Свойства воды с точки зрения биологии

Вода – источник жизни на Земле, великая природная ценность, покрывающая 71% поверхности нашей планеты, самое распространенное химическое соединение и необходимая основа для существования всего живого на планете. Высокое содержание в растениях (до 90%) и в теле человека (около 70%) лишь подтверждает важность этого компонента, не имеющего вкуса, запаха и цвета.

Роль воды в жизни человека неоценима: она используется для питья, пищи, умывания, различных хозяйственных и промышленных нужд. Вода – это жизнь!

Биохимические свойства воды

Сохранение упругости и объема живой клетки было бы невозможным без воды, равно как и значительная часть химических реакций организма, протекающих именно в водных растворах. Незаменимой столь ценную жидкость делает ее теплопроводность и теплоемкость, обеспечивающая терморегуляцию и защищающая от температурных перепадов.

Биологическое значение воды достаточно велико, так как эта бесценная жидкость является основной средой при протекающих в организме внутренних процессах. В процентном соотношении наличие воды в организме выглядит следующим образом:

Интересные высказывания о воде

Интересно по этому поводу высказывание фантаста В. Савченко, одной фразой раскрывшего значение воды: у человека имеется значительно больше мотивов считать себя жидкостью в отличие, к примеру, от 40%-го раствора натрия. А среди биологов популярна шутка, что в качестве средства собственного передвижения вода «изобрела» человека, основным компонентом организма которого она является. 2/3 ее общего количества содержится внутри клеток и именуется «внутриклеточной», или «структурируемой» жидкостью, которая способна обеспечивать устойчивость организма к влиянию отрицательных факторов внешней среды. Третья часть воды находится вне клеток, причем 20% этого количества составляет сама межклеточная жидкость, 2% и 8% — соответственно, вода лимфы и плазмы крови.

Значение воды в жизни человека

Значение природного компонента в жизни и быту просто неоценимо, так как без него невозможно существование в принципе.

Вода необходима для жизни потому, что:

• увлажняет вдыхаемый кислород;
• помогает организму в качественном усвоении питательных веществ;
• способствует превращению пищи в энергию и нормальному пищеварению;
• участвует в проходящем обмене веществ и химических реакциях;
• выводит излишки солей, шлаки и токсины;
• отлаживает температуру тела;
• обеспечивает упругость кожи;
• регулирует кровяное давление;
• препятствует возникновению камней в почках;
• является своего рода «смазкой» для суставов и амортизатором для спинного мозга;
• оберегает жизненно важные органы.

Круговорот воды в организме

Одно из условий существования всего живого – постоянное содержание воды, количество поступления которой в организм зависит от образа жизни человека, его возраста, физического здоровья, факторов внешней среды. В течение суток до 6% имеющейся в организме воды подвергается обмену; в течение 10 дней обновляется половина ее общего количества. Так, в сутки организм теряет воды примерно 150 мл с калом, около 500 мл с выдыхаемым воздухом и столько же с потом и 1,5 литра выводится с мочой. Примерно такое же количество воды (около 3 литров в сутки) человек получает обратно. Из них треть литра образуется в самом организме во время биохимических процессов, а около 2 литров потребляется с пищей и напитками, причем суточная потребность в исключительно питьевой воде составляет где-то 1,5 литра.

В последнее время специалисты подсчитали, что человек все-таки должен выпивать воды в чистом виде около 2 литров в день, чтобы не допустить даже малейшего обезвоживания организма. Такое же количество рекомендуют потреблять йоги, знающие истинное значение воздуха и воды. Абсолютно здоровый человеческий организм в идеале должен иметь состояние водного равновесия, называемое иначе водным балансом.

К слову, немецкие ученые после ряда проведенных на студентах экспериментов выяснили, что большую выдержанность и склонность к творчеству проявляют те из них, кто больше остальных пьет воду и напитки. Вода в жизни человека играет побудительную роль, наполняя энергией и жизненными силами.

По некоторым подсчетам за 60 лет жизни человек в среднем выпивает около 50 тонн воды, что соизмеримо практически с целой цистерной. Интересно знать, что обычная пища наполовину состоит из воды: в мясе ее – до 67%, в кашах – 80%, овощи и фрукты содержат до 90%, хлеб – около 50%.

Ситуации повышенного потребления воды

Обычно человек в день получает около 2-3 литров воды, но существуют ситуации, при которых потребность в ней увеличивается. Это:

• Повышенная температура тела (более 37°C). С каждым возрастающим градусом воды требуется на 10% больше от общего количества.
• Тяжелая физическая работа на свежем воздухе, при которой жидкости нужно выпивать 5 – 6 литров.
• Работа в горячих цехах – до 15 литров.

Дефицит ценной жидкости является причиной возникновения многих заболеваний: аллергии, астмы, избыточного веса, повышенного артериального давления, эмоциональных проблем (депрессии в том числе), а ее отсутствие приводит к нарушению выполнения всех функций организма, подрывая здоровье и делая уязвимым для болезней.

Потеря воды до 2% от общей массы тела (1 – 1,5 литра) вызовет у человека чувство жажды; утрата 6 – 8% приведет к полуобморочному состоянию; 10% обусловят появление галлюцинаций и нарушение глотательной функции. Лишение 12% воды от общей массы тела приведет к гибели. Если без пищи человек способен просуществовать около 50 дней при условии потребления питьевой воды, то без нее — максимум 5 дней.

В действительности большая часть людей выпивает воды меньше рекомендуемого количества: всего лишь третью часть, причем появляющиеся недомогания нисколько не связываются с недостатком жидкости.

Признаки недостатка воды в организме

Первые признаки обезвоживания:

• головокружение;
• шелушение и сухость кожи;
• усталость и вялость;
• боли в суставах и спине;
• снижение работоспособности;
• нарушение пищеварительных и кровообразовательных процессов,
• увеличение вязкости крови и, как следствие, повышение риска тромбообразования.

Стабильное поступление воды в организм в необходимом количестве способствует обеспечению жизненного тонуса, избавлению от недомоганий и многих серьезных заболеваний, улучшению мышления и координационных действий мозга. Поэтому появляющуюся жажду всегда нужно стараться утолить. Лучше при этом пить часто и понемногу, так как большое количество жидкости с целью разового пополнения ежедневной нормы полностью впитается в кровь, что даст ощутимую нагрузку на сердце до момента выведения воды из организма почками.

Водный баланс организма – прямой путь к здоровью

Иными словами, вода в жизни человека при правильно организованном питьевом режиме способна создать приемлемые условия для сохранения необходимого водного баланса. Важно, чтобы жидкость при этом была высокого качества, с наличием необходимых минеральных веществ. Парадоксальной является ситуация современного мира: вода, источник жизни на Земле, может быть опасна для самой жизни, неся практически с каждой каплей разнообразные инфекции. То есть полезной для организма может быть только чистая вода, проблема качества которой в современном мире очень актуальна.

Дефицит воды – страшное будущее планеты

Вернее, жизненно важной становится сама проблема наличия питьевой воды, с каждым днем превращающейся во все более дефицитный продукт. Причем значение воды на Земле и ее недостаток в международных отношениях обсуждаются на высшем уровне и часто конфликтным способом.

Загрязненная вода как результат деятельности человека

Связано это с геофизическими условиями, хозяйственной деятельностью человека, часто непродуманной и безответственной, что значительно увеличивает нагрузку на водные ресурсы и приводит к их загрязнению. Огромное количество воды уходит на нужды городов и промышленности, которые не только потребляют, но и загрязняют воду, сбрасывая в водоемы ежедневно около 2 млн тонн отходов. То же самое касается сельского хозяйства, у которого миллионы тонн продуктов жизнедеятельности и удобрений стекают в водоемы с ферм и полей. В Европе из 55 рек только 5 считаются чистыми, в то время как в Азии все реки чрезвычайно засорены отходами сельскохозяйственного производства и металлами. В Китае недостаток воды испытывают 550 городов из 600; из-за сильного загрязнения в водоемах не выживает рыба, а некоторые реки, впадающие в океан, просто до него не дотекают.

Что течет из кранов

Да и зачем далеко ходить, если качество воды, оставляющее желать лучшего, касается практически каждого человека. Значение воды в жизни человека велико, особенно актуально это ощущается при ее потреблении, когда санитарные нормы идут вразрез с качеством потребляемой жидкости, в которой присутствуют вредные для здоровья пестициды, нитриты, нефтепродукты, соли тяжелых металлов. Половина населения получает опасную для здоровья воду, вызывающую около 80% всех известных болезней.

Хлор – опасно!

Для избежания возможного заражения какой-либо инфекцией вода хлорируется, что нисколько не умаляет опасность. Наоборот, хлор, уничтожающий множество опасных микробов, образует вредные для здоровья химические соединения и провоцирует такие заболевания, как гастрит, пневмония, онкология. При кипячении он не успевает раствориться полностью и соединяется с всегда присутствующими в воде органическими веществами. При этом образуются диоксины – очень опасные яды, превосходящие по своей силе даже цианистый калий.

Биологическое значение воды, её физические свойства

Вода является основным компонентом большинства растительных клеток и тканей. Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85 % воды, тогда как молодые листья салата на 95 % состоят из воды.

В некоторых сухих семенах и спорах содержание воды составляет всего лишь 10 %; однако, для того чтобы они стали метаболически активными, содержание воды в них должно существенно увеличиться.

Вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения; представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры; служит растворителем необходимым для протекания многих биохимических реакций; наконец, вода довольно мало сжимаема при давлениях, существующих в организме, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения.

Минеральные вещества, необходимые для роста, и органические соединения, синтезируемые в ходе фотосинтеза – все они транспортируются по растению в виде водных растворов. У активно растущих растений существует непрерывный водный поток из почвы через тело растения к листьям, где вода испаряется в основном через устьица.

Вода представляет собой один из необходимых метаболитов, т.е. непосредственно участвует в метаболизме. Она служит источником кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. При образовании АТФ – важного макроэргического соединения – из АДФ и фосфата происходит отщепление воды, иными словами, подобное фосфорилирование есть не что иное, как процесс дегидратации, происходящий в водном растворе в биологических условиях; вода участвует в реакциях гидролиза. Таким образом, знание уникальных свойств воды имеет громадное значение для общего понимания физиологии растений.

Если оба атома водорода заменить на атомы дейтерия ( 2 Н), то мы получим тяжелую воду, или окись дейтерия с молекулярной массой 20.

В воду можно также ввести атом трития ( 3 Н), который радиоактивен и имеет период полураспада 12,4 г. Такая вода оказалась полезным инструментом в изучении скорости ее диффузии в тканях растений. Возможно пометить воду замещая обычный изотоп воды 16 О на тяжелый изотоп 18 О. Этот тип метки был использован для доказательства того, что кислород, выделяемый в ходе фотосинтеза, происходит из воды, а не из углекислого газа.

Физические свойства воды

Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода не только необходимый компонент живых клеток, но для многих еще и среда обитания.

Важное свойство воды – ее полная прозрачность для лучей видимой части спектра, что позволяет солнечным лучам достигать хлоропластов, находящихся в клетках листьев, а также растений погруженных в толщу воды.

Свойства воды необычны и связаны главным образом с малыми размерами молекул, с полярностью и со способностью последних соединяться друг с другом водородными связями. Под полярностью подразумевают неравномерное распределение зарядов в молекуле. У воды один конец молекулы несет небольшой положительный заряд, а другой – отрицательный. Такую молекулу называют диполем.

Сильные взаимодействия между молекулами воды обусловлены структурой молекул этого соединения. Расстояние между ядром кислорода и ядрами одного из двух атомов водорода равно примерно 0,099 нм, а угол между связями Н-О-Н равен примерно 105 о . Атом кислорода обладает сильной электроотрицательностью и стремиться оттянуть электроны от атомов водорода. Благодаря этому на атоме кислорода возникает частично отрицательный заряд (d – ) в то время как два атома водорода приобретают положительный заряд (d + ). Несущие положительный заряд атомы водорода испытывают электростатическое притяжение со стороны отрицательно заряженных атомов кислорода соседних молекул воды (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Водородная связь между двумя полярными молекулами воды: δ + –очень маленький положительный заряд; δ – – очень маленький отрицательный заряд

Это приводит к возникновению водородных связей между молекулами воды, энергия которых составляет около 4,8 ккал/моль.

В результате такого связывания молекул воды друг с другом возникает большая упорядоченность в водных растворах. Действительно, на отдельных участках жидкая вода приобретает почти кристаллическую структуру, что чрезвычайно важно, поскольку может играть определенную роль во взаимодействиях и ориентации молекул в водных растворах.

Учитывая данную особенность воды, мы можем теперь перейти к рассмотрению других физико-химических свойств, важных с биологической точки зрения.

Вода обладает большой теплоемкостью. Удельной теплоемкостью воды называют количество теплоты, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 кг воды на 1 о С. Большая теплоемкость означает, что существенное увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры. Объясняется это тем, что значительная часть энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды.

Большая теплоемкость воды сводит к минимуму происходящие в ней температурные изменения. Благодаря этому биохимические процессы протекают в меньшем интервале температур, с более постоянной скоростью и опасность нарушения этих процессов от резких отклонений температур грозит им столь сильно. Это очень важно, поскольку вода служит для многих клеток и организмов средой обитания и в этом случае необходимо сохранение постоянства условий произрастания.

Испарение воды требует довольно значительных количеств энергии. Это опять таки объясняется наличием водородных связей. Именно в силу этого температура кипения воды – вещества со столь малыми молекулами – необычайно высока.

Энергия, необходимая молекулам воды для испарения черпается из их окружения. Таким образом, испарение сопровождается охлаждением. Потери тепла при испарении воды являются одним из основных приемов регуляции температуры у наземных растений.

Как известно, вода при температуре 0 о С и ниже переходит в твердое состояние – образуется лед. При этом выделяется значительное количество энергии. Это уменьшает вероятность замерзания содержащей клетками жидкости. С другой стороны, для плавления (таяния) льда необходимо сравнительно большое количество энергии (скрытая теплота плавления есть мера тепловой энергии, необходимая для расплавления твердого вещества). Кристаллики льда весьма пагубны для живых систем, если они образуются внутри клетки.

Плотность воды от +4 до 0 о С понижается, поэтому лед легче воды и в воде не тонет. Вода – единственное вещество, обладающее в жидком состоянии большей плотностью, чем в твердом.

Поскольку лед плавает в воде, он образуется при замерзании сначала на ее поверхности и лишь под конец в придонных слоях. Если бы замерзание шло в обратном порядке, то жизнь в пресноводных водоемах вообще не могла бы существовать.

Еще одной важной физической характеристикой воды является необычайно высокая диэлектрическая проницаемость (D), что является следствием молекулярной структуры. Высокая диэлектрическая проницаемость воды делает электрические силы между растворенными в ней заряженными веществами относительно слабыми.

Диэлектрическая проницаемость воды равна 80,2 при 20 о С и 78,4 при 25 о С. Для неполярной жидкости – гексана D = 1,87. Следовательно, электрическое притяжение для таких ионов, как Na + и Cl – , в гексане больше (80,2/1,7) в 43 раза, чем в воде. Значительно более сильное притяжение в гексане, чем в воде, уменьшает степень ионизации NaCl по сравнению с диссоциацией этой соли в водном растворе, т. е. вода является хорошим растворителем для заряженных частиц.

Из всех жидкостей самое большое поверхностное натяжение у воды (поверхностное натяжение – результат действующих между молекулами сил на поверхности раздела фаз).

Притяжение между молекулами воды, наблюдаемое в жидкой фазе, обычна называют когезией, и притяжение между жидкой водой и твердой фазой, например стенками тонкой трубочки или капилляра – адгезией. Когда взаимодействие вода – стенка оказывается значительным, говорят, что стенки смачиваются. Напротив, когда межмолекулярные когезионные силы внутри жидкости значительно больше, чем адгезия между жидкостью и материалом стенки, верхний уровень жидкости в капилляре оказывается ниже уровня поверхности свободного раствора. Такое понижение уровня характерно для жидкой ртути в стеклянном капилляре. В случае воды в стеклянных капиллярах или в сосудах ксилемы притяжение между молекулами воды и стенками велико и поэтому жидкость поднимается.

Капиллярное поднятие имеет важное значение для физиологии водообмена растений. Тем не менее, количественные характеристики этого процесса показали, что для поднятия воды до вершины дерева высотой 30 м за счет капиллярной силы, сосуды должны иметь радиус 0,5 · 10 -4 см. Эти размеры значительно меньше, чем в действительности. Более того, элементы проводящей системы не соприкасаются с воздушной средой своим верхним концом, и поэтому сосуды ксилемы не подобны капилляру.

Большое количество пор в стенках сосудов ксилемы образуют сетку маленьких извилистых капилляров, которые не только способствуют поднятию воды, но и способствуют поддержанию воды в просветах сосуда. Следовательно, клеточная стенка могла бы действовать как эффективный фитиль, поднимая воду за счет множества пор, хотя фактическая скорость такого движения вверх далеко недостаточна для восполнения воды, которая теряется в процессе испарения.

Значительные величины когезии и адгезии, характерные для молекул воды, играют важную роль в живых клетках, а также, при движении воды по сосудам ксилемы.

Как мы уже отметили в разделе физико-химические свойства протоплазмы, вода в клетке находится в двух состояниях: свободной и связанной (4,5 % от всей воды), причем последняя может быть нескольких видов. В вакуолях вода удерживается относительно низкомолекулярными соединениями (осмотически связанная) и большая часть воды находиться в свободном состоянии. В клеточной стенке часть молекул воды находиться в адсорбированном состоянии на поверхности фибрилл клеточной стенки. Вода тут связывается, главным образом, целлюлозой, гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, т. е. коллоидно-связанная вода. Кроме того, в клеточной стенке есть свободная вода (в порах). В цитоплазме имеется свободная, коллоидно- и осмотически связанная вода. Вода, которая находится на расстоянии 1 нм от поверхности белковой молекулы связана сильно. Осмотически связанная вода цитоплазмы – это вода связанная с ионами.

Физиологическое значение свободной и связанной воды разное. С одной стороны, интенсивность физиологических процессов зависит в первую очередь от содержания свободной воды. С другой стороны, наблюдается положительная корреляция между содержанием связанной воды и устойчивостью клеток к неблагоприятным факторам.

На уровне целого растения выделяют конституционную воду(химически связанная), гидрационную, резервную, заполняющую водосборные полости (вакуоли и др. клеточные компартменты) и интерстициальную, которая выполняет транспортные функции в апопласте и проводящих путях.

Одним из главных факторов естественного отбора, влияющих на видообразование, является недостаток воды. С этим фактором связано распространение некоторых растений, имеющих подвижные гаметы. Все наземные растения приспособлены к тому, чтобы добывать и сберегать воду; в крайних своих проявлениях – у ксерофитов – такого рода приспособления представляются подлинным чудом «изобретательности» природы.

Вкратце важные биологические функции воды можно свести к следующим (табл. 1.4).

Таблица 4.1. Биологические функции воды

Для всех организмов

Обеспечивает поддержание структуры (высокое содержание воды в протоплазме).

Служит растворителем и средой для диффузии.

Участвуют в реакциях гидролиза.

Служит средой, в которой происходит оплодотворение.

Обеспечивает распространение семян, гамет и т. д.

Свойства воды с точки зрения биологии

Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода важна для живых организмов по двум причинам. Во-первых, она является необходимым компонентом живых клеток, и, во-вторых, для многих организмов она служит еще и средой обитания. Для человека ценность имеет лишь питьевая вода. Для получения питьевой воды используются фильтры для воды, которые позволяют очистить ее от вредных примесей, сделать пригодной для питья и приготовления пищи. Именно поэтому следует сказать несколько слов о ее химических и физических свойствах.

Свойства эти довольно необычны и обусловлены главным образом малыми размерами молекул воды, их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями. Под полярностью подразумевают неравномерное распределение зарядов в молекуле. У воды один конец молекулы («полюс») несет небольшой положительный заряд, а другой — отрицательный. Такую молекулу называют диполем. У атома кислорода способность притягивать электроны выражена сильнее, чем у водородных атомов, поэтому атом кислорода в молекуле воды стремится оттянуть к себе электроны двух водородных атомов. Электроны заряжены отрицательно, в связи с чем атом кислорода приобретает небольшой отрицательный заряд, а водородные атомы — положительный.

В результате между молекулами воды возникает слабое электростатическое взаимодействие и, поскольку противоположные заряды притягиваются, молекулы как бы «склеиваются». Эти взаимодействия, более слабые, чем обычные ионные или ковалентные связи, называются водородными связями. Водородные связи постоянно образуются, распадаются и вновь возникают в толще воды. И хотя это слабые связи, но их совокупный эффект обусловливает многие необычные физические свойства воды. Учитывая данную особенность воды, мы можем теперь перейти к рассмотрению тех ее свойств, которые важны с биологической точки зрения.

Водородные связи между молекулами воды. А. Две молекулы воды, соединенные водородной связью-6+ — очень маленький положительный заряд; 6

— очень маленький отрицательный заряд. Б. Сеть из молекул воды, удерживаемых вместе водородными связями. Такие структуры постоянно образуются, распадаются и вновь возникают в воде, находящейся в жидком состоянии.

Биологическое значение воды

Вода как растворитель. Вода — превосходный растворитель для полярных веществ. К ним относятся ионные соединения, такие как соли, содержащие заряженные частицы (ионы), и некоторые неионные соединения, например сахара, в молекуле которых присутствуют полярные (слабо заряженные) группы (у Сахаров это несущая небольшой отрицательный заряд гидроксильная группа, —ОН). Когда вещество растворяется в воде, молекулы воды окружают ионы и полярные группы, отделяя ионы или молекулы друг от друга.

В растворе молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно, так что реакционная способность вещества возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Неполярные вещества, например липиды, отталкиваются водой и в ее присутствии обычно притягиваются друг к другу, иными словами, неполярные вещества гидрофобны (гидрофобный — водоотталкивающий). Подобные гидрофобные взаимодействия играют важную роль в формировании мембран, а также в определении трехмерной структуры многих белковых молекул, нуклеиновых кислот и других клеточных компонентов.

Присущие воде свойства растворителя означают также, что вода служит средой для транспорта различных веществ. Эту роль она выполняет в крови, в лимфатической и экскреторной системах, в пищеварительном тракте и во флоэме и ксилеме растений.

Свойства воды с точки зрения биологии

Вода – наиболее распространенная жидкость на планете, а ее формула – H2O – пожалуй, известнейшая химическая запись в мире.

Наверное, это одно из наиболее загадочных веществ на Земле. Во все времена люди верили в сверхспособности воды: в древние века говорили о «мертвой» и «живой» воде, сегодня все чаще можно услышать о мистических свойствах структурированной жидкости. А исследователи, чем дольше изучают свойства этой субстанции, тем больше потрясающих открытий делают. И даже когда порой кажется, что все открытия уже давно сделаны, ученые все равно находят новые страницы в «биографии» воды, неведомые досель «таланты» этой чудо-жидкости.

Так чем является эта дивная жидкость, о которой рассказывали сказки и легенды наши предки, перед которой и ныне преклоняются верующие во всем мире, без которой не было бы жизни на планете, да и, собственно, из которой началась история Земли? Так что на самом деле известно человеку о воде, кроме того, что она покрывает примерно 70 процентов всей площади планеты, а мы сами почти на две третьих состоим из этой субстанции. Сейчас попробуем понять, какая роль отведена воде во Вселенной.

Вода с точки зрения химии

H2O – невероятно простая формула, но за ней стоит самая важная и, наверное, наиболее загадочная субстанция на планете. И даже химия, как наука, обязана своим существованием жидкости – ведь начиналась с исследования именно водных растворов. Хоть формула воды на первый взгляд и не представляет собой ничего сложного, исследователи признаются: эта субстанция пока недостаточно изучена, она кроет в себе еще много тайн, которые человечеству предстоит открыть.

Вода, или как называют ее химики, оксид водорода, состоит из двух атомов водорода и одного – кислорода. Соединяясь, эти три элемента создают невероятно прочную связь, разрушить которую не так просто. Весь секрет в том, что ионы водорода настолько малы, что могут проникать в оболочку кислородного атома соседней молекулы. Так образуется прочное соединение, объединяющее 4 элементы. Сила этой связи оберегает структуру воды от разрушения уже на протяжении миллионов лет.

Интересно, что «вода» – не единственное название этой субстанции. Имен у нее, как ни странно, достаточно много. Это для нас она – просто вода. А люди науки называют эту прозрачную жидкость оксидом или гидроксидом водорода, оксиданом, монооксидом дигидрогена, дигидромонооксидом и даже гидроксильной кислотой.
И кстати о кислоте. Вода с точки зрения химии рассматривается, как амфолит – вещество, одновременно обладающее свойствами кислоты и основания. И в этом также состоит одно из уникальных свойств воды.

Дигидроген является химически активным веществом, растворителем других элементов – органических и неорганических. И еще в школе нас учили, что Н2О реагирует с активными металлами (например, кальцием, калием, натрием), галогенами, такими как фтор или хлор, а также с солями, кислотами и множеством других соединений. Кроме того, при нагревании вступает в реакции с некоторыми другими элементами (железом, магнием, углем, метаном, алкилгалогенидами).

Когда вода не бывает жидкой

Пожалуй, нет нужды напоминать, что вода – это бесцветная субстанция без вкуса и запаха, а в зависимости от условий, может быть в жидком состоянии, паром или льдом. И мы все настолько привыкли к этому, что данный факт не удивляет даже детей. Хотя на самом деле, на всей планете только вода способна на такие «фокусы» – ни одна друга субстанция не может позволить себе подобные перевоплощения. И это снова-таки – благодаря особенному типу связей внутри молекулы.

100 градусов – не всегда точка кипения

Общеизвестно, когда термометр показывает 0 градусов, вода замерзает, а при 100 по Цельсию – закипая, превращаясь в пар. Но этот закон «работает» только при условии «правильного» атмосферного давления – 760 мм рт. ст. (1 атмосфера). Пропорционально снижению давления растет точка таянья льда, а температура закипания, наоборот, снижается. При понижении атмосферного давления до определенного показателя, вода теряет способность оставаться жидкой: при температурных колебаниях лед сразу превращается в пар и наоборот. Если давление повышать, можно достичь другого интересного эффекта: для плавки льда понадобится температура выше комнатной. А если бы в формуле Н2О вместо кислорода были его «соседи» по таблице Менделеева (например, сера или селен), субстанция закипала бы уже при 80 градусах.

Но в физике существует еще такое понятие как тройная точка воды. Этот термин обозначает момент, когда вода существует одновременно в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Ученые говорят, что для достижения такого эффекта необходимо давление в 0,006 атмосферы и температура 0,001 градуса по Цельсию.

И еще одна удивительная способность. Если в составе воды нет растворенных газов, она не превратится в лед даже при 70 градусах мороза и не закипит даже при +150.

Объемы вне правил

Плотность – еще один из физических параметров, характерных для всех веществ на планете. Вода – не исключение. Но и здесь не обошлось без «сюрпризов». Н2О и в этих характеристиках сумела «выбиться» за пределы законов физики.

Ученые доказали, что плотность любого вещества зависит от температуры и объема. С повышением температуры увеличиваются объемы вещества и снижается его плотность. Но это правило перестает работать с водой, температура которой от 0 до 4 градусов по Цельсию. Если точнее, с повышением температуры объемы воды наоборот уменьшаются. И только из-за того, что плотность льда ниже, чем жидкой воды, водоемы всегда начинают намерзать сверху, а не снизу. А ледяная корка, образовавшаяся сверху, не дает промерзнуть остальной жидкости.

И еще несколько уникальных возможностей

Кроме того, как само собой полагается, воспринимаем факт, что оксид водорода в нормальных условиях (при определенных показателях температуры и давления) – это бесцветная жидкость без вкуса и запаха. Но, оказывается, в таких обстоятельствах сохранять текучесть способна только вода. В аналогичной ситуации другие похожие соединения водорода предстают перед человеком в виде газов. И снова все это – заслуга специфических связей внутри молекулы Н2О.

Вы никогда не задумывались, почему, опрокинув стакан, жидкость не «разлетается» по сторонам, не рассыпается, а образовывает лужу с четко очерченными краями? Благодаря специфике молекулы воды, субстанция сохраняет вязкость и высокое поверхностное натяжение (по этому показателю монооксид дигидрогена проигрывает только ртути).

Оксид водорода является одним из лучших веществ-растворителей. Избегая научной терминологии, этот процесс можно описать примерно так. Молекулы воды берут в кольцо каждую молекулу растворяемого вещества. Но не хаотично, а по определенной схеме: ионы с положительным зарядом притягивают к себе атомы кислорода, а отрицательно заряженные частицы – водород. По такому же принципу вода заполняет пространство в клетках всех живых организмов.

А поскольку в воде почти всегда есть какие-либо соли, то есть присутствуют ионы с положительным и отрицательным зарядом, она также обладает способностью электропроводности. При этом чистая вода, не содержащая в себе примесей других ионов, наоборот является идеальным изолятором.

Откуда взялась Н2О на планете

Вода имеет жизненно важное значение для выживания человечества. Сегодня мы знаем многое об этой субстанции, кроме главного и самого первого: откуда взялась на планете вода. Пожалуй, каждый припомнит картинку из средней школы, на которой изображен цикл кругооборота воды. Учитель рассказывал, как эта жидкость испаряется из океанов и озер, конденсируется, образует облака и в виде дождя возвращается снова на землю. Во всем этом, конечно, есть смысл. За исключением единственной вещи. Эта школьная картинка никоим образом не объясняла, откуда взялась самая первая вода….

Есть мнение, что история появления воды на нашей планете насчитывает около 13,8 миллиарда лет до Большого взрыва. Астрономы считают, что жидкость на Землю перенесли кометы и астероиды, которые атаковали нашу планету на протяжении миллионов лет. Но так ли это все происходило на самом деле, сегодня еще трудно ответить. А научные споры продолжаются.
И совсем недавно исследователи из Гавайского университета, проанализировав состав скал на острове Баффинова Земля (Канада) пришли к неожиданному выводу. Они выдвинули новую теорию – о так называемой «родной» воде на Земле. Скалы на острове «выросли» непосредственно из мантии, без каких-либо влияний земной коры. И вот в их составе исследователи обнаружили стеклянные кристаллы, а в них – капельки воды. И что интересно, химический состав «освобожденной» из скалы жидкости идентичен формуле остальной воды на планете.

Гавайские ученые не берутся опровергать теорию об астероидах и кометах, но призывают научный мир по-новому взглянуть на возможные источники праводы на нашей планете. Возможно, когда Земля была еще молодой, ее подпитывала влага из нескольких источников?…

Влага на планете

На Земле, как подсчитали исследователи, есть немало-немного – почти полторы тысячи миллионов км куб Н2О.

При этом, убеждают ученые, эта величина стабильна и количество жидкости на планете не меняется вот уже на протяжении миллионов лет.

Часть ее – поверхностная. Это именно те запасы, которые видны даже из Космоса, это та жидкость, благодаря которой наша планета получила название Голубой шар. И именно Всемирный океан послужил началом всего живого на планете. Как это произошло? По мнению многих ученых, миллиарды лет тому назад в замкнутых водоемах концентрировались органические соединения, которые потом и помогли зародиться жизни. Ученым еще предстоит изучить, как это все происходило, но то, что вода – праматерь всего живого, современной наукой воспринимается как аксиома.

Вторая часть планетарной влаги – это подземные запасы. Чаще всего они представляют собой своеобразные гигантские сосуды, содержащие в себе под высочайшим давлением воду. Первые подземные «резервуары» открываются геологам уже на глубине всего нескольких метров. Именно эти водные запасы служат «донорами» для бытовых колодцев. Меж тем, учитывая, что верхний слой земли довольно рыхлый, эти кладези влаги часто бывают грязными и не подходят для питья.

Но, впрочем, даже в доисторические времена люди умели очищать воду, делая ее подходящей для использования. К примеру, еще древние египтяне первыми на планете описали способы очистки воды. Эта древняя инструкции «производства» жидкости для питья датируется примерно 1500 годами до нашей эры. Чтобы сделать жидкость безопасной для употребления, древние жители берегов Нила чаще всего кипятили ее, нагревали на солнце либо погружали в воду кусок раскаленного железа. А чтобы сделать ее прозрачной, пропускали кипящую жидкость через слой песка и гравия. Сегодня человечество прибегает к другим методам очистки воды, используя знания химии и физики.

Почти 70 процентов поверхности Земли покрыты водой. Но 97 % от всей влаги на планете – это соленая субстанция, насыщенная разными минералами и химическими соединениями. Теоретически человек может использовать ее для питья после очистки от примесей. Но на практике это довольно трудно и крайне дорого. Еще приблизительно 2 процента водных запасов планеты – пресная жидкость, хранящаяся в ледниках на Северном и Южном полюсах. Эти запасы также могли бы послужить человеку для утоления жажды, если бы не одно «но» – слишком уж далеко расположены эти «кладези» от места обитания людей. Немного больше, чем полтора процента от всех запасов, составляют подземные воды, а 0,001 % влаги хранится в облаках. И только менее 1 процента резервов Н2О реально доступно людям. Но и это еще не все водные запасы Земли. Больше 6 тысяч км куб. жидкости содержится во всех живых организмах на планете. А это растения, животные и мы с вами. Ведь помним, что человек – это 60-70 процентов Н2О.

Если рассчитать процентное соотношение всей воды на планете, то получится, что:

• 97,54 % – это океаны;
• 1,81 % – ледники;
• 0,63 % – подземные воды;
• 0,009 % – реки и озера;
• 0,007 % – соленая вода на материках;
• 0,001 % – вода в атмосфере.

Виды земной воды

Вода на Земле представлена в соленом виде (более 97 процентов), пресном (2,5 процента) и в виде рассолов (жидкость с примесью солей, отрутохимикатов, органических соединений).

Но это не единственная классификация воды. Обращая внимание на содержание кальция и магния в ее составе, различают мягкую и жесткую воду. Учитывая характер водородного изотопа, вода бывает легкая, тяжелая и сверхтяжелая. Помимо этого, некоторые классификации отделяют от «общего водного котелка» талую субстанцию, структура которой, как порой убеждают, идентична протоплазме клеток нашего организма и обладает полезными свойствами.

Вода и…климат

Известно, что оксид водорода способен отдавать тепло, почти не снижая собственной температуры. Это собственно один из факторов, от которых зависит климат на планете. К тому же земные рельефы по большому счету – это также, образно говоря, дело рук воды. Будучи вторым по подвижности (после воздуха) веществом на планете, монооксид дигидрогена способен перемещаться на большие дистанции, «гравируя» рельефы на своем пути.

Но Земля – не единственное место «обитания» воды. Эта субстанция часто встречается в Космосе, правда, чаще в виде льдов или пара. И именно этот факт позволяет некоторым ученым предполагать, что жизнь на других планетах также возможна. Исследователи Космоса считают, что некоторые кометы на 50 процентов состоят из воды (в виде льда). А в 2009 году сотрудники НАСА получили достоверные свидетельства того, что и на Луне присутствует лед, причем в достаточно большом количестве. Кроме того, вода-лед есть на спутниках Сатурна и Юпитера (Европа, Тефия, Энцелада, Ганимеда), в составе астероидов, а также предполагают, что Н2О есть и на транснептуновых объектах.

А вот атмосфера практически всех планет Солнечной системы (и Солнца в том числе) содержит в себе воду в виде пара. Больше всего таких запасов есть в атмосфере Меркурия – примерно, 3,4 %. Для сравнения: земная атмосфера над тропиками содержит около 3-4 % пара, а в Антарктике – всего 2х10−5 %.

Но на этом водные запасы Космоса не ограничиваются. Есть мнение, что вода в жидком виде – обычное явление на некоторых спутниках планет. Пока самые большие надежды ученые возлагают на спутник Юпитера – Европу.

Принято полагать, что человек на 2/3 состоит из воды. Но на самом деле, этот показатель не статический, и водный процент в составе нашего тела колеблется на протяжении всей жизни.

Больше всего влаги есть в человеческом эмбрионе. Зародыш будущего человека – это приблизительно 97 % воды. Немного меньше, в пределах 92 процентов жидкости, содержится в теле новорожденного. Подростки – это уже 80 % воды, а взрослые «наводнены» на 70-75 процентов. И, как вы уже догадались, меньше всего Н2О в организме людей преклонного возраста – только 60 %. Не потому ли с годами человек теряет жизненные силы и начинает болеть? Неужели от воды зависит качество нашей жизни?

Пожалуй, вода – единственное вещество, на отсутствие которого организм реагирует почти мгновенно и сразу же серьезными последствиями. Считается, что без пищи человек может продержаться несколько недель. Дефицит витаминов, микро- и макронутриентов вызовет негативные последствия также через некоторое время. Но достаточно всего на несколько дней отказаться от воды, чтоб организм дал понять: это катастрофа. Терять свои «влажные» запасы мы начинаем уже при первых проявлениях жажды. Достаточно лишиться только 5 % жидкости, чтоб возникли трудности с глотательным синдромом, начались галлюцинации и обмороки, нарушились слух и зрение. Если вовремя не восстановить водный баланс, возможен летальный исход.

Функции воды в организме:

• выводит токсины, шлаки, соли и продукты жизнедеятельности;
• транспортирует полезные вещества ко всем органам;
• способствует сокращению мышц;
• играет роль смазки для суставов;
• регулирует кроветворение, артериальное давление;
• активизирует работу мозга;
• «запускает» обменные процессы;
• поддерживает стабильную температуру тела;
• защищает органы от повреждений;
• прибавляет силу и энергию.

Польза для человека

Вода – это главный компонент всех тканей в человеческом организме.

В каждом органе концентрация жидкости разная. Самые большие запасы влаги сосредоточиваются в глазном теле (которое почти на 99 % состоит из воды), а самые низкие – в эмали зубов (только 0,2 %). Высокая концентрация воды есть также в головном мозге (почти 70 процентов), поэтому без жидкости робота органа стала бы невозможной.

Монооксид дигидрогена вокруг нас повсюду. Да и мы сами также своего рода являемся водой. Как-никак, более половины человеческого тела – это Н2О, и для абсолютно всех биохимических процессов внутри нас также необходима вода. Итак, как оксид водорода влияет на функционирование организма?

Правильный водный баланс в организме способствует нормальному пищеварению. Вода помогает быстро и легко избавляться от продуктов жизнедеятельности, снижает нагрузку на почки и печень во время очищения организма, предотвращает возникновение запоров.

1. Здоровье сердечно-сосудистой системы.

Существует связь между количеством потребление питьевой воды и риском развития ишемической болезни сердца. Опасность возникновения кардиологических болезней значительно ниже в тех, кто отдает предпочтение чистой питьевой воде, вместо сладких соков и газировок.

Потоотделение в тренажерном зале заставляет мышцы терять влагу, и когда ее недостаточно, мускулы устают быстрее. Поэтому для поддержания энергии во время длительных тренировок важно восстанавливать запасы жидкости в теле.

Причиной прыщей и воспалений на коже часто являются токсины. Быстро очистить организм поможет дополнительное употребление воды. Также правильный баланс влаги защитит кожу от преждевременного старения, пересыхания и возникновения морщин.

Недавние исследования позволили ученым выдвинуть интересную теорию. По их мнению, развитие рака мочевого пузыря по большому счету зависит от уровня воды в организме: чем выше показатель влаги в теле, тем ниже риск заболеть. Ученые объясняют эту теорию тем, что частое мочеиспускание позволяет быстрее (и в бОльших количествах) выводить из организма канцерогены, предотвращая их накопление в пузыре. По этому же принципу, считают исследователи, можно защитить себя от рака молочной железы и кишечника.

Почки выводят токсины, помогают контролировать баланс жидкости в организме и артериальное давление. Единственный способ поддержать правильную работу органа – потреблять достаточное количество жидкости.

1. Защита для хрящей и суставов.

Влага позволяет хрящам вокруг суставов оставаться эластичными и увлажненными, а для самых суставов вода служит своеобразной смазкой. Кстати, околосуставные хрящи почти на 85 процентов состоят из монооксида дигидрогена, поэтому столь важно поддерживать здоровый уровень влаги.

1. Значительность для мозга.

Обезвоживание крайне негативно сказывается на тканях головного мозга, который без влаги начинает ссыхаться. Без поддержания надлежащего водного баланса ему труднее выполнять свои функции, особенно во время экзаменов или ответственных дел.

1. От респираторной вирусной инфекции.

Опыт, проведенный при участии 400 людей, показал: для того, чтоб уберечь себя от инфекций и респираторных заболеваний во время эпидемии, достаточно регулярно полоскать горло обычной чистой водой. Люди, принимавшие участие в эксперименте, реже болели, а недуг протекал более легко, без усложнений.

1. Выносливость и бдительность под контролем.

Обезвоживание всегда вызывает слабость и быструю утомляемость. Заметили, что начали чаще уставать, а силы покидают вас? Подсчитайте, сколько воды выпиваете в сутки. Возможно причина утомления – в нехватке жидкости в организме. А если на протяжении длительного времени понадобится сохранять бдительность, стоит позаботиться, чтоб под рукой всегда была бутылка с негазированной водой. Обезвоживание ведет к ухудшению концентрации внимания, а также снижает сосредоточенность, ухудшает моторику и память.

Еще одно интересное исследование показало: настроение напрямую зависит от количества воды в теле. Чем выше процент обезвоживания, тем хуже расположение духа. Интересно и то, что, по мнению исследователей, вода также является средством против депрессий. После приема теплого душа в организме активизируется выработка окситоцина – гормона, вызывающего расслабление.

1. Этот лечебный шум прибоя…

Высказывание, что можно вечно смотреть на огонь и воду, известно многим. Правда, на воду надо не просто смотреть, а еще и слушать ее звуки, которые, по мнению исследователей, обладают терапевтическим эффектом. Неприятные шумы общественного транспорта, строительных инструментов и крики ведут к повышению артериального давления, ускоряют пульс, вызывая выброс гормона стресса. А звуки воды, напротив, принадлежат к числу наиболее приятных для человека. Они способны успокаивать и благотворно влиять на весь организм.

Также есть мнение, что люди, живущие на побережье, обладают более крепким здоровьем, а аквааэробика приносить больше пользы, в частности для сердечно-сосудистой системы, чем занятия на суше.

Помимо этого, пользу для сердца приносит вода в виде пара. Достаточно на протяжении месяца проводить по 15 минут в сауне, чтоб сердце начало лучше перекачивать кровь.

Сколько влаги необходимо человеку

Сколько воды необходимо пить ежедневно? На этот, казалось бы, простой вопрос нет однозначного ответа. На протяжении многих лет ученые проводили много исследований, и каждый раз озвучивали разные цифры. На самом деле, единого ответа и не существует. Все зависит от возраста, пола, среды обитания и рода деятельности человека. К примеру, люди, живущие на побережье, получают дополнительную влагу из воздуха, поэтому могут позволить себе выпивать немного меньше жидкости, чем другие. А вот жители жарких стран, наоборот, должны как можно тщательнее контролировать свой водный баланс, так как более подвержены обезвоживанию.

Употребление жидкости в меньшем количестве, чем этого требует организм, ведет к серьезным нарушениям в работе систем и органов. Но чрезмерное водопитие не менее опасно для здоровья. Так кому и сколько воды положено?

При нормальных обстоятельствах количество влаги в организме контролирует жажда и мочеотделение. И это обычный водный цикл. Меж тем, не стоит забывать, что жажда может быть признаком некоторых болезней, в частности сахарного диабета. Поэтому, если желание пить не пропадает на протяжении долгого времени, лучше, не откладывая, обратиться к врачу.

В 2010 году на своем очередном съезде диетологи Европы предложили минимальными нормами потребления воды считать:

• 2 л – для мужчин;
• 1,6 л – для женщин.

Но это только приблизительные цифры, которые не учитывают образ жизни и физическую активность человека.

Помимо этого существует формула, по которой можно рассчитать более точную суточную норму, исходя из массы тела. Для этого достаточно знать, что на 1 кг веса должно приходиться по 30 г воды ежедневно.

Кому больше?

Однако бывают ситуации, когда организм нуждается в повышенном потреблении жидкости:

• запор (увеличение потребления жидкости поможет справиться с проблемой);
• рак (люди, употребляющие много воды, менее склонны к раку мочевого пузыря и кишечника);
• камни в почках (правильное водопитие служит профилактикой болезни).

Потребность организма в воде увеличивается во время кормления грудью и в преклонном возрасте.

Жаркая погода, повышенная потливость, расстройство пищеварения, сопровождающееся рвотой и поносом, также являются причинами прибавить еще несколько стаканов воды к обычной суточной норме.

Позаботиться о дополнительной бутылке питьевой воды стоит и людям, чрезмерно потребляющим соль. Наверное, всем известно, что после слишком соленой пищи всегда хочется пить. Таким образом организм сигнализирует о необходимости дополнительной воды, так как лишняя соль искажает состав крови.

Суточная норма потребления жидкости также зависит от погодных условий. За окном высокая температура и пониженная влажность? Это идеальные условия для перегревания тела. Чтобы защититься от «закипания», тело начинает интенсивно покрываться потом. Поэтому во избежание обезвоживания важно регулярно восстанавливать утраченные организмом запасы влаги.

Признаки обезвоживания

Чувство жажды и темный цвет мочи с острым запахом – явные признаки обезвоживания организма.

Среди других симптомов:

• вялость;
• головокружение, обморок;
• повышение температуры тела;
• спазмы в мышцах;
• боли в суставах;
• галлюцинации;
• спутанность сознания;
• повышение холестерина;
• ухудшение слуха и зрения;
• сухость во рту.

Но наиболее серьезное последствие дефицита влаги – загущение крови. В такой консистенции она не способна эффективно выполнять свои функции: органы недополучают кислород, а продукты обмена не покидают организм, отравляя его. От недостатка жидкости в теле страдают все слизистые оболочки. Не получая необходимого количества влаги, они пересыхают и начинают трескаться. Сухая кожа, акне, ломкие волосы, налет на языке, запах изо рта, нервозность, рассеянность и мигрени также являются внешними признаками дегидратации.

Что интересно, риску обезвоживания более подвержены люди из крайних возрастных групп, то есть дети и пожилые. Если младенец начал дышать быстрее, стал сонным и вялым, а количество мокрых пеленок за сутки значительно уменьшилось, это может служить сигналом о дегидратации. Недостаток влаги в пожилом организме обычно вызывает путаницу в сознании.

Важно помнить, что причиной быстрого обезвоживания могут послужить диарея, рвота, обильное потоотделение во время лихорадки. Согласно исследованиям, потеря примерно полутора процента влаги вызывает ухудшение настроения, снижение концентрации и головные боли. А дегидратация на 2-3 процента отрицательно сказывается на функционировании мозга.

Кроме этого, обезвоживание может стать причиной таких болезней, как:

• ожирение;
• артрит;
• гастрит и запоры;
• камни в желчном пузыре.

Опасный монооксид дигидрогена

По большому счету чрезмерное употребление воды не становит опасности для здорового организма. Человек, чьи почки функционируют справно, способен быстро избавиться от избытка влаги. Однако стабильная гипергидратация (чрезмерное насыщение организма водой) опасна вымыванием полезных солей. В частности, некоторые спортсмены (особенно участники марафонских забегов), употребляющие слишком много воды, страдают острым дефицитом натрия. А вот для людей с больными почками или сердечными проблемами избыток влаги в организме может стать серьезной проблемой – вызвать отеки, опухание лодыжек.

Об избытке Н2О организм может «рассказать» избыточным весом, отеками, обильным потоотделением и повышенным давлением. В особо тяжелых случаях возможны нарушения в работе сердца и легких.

Правильный водный баланс – важный аспект для здоровья и жизни человека. По этой причине, природа наделила нас «механизмами» для регулировки уровня влаги в теле. Когда «показатель» опускается ниже допустимого, мы ощущаем жажду.

От чего зависит процент Н2О в организме

Процент влаги в организме – индивидуальный показатель для каждого человека.

На количество жидкости влияет пол, возраст, место проживания, образ жизни и строение тела. Кстати, у тучных процент жидкости в организме более высокий, чем у людей с нормальным или недостаточным весом.

Но не только физиология определяет водный процент тела. Характер питания также сказывается на этом показателе. Алкоголь, кофе, курение и потребление мяса в большом количестве ускоряют выведение влаги. Вызвать водный дисбаланс также могут газировки, в составе которых есть химические вещества, ускоряющие дегидратацию. Эти знания важно учитывать, составляя индивидуальную программу потребления воды. А вот обычная поваренная соль поможет задержать влагу в теле. Помня об этом легко предотвратить обезвоживание в жаркую погоду или после пищевых расстройств.

Предупредить потери влаги поможет «коктейль» из 1,5 г соли, 2,5 г витамина С и 5 г глюкозы, разведенных в полулитре воды. Данный рецепт активно используют путешественники в условиях нехватки питьевой жидкости.

Усвояемость жидкости

Полезной для человека считается только чистая вода, без вредных примесей. Важно избегать так называемой «тяжелой» субстанции, которая является изотопом Н2О. Ее главное отличие – в структуре молекулы, а это впоследствии усложняет протекание всех биохимических процессов в организме. Многие исследователи рекомендуют отдавать предпочтение «легкому» варианту воды – талой. Считается, что эта жидкость способна благотворно влиять на сердечно-сосудистую систему, метаболические процессы и регенерацию тканей.

Также процесс усвояемости воды напрямую зависит от состояния здоровья (ухудшается при обезвоживании и в старческом возрасте). В особо тяжелых случаях водный баланс тела восстанавливают с помощью физиологического или раствора Рингера-Локка, введенных внутривенно.

Вода спасет от лишних килограммов

Любительницы всяческих диет для похудения, скорее всего, знают: бороться с чрезмерным аппетитом помогает вода. Разыгрался голод? Обмануть организм легко. Для этого достаточно выпить стакан теплой воды, которую тело воспримет в качестве пищи.

Кроме того, согласно исследованиям, 500 мл жидкости способны временно (на протяжении 90 минут) ускорять метаболизм на 25-30 процентов. А выпитые 2 л воды в день, по подсчетам ученых, увеличивают расход энергии примерно на 96 калорий. При этом лучше отдавать предпочтение холодной воде – организм потратить дополнительные калории на согревание жидкости.

Иные исследования показали: стакан воды, выпитый примерно за полчаса до еды, также способен уменьшить количество употребляемых калорий. Особенно эффективно этот «трюк» работает в пожилом организме. А сидящим на диете достаточно выпивать перед едой 2 стакана воды, чтобы за 12 недель сбросить на 44 процента больше лишнего веса.

Но на этом влияние воды на вес тела ограничивается. Дефицит Н2О, наоборот, может послужить причиной ожирения. И все дело в том, что испытывающий жажду организм, пребывая в состоянии стресса, посылает мозгу сигналы… о голоде. Человек принимается кушать, а лишние калории откладываются в виде подкожного жира.

Запивать или не запивать – вот в чем вопрос…

Первое, второе и компот – этот обеденный набор известен всем еще с детского сада. В этом рационе все, казалось бы, правильно, кроме порядка приема продуктов. Обычно компот, чай или воду мы оставляем на окончание трапезы. И в этом вся ошибка. Если выпитая перед едой жидкость нормализирует физиологические процессы в организме и способствует понижению холестерина в крови, то все напитки после трапезы – только во вред. Врачи выступают категорически против такой практики, поскольку вода разбавляет желудочный сок, замедляя, тем самым, процесс пищеварения. Поэтому любой напиток следует потреблять не ранее чем через полтора-два часа после еды. Но питаться всухомятку также не стоит. Бутерброды, выпечку и другую сухую пищу лучше кушать с напитками или чистой водой.

Но воду можно не только пить…

Рекомендация многих диетологов состоит в том, чтобы употреблять, как минимум, 8 стаканов жидкости в сутки. Для некоторых это может показаться слишком сложным. Но кто сказал, что всю норму надо выпивать? Часть из нее можно… кушать.

Источниками примерно 20 % воды в обычном рационе являются фрукты и овощи. Многие из них более чем на 90 процентов состоят из жидкости, например арбуз. А вот груши содержат в себе примерно 84 % влаги, в бананах найдется не более 74 % воды. Но все фрукты – это еще и превосходные источники клетчатки. Это значит, что при потреблении минимума калорий легко достичь чувства сытости. То же самое можно сказать и про овощи.

Мясо и рыба, хоть и содержат в себе не так много воды, как растительная пища, но все же могут послужить источником Н2О. Например, камбала на 79 % состоит из воды, куриное мясо – на 69 %, а говяжий фарш содержит 63 % влаги. Что касается куриных яиц, то они также являются водой – на 75 процентов. Относительно высокое содержание монооксида дигидрогена – в йогуртах (примерно 89 %), молоке (87 %) и мороженом (61 %). А вот в сырах твердых сортов не стоит искать больше чем 40 % влаги.

15 наиболее «водных» продуктов:

• огурец (содержание воды – 96,7 %);
• листовой салат (96,6%);
• сельдерей (95,4%);
• редис (95,3 %);
• томаты (94,5 %);
• зеленый перец (93,9 %) (в красных и желтых сортах содержание воды – 92%);
• цветная капуста (92,1 %)
• арбуз (91,5 %);
• шпинат (91,4 %);
• карамболь (91,4 %);
• клубника (91 %);
• брокколи (90,7%);
• грейпфрут (90,5%);
• молодая морковь (90,4%);
• дыня (90,2%).

Интересные факты о воде:

1. Согласно прогнозам ООН, 2/3 населения планеты столкнутся с дефицитом воды уже к 2025 году.
2. Употребление слишком большого количества монооксида дигидрогена может вызвать смерть (так называемая водная интоксикация).
3. Вода – наиболее распространенное вещество на планете.
4. Если бы все мировые запасы Н2О уместились в 4-литровом кувшине, количество жидкости, подходящей для использования человеком, ровнялось бы 1 столовой ложке.
5. При некоторых условиях горячая вода может замерзать быстрее, чем холодная (Эффект Мпембы).
6. Каждый день человек выдыхает немного больше чем стакан воды.
7. При замерзании вода расширяется на 9 %.
8. Наивысший процент Н2О – в огурцах и в теле медузы (около 95%).
9. Оксид водорода в жидком виде отражает 5% солнечных лучей, в то время как снег – более 85 %.
10. Морская вода замерзает при температуре примерно минус 2 градуса по Цельсию.
11. Если бы поверхность Земли была абсолютно ровной, Мировой океан поднялся бы над ней на 3 км.
12. Водные запасы в мантии нашей планеты в 10 раз превышают запасы Мирового океана.
13. Восьмая часть суши оказалась бы под водой, если бы растаяли все ледники.

И это, пожалуй, еще далеко не все, чем может удивить нас вода. Людям науки, наверное, предстоит и дальше делать потрясающие открытия об этой необыкновенной субстанции. А пока человечество, как и сотни лет тому назад, наслаждается видом морских волн и каплями утренней росы и с замиранием сердца трепещет перед водной стихией во время наводнений и гроз, восхищаясь красотой и силой воды.