byť tiež konečným produktom mnohých z týchto reakcií.
- Transportná funkcia. Voda má schopnosť transportovať molekuly vo vnútrobunkovom priestore a zabezpečuje aj transport molekúl z jednej bunky do druhej.
- Termoregulačná funkcia. K rovnomernému rozloženiu tepla v tele dochádza práve vďaka vode. Pri potení sa telo ochladzuje odparovaním tekutiny, čo má veľký význam pre procesy fyzickej termoregulácie.
- Vylučovacia funkcia. Voda sa podieľa na odstraňovaní produktov látkovej premeny.
- Voda je súčasťou mazacích tekutín a hlienu a je súčasťou telesných štiav a sekrétov.
Je dôležité, že bez vody nie je možné udržať rovnováhu voda-elektrolyt, ktorá je základom normálneho fungovania ľudského tela.
Metabolizmus voda-elektrolyt je proces absorpcie, distribúcie, spotreby a vylučovania vody a solí v tele. Práve voda je zodpovedná za udržiavanie konštantného osmotického tlaku, iónového zloženia a acidobázického stavu vnútorného prostredia.
Ak chcete získať vodu, ktorá je bezpečná vo všetkých ohľadoch, mali by ste starostlivo vybrať miesto jej odberu. Žiaľ, pramenitá voda nemôže najlepšie spĺňať normy kvality pitnej vody, pretože pochádza z vodných nosičov najbližšie k povrchu.
Vďaka plytkej polohe v prameňoch sa filtruje dažďová voda a roztopený sneh, tieto vody môžu obsahovať dusičnany, rádionuklidy, olovo, ortuť, kadmium, rádioaktívne prvky a priemyselné odpadové vody (niekedy aj splašky). Najväčšie nebezpečenstvo predstavuje voda zo zdrojov s malou zásobou vody a z tých, kde sa zbiera pomaly a povrch zdroja je otvorený.
Za najlepšiu vodu na konzumáciu sa považuje voda z artézskych prameňov nachádzajúcich sa v hĺbke 100 m. Takáto voda má priaznivé hygienické a epidemické ukazovatele a je zdravá na konzumáciu.
Predtým, ako sa voda použije na výrobu potravín, zvyčajne sa upravuje pomocou rôznych metód. Účelom úpravy vody je odstrániť z jej zloženia nebezpečné prvky, ktoré môžu spôsobiť ochorenia. Čistenie vody by nemalo výrazne meniť jej zloženie. Pri čistení je tiež neprijateľné vytvárať vedľajšie zlúčeniny, ktoré kvantitatívne prekračujú stanovené hygienické a hygienické normy.
Podmienky odberu vody sú dôležité, pretože v tomto štádiu existuje riziko jej kontaminácie. Preto všetko, čo prichádza do styku s vodou pri jej odbere (napríklad odber vody, potrubia a nádrže), musí byť vyrobené zo špeciálnych materiálov vhodných na použitie v styku s vodou. Podmienky extrakcie (umývacie zariadenie a výdaj vody) musia byť vytvorené tak, aby nepriaznivo neovplyvňovali mikrobiologické a fyzikálno-chemické vlastnosti vody.
Za normálnych podmienok je príjem vody do organizmu zabezpečený pitím vody a nápojov (čaj, káva, sladké, sýtené nápoje) - asi 80% a jedením potravy (tekutej a pevnej) - 20%. Netreba zabúdať ani na endogénnu vodu vznikajúcu ako dôsledok látkovej premeny, ktorej tvorba sa môže pri fyzickej aktivite výrazne zvýšiť.
K strate vody v tele dochádza predovšetkým vylučovaním obličkami a potením. Iné spôsoby straty tekutín sú cez kožu, pľúca a stolicu. Ak sa množstvo vody v organizme zníži, jej nedostatok sa kompenzuje pitím nápojov, potravy a metabolicky produkovanej tekutiny. Ak strata vody nie je väčšia ako 0,2 % telesnej hmotnosti, dochádza k jej kompenzácii do 24 hodín. Deficit 10% vody vedie k nezvratným patologickým zmenám v organizme.
Vodný cyklus v dospelom tele sa líši v závislosti od ukazovateľov, ako je klíma, fyzická aktivita, pohlavie a vek. Kolobeh vody u muža s prevažne sedavým spôsobom života je teda 3,2 litra denne a u muža, ktorý dodržiava aktívny obrázokživotnosť - 4,5 litra za deň. Ženy majú výrazne nižší kolobeh vody v tele: 3,5 litra denne a 1,0 litra denne.