Kādas funkcijas šūnā veic ūdens? Ūdens funkcijas šūnā. Ūdens klātbūtne audos

Jau sen ir noteikts un vispārzināms, ka 40–98 procenti no šūnas masas ir ūdens. Ūdenim šūnā ir šāda loma:

• saglabājot šūnu elastību. Kad šūna zaudē ūdeni, lapas novīst un augļi izžūst;
• vielu kustības nodrošināšana: vielu lielākās daļas iekļūšana šūnā un nevajadzīgo elementu izvadīšana no šūnas šķīdumu veidā;
• ķīmiskās reakcijas tiek paātrinātas tieši vielu šķīšanas dēļ ūdenī;
• dalība daudzās ķīmiskās reakcijās;
• liela skaita ķīmisko vielu (tostarp sāļu, cukura) izšķīdināšanas nodrošināšana;
• dalība termoregulācijas procesā caur spēju lēnām atdzist un lēnām iesildīties.

Ūdens loma šūnas dzīvē

Ūdens uz mūsu planētas virsmas, iespējams, ir visizplatītākā viela. Un dīvainā kārtā. Šūnā tas ieņem vissvarīgāko vietu apjoma ziņā. Jo lielāka vielmaiņas intensitāte šūnā, jo vairāk tajā ir ūdens.

Šūnā ūdens sastopams divos veidos – brīvā un saistītā. Brīvs ūdens atrodas starpšūnu telpās, vakuolās, traukos un orgānu dobumos. Nepieciešams vielu transportēšanai no ārējās vides šūnā un otrādi. Saistītais ūdens ir daļa no dažām šūnu struktūrām, atrodas starp membrānām, olbaltumvielu molekulām, šķiedrām un ir saistīts ar dažiem proteīniem.

Ūdens funkcijas šūnā: šūnu elastība, tilpuma saglabāšana, dažādu vielu šķīdināšana. Turklāt dzīvības sistēmās galvenā ķīmisko vielu daļa. reakcijas notiek ūdenī.

Ūdenim ir daudz svarīgu īpašību savā ekskluzivitātē, kas nav zemāka par jebkuru citu vielu.

Unikālas īpašības

Ūdenim ir patiesi unikālas īpašības, kuras nosaka tā molekulas struktūra. Viena ūdens molekula satur O atomu un divus H atomus, kas saistīti ar skābekli ar polārām kovalentām saitēm. Sakarā ar raksturīgo elektronu izvietojumu šajā molekulā ir īpaša elektriskā asimetrija. Skābekļa atoms ir vairāk elektronnegatīvs, un tas vairāk piesaista ūdeņraža atomus; tādēļ ūdens molekulā kopīgie elektronu pāri tiek novirzīti uz to.

Ūdens ir ideāls šķīdinātājs

Izmantojot molekulu polaritāti un spēju veidot ūdeņraža saites, ūdens viegli un ātri izšķīdina jonu savienojumus (skābes, sāļus, bāzes). Nejonu, bet polāri savienojumi arī ļoti labi šķīst ūdenī. Mēs runājam par savienojumiem, kuru molekulās ir polāras (lādētas) grupas, piemēram, cukuri, aminoskābes un vienkāršie spirti.

Tagad izdomāsim, kādu lomu ūdens spēlē šūnas uzturā.
Dzerot šķidrumu, mēs pat nedomājam par to, ko dzeram:

• svaigas sulas;
• vai vienkārši ūdens.

Taču jāņem vērā, ka tēja un svaigi spiestas sulas ir dzērieni un pieder pie ēdiena.

Ūdenim, kas ķermenim nepieciešams, lai nodrošinātu barības vielas šūnu līmenī, jābūt tīram un bioloģiski pieejamam(mūsu ķermenim). Tam jābūt īpašām īpašībām. Piemēram, Pasaules Veselības organizācija norāda vairāk nekā simts rādītājus, kuriem jāatbilst ūdenim.
Kas izskaidro šīs ūdens prasības?
Lietojot parasto ūdeni, bieži rodas tūska, lai gan, ja paskatās, ūdens ir tīrs, bet organisms to nevar izmantot, bet iedzen taukaudos un ekstremitātēs. Tas ir tāpēc, ka tas neatbilst ķermeņa prasībām, bet mēs to patērējam, pamatojoties uz mūsu garšas vēlmēm.

Šūna ir pārklāta ar membrānu un pati nav apveltīta ar sūkņa funkciju; tā nevar sūknēt vai izsūknēt ūdeni. Tāpēc šūna, ap kuru ir ūdens ar tajā izšķīdinātām barības vielām, tās var nesaņemt vispār.

Ūdens loma un funkcijas šūnā

Šūna saņem uzturu tikai tad, ja to ieskauj pareizais ūdens. Jēdziens “pareizs ūdens” ir saistīts ar šķidruma īpašībām, kas atrodas šūnas tuvumā un iekšpusē; tieši šīs īpašības padara ūdeni bioloģiski pieejamu ķermeņa lietošanai.

Galu galā ūdens galvenā loma un funkcija šūnā ir tieši šajā ūdenī izšķīdušo barības vielu piegāde šūnā. Tas ir, ūdens plūsma šūnā (ūdens, kurā atrodas izšķīdušās barības vielas).

Šo procesu medicīnas valodā sauc par nātrija-kalcija metabolismu. Medicīna neatzīst matemātiku un fiziku un uzskata tās par neprecīzām zinātnēm, tā pamato savas zināšanas
liek ķīmiju. Es kā inženieris pēc pirmās izglītības ar 2 goda diplomiem un ārsts (ieskaitot dabas medicīnu) ar vēl 2 diplomiem ar izcilību (vispārējā izglītība un speciālā augstākā apmācība) strīdēšos ar viņiem un teikšu, ka tas ir elektrolīts.

Šķidrumu (kas atrodas šūnā un ārpus tās) elektrisko potenciālu atšķirību dēļ cilvēka organismā notiek visi vielmaiņas procesi. Un, ja mainās starpšūnu šķidruma īpašības (galvenokārt ķīmiskās), mainās arī elektriskais potenciāls. Nātrijs un kālijs nevar pārvietoties paši, tāpēc fiziskais process šeit ir izteiktāks nekā ķīmiskais.

Tātad, kādām īpašībām vajadzētu būt ūdenim, lai nodrošinātu šūnu dzīvi?

• Pirmkārt, ūdenim jābūt strukturētam;
• Otrkārt, tam zināmā mērā jābūt mineralizētam. Tiem, kas dzer destilētu ūdeni, vēlos norādīt, ka viņiem to ir aizliegts dzert. Lai to piesātinātu ar minerālvielām, organisms tos sāks ņemt no visur;
• Treškārt, tai jābūt viegli sagremojamai, pieejamai un pietiekami šķidrai, tas ir, tai jābūt ar noteiktu spriegumu un jāspēj “laistīt” šūnu.

Piemēram, virsmas spraiguma pakāpe iekšpusē un ārpusšūnu šķidrumā ir 43 dyn.cm, bet parastam krāna ūdenim tā ir 73 dyn.cm.

• Ceturtkārt, tai ir jābūt noteiktai īpatnējai vadītspējai;
• Piektā īpašība ir ORP redokspotenciāls (pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu attiecība).
  Cilvēka organismā iekšējās vides ORP ir (-100 - -150 mV), un dzeramajā ūdenī šis rādītājs ir (+150 - +400), tagad ir skaidrs, cik daudz enerģijas organismam nepieciešams
  izmaiņas ūdens ORP, un, jūsuprāt, kur tas to iegūs?;
• Sestkārt - ūdenim jābūt skābju-bāzes līdzsvaram, pretējā gadījumā tas ir līdzsvars;
• Ūdenim ir jābūt arī garšai - organoleptiskajai īpašībai, šī īpašība padarīs ūdeni patīkamu dzeramam, bet tas nav vitāli svarīgs.
  Tāpat, patērējot ūdeni, ir jāņem vērā tā daudzums, tas jārēķina 30 ml uz 1 kg svara un tā kvalitāte (ūdenim jābūt pareizam).

Kad notiek cilvēka audos un orgānos? Skatiet saiti šī raksta turpinājumā.

Ar ļoti retiem izņēmumiem (kaulu un zobu emalju) šūnas dominējošā sastāvdaļa ir ūdens. Ūdens ir nepieciešams šūnu metabolismam (apmaiņai), jo fizioloģiskie procesi notiek tikai ūdens vidē. Ūdens molekulas ir iesaistītas daudzās šūnas fermentatīvās reakcijās. Piemēram, olbaltumvielu, ogļhidrātu un citu vielu sadalīšanās notiek to mijiedarbības rezultātā ar ūdeni, ko katalizē fermenti. Šādas reakcijas sauc par reakcijām hidrolīze.

Ūdens fotosintēzes laikā kalpo kā ūdeņraža jonu avots. Ūdens šūnā ir divos veidos: brīvs un saistīts.

Brīvūdens veido 95% no visa šūnā esošā ūdens un tiek izmantots galvenokārt kā šķīdinātājs un kā dispersijas vide protoplazmas koloidālajai sistēmai.

Saistīts ūdens, kas veido tikai 4% no kopējā ūdens daudzuma šūnā, ir brīvi saistīts ar olbaltumvielām ar ūdeņraža saitēm.

Ūdens molekulas polaritāte. Pateicoties asimetriskajam lādiņa sadalījumam, ūdens molekula darbojas kā dipols un tāpēc to var saistīt gan pozitīvi, gan negatīvi lādētas proteīnu grupas. Ūdens molekulas dipola īpašība izskaidro tās spēju orientēties elektriskajā laukā un piesaistīties dažādām molekulām un molekulu sekcijām, kas nes lādiņu. Tā rezultātā veidojas hidrāti.

Siltuma jauda. Pateicoties augstajai siltumietilpībai, ūdens absorbē siltumu un tādējādi novērš pēkšņas temperatūras svārstības šūnā.

Ūdens transportēšanas funkcija. Ūdens- galvenie vielu pārvietošanas līdzekļi organismā (asins plūsma, limfa, šķīdumu augšupejošas un lejupejošas plūsmas caur augu traukiem) un šūnā.

Ūdens ir kā smērviela.Ūdens kalpo kā “smērviela”, kas nepieciešama visur, kur ir berzes virsmas (piemēram, savienojumos).

Ūdenim maksimālais blīvums ir 4°C. Tāpēc ledus, kura blīvums ir mazāks, ir vieglāks par ūdeni un peld uz tā virsmas, kas pasargā rezervuāru no sasalšanas. Šī ūdens īpašība ietaupa daudzu ūdens organismu dzīvības.

Ūdens ir unikāla viela. Tas ir izplatīts visur uz mūsu planētas. Mēģiniet iedomāties, kāda būtu mūsu dzīve bez H2O molekulas? Un nav ko iedomāties – uz mūsu planētas nebūtu dzīvības. Cilvēks 70% sastāv no ūdens. Jo jaunāks ir ķermenis, jo vairāk tas satur, un ar vecumu šis daudzums samazinās. Piemēram, ņemsim embriju - H2O procentuālais daudzums tajā ir 90%.

Rakstā mēs aicinām jūs izcelt visu šūnā un apsvērt katru sīkāk. Ir svarīgi pieminēt, ka tas tur ir ietverts divos veidos: brīvs un saistīts. Mēs ar to nodarbosimies nedaudz vēlāk.

Ūdens

Ikviens zina, ka ūdenim mūsu dzīvē ir ļoti svarīga vai, pareizāk sakot, galvenā loma. Bez tā mūsu planēta būtu miris, nedzīvs tuksnesis. Zinātnieki joprojām pēta ūdeni un tā lomu cilvēka organismā.

Mēs jau teicām, ka ūdens mūsu šūnās ir atrodams brīvā un saistītā veidā. Pirmais kalpo vielu izplatīšanai – to pārvietošanai šūnā un ārā no tās. Un tiek novērots pēdējais:

• starp šķiedrām;
• membrānas;
• olbaltumvielu molekulas;
• šūnu struktūras.

Gan brīvais, gan saistītais ūdens šūnā obligāti veic dažas funkcijas, par kurām mēs runāsim vēlāk. Un tagad daži vārdi par to, kā tiek organizēta pati H2O molekula.

Molekula

Sākumā apzīmēsim ūdens molekulāro formulu: H2O. Šī ir ļoti izplatīta viela uz planētas, un jums to vajadzētu atcerēties, jo ūdens molekulārā formula ir diezgan bieži sastopama dažādās zināšanu jomās. Starp citu, tas ir atrodams visos cilvēka orgānos, pat zobu emaljā un kaulos, lai gan tā procentuālais daudzums tur ir ļoti mazs - attiecīgi 10% un 20%.

Kā jau teicām, jo ​​jaunāks ir ķermenis, jo vairāk tajā ir ūdens. Zinātnieki ir ierosinājuši, ka mēs novecojam, jo ​​olbaltumvielas nespēj saistīt lielu daudzumu ūdens. Bet šī tomēr ir tikai hipotēze.

Funkcijas

Tagad tālāk esošajā sarakstā skaidri izcelsim vairāk no tiem:

• H2O var darboties kā šķīdinātājs, jo gandrīz visas ķīmiskās reakcijas ir jonu un notiek ūdenī. Jāņem vērā, ka ir hidrofilas vielas (kas izšķīdina, piemēram, spirtu, cukuru, aminoskābes utt.), bet ir arī hidrofobas (taukskābes, celuloze un citas).
• Ūdens var darboties kā reaģents.
• Veic transporta, termoregulācijas un strukturālās funkcijas.

Mēs ierosinām izskatīt katru no tiem atsevišķi. Ejam kārtībā, pirmā mūsu sarakstā ir šķīdinātāja funkcija.

Šķīdinātājs

Ūdenim šūnā ir daudz funkciju, taču viena no svarīgākajām ir palīdzēt atvieglot daudzas reakcijas. H2O molekula var darboties kā šķīdinātājs. Gandrīz visas šūnā notiekošās reakcijas ir jonu, tas ir, vide, kurā tās var notikt, ir ūdens.

Reaģents

Nākamās ūdens funkcijas šūnā ir tā kā reaģenta līdzdalība ķīmiskās reakcijās, kas notiek organismā. Tie ietver:

• hidrolīze;
• polimerizācija;
• fotosintēze un tā tālāk.

Tagad nedaudz par to.Ķīmijā tas ir vielas nosaukums, kas piedalās dažās ķīmiskās reakcijās. Vissvarīgākais ir tas, ka, lai gan tas piedalās reakcijā, tas nav apstrādes objekts. Reaģenti laboratorijā (saukti arī par reaģentiem) ir diezgan izplatīta parādība.

Ūdens kā reaģents ir iesaistīts citu organismam nepieciešamo vielu sastāvā.

Transporta funkcija

Kāpēc mēs dzīvojam? Mūsu ķermenis pastāv tikai tāpēc, ka šūnas, no kurām tas sastāv, ir dzīvas. Un viņiem jāpateicas viņu unikālajai struktūrai un dažām H2O molekulas iespējām. Mēs jau minējām, ka ūdens ir mūsu ķermeņa neatņemama sastāvdaļa, un katra šūna satur šīs unikālās molekulas, pareizāk sakot, ir pirmajā vietā savā sastāvā.

Ūdens transportēšanas funkcija šūnā ir vēl viens H2O mērķis mūsu ķermenī. Ūdenim ir noteikta īpašība - iekļūšana starpšūnu telpā, pateicoties kurai barības vielas nonāk šūnā.

Ir arī vērts zināt, ka arī asinīs un limfā ir ūdens, un tā trūkums izraisa dažas sekas: asinsizplūdumus vai trombozi.

Termoregulācija

Kādas ūdens funkcijas šūnā mēs vēl neesam sapratuši? Protams, termoregulācija. Mēs teicām, ka ūdens var absorbēt siltumu un saglabāt to ilgu laiku. Tādējādi H2O var aizsargāt šūnu no hipotermijas vai pārkaršanas. Termoregulācijas funkcija ir nepieciešama ne tikai atsevišķām šūnām, bet arī visam organismam kopumā.

Strukturālā funkcija

Mēs tos jau esam uzskaitījuši, bet vēl viens mērķis ir jāapspriež - šūnu struktūras uzturēšana.

Vai esat kādreiz mēģinājis saspiest šķidru ūdeni? Pat laboratorijas apstākļos to ir ārkārtīgi grūti sasniegt. Šī ūdens īpašība ir nepieciešama, lai saglabātu katras šūnas formu un struktūru.

Atcerieties uz visiem laikiem: bez ūdens dzīve nav iespējama. Mēs izjūtam slāpes, kad organisms zaudē apmēram 3% ūdens, un, zaudējot 20%, mirst šūnas un līdz ar to arī cilvēks. Skatieties, cik daudz ūdens jūs dzerat.

Dažiem skolēniem skolā jāraksta eseja par tēmu: "Kādu lomu šūnā spēlē ūdens?" Un katrs uzcītīgs vispārējās bioloģijas kursa students zina, ka bez tā cilvēces dzīve nav iespējama. Ja cilvēks zaudē līdz 3% šķidruma, viņš sāk justies izslāpis. Zaudējot apmēram 20% šķidruma, dzīvā organisma šūnas sāk mirt, kas galu galā izraisa nāvi.

Saskarsmē ar

Ūdens nozīme šūnu dzīvē

Uz mūsu planētas šī viela ir visbiežāk. Katra dzīvā organisma šūna satur to vairāk, jo intensīvāk tā piedalās vielmaiņas procesos.

Šī viela organismā atrodas gan saistītā, gan brīvā formā. Brīvais šķidrums ir iesaistīts transportēšanā no ārējās vides uz šūnu un otrādi. Brīvais šķidrums darbojas kā šķīdinātājs un ir 95% no kopējās masas. Tas atrodas orgānu dobumos, vakuolos, starpšūnu telpā un asinsvados.

Saistīts šķidrums var atrasties starp šķiedrām, olbaltumvielu molekulām, membrānām, šūnu struktūrās un veido savienojumus ar noteiktiem proteīniem. Saistītais šķidrums katrā šūnā satur ne vairāk kā 4% no kopējā daudzuma.

Īpašības

Šī viela cilvēkiem, tāpat kā jebkuram citam dzīvam organismam, ir svarīgāka nekā pārtika. . Tas ir galvenais ķermeņa dzīves elements un nodrošina:

Kā daļa no jebkuras šūnas, kā redzams tālāk esošajā tabulā, ūdens ieņem pirmo vietu kvantitatīvā sastāva ziņā.

Funkcijas

Kā zināms no skolas ķīmijas kursiem, ūdens kalpo kā katalizators dažādiem procesiem organismā. Jebkura dzīva organisma šūnu iekšienē notiek dažādas ķīmiskas reakcijas, kur ūdens piedalās kā reaģents.

Gremošanas procesā, piedaloties ūdens molekulām, rodas olbaltumvielas, ogļhidrāti un tauki, un tiek atbrīvota enerģija, kas var atbalstīt dzīvībai svarīgus procesus.

Līdzdalība sāļu hidrolīzē ļauj tai kalpot par protonu un elektronu avotu. Galvenais intracelulāro procesu rādītājs ir šķidras vielas spēja piedalīties atgriezeniskā jonizācijā un veidot saites ar ūdeņradi.

Transporta funkcijaŠī viela veic funkcijas arī dzīvā organisma orgānos. Visi šūnas atkritumi tiek izvadīti ar šķidrām molekulām. Uzturvielas šūnām piegādā šķidras vielas molekulas, kas iekļūst starpšūnu telpā.

Galvenā limfas un asiņu sastāvdaļa ir šķidrums. Tā trūkums organismā noved pie asiņu sabiezēšanas un asinsvadu trausluma. Lokāli tas izpaužas kā tromboze un asiņošana.

Orgānu un audu struktūras noturību nodrošina tas, ka tā nesaspiežas šķidrā veidā, veidojot optimālu intracelulāro spiedienu un saglabājot šūnas struktūru.

Pastāvīga temperatūra ķermeņa iekšienē tiek uzturēta sakarā ar to, ka šķidruma molekula ir siltumietilpīga struktūra. Liels enerģijas daudzums rodas arī tauku sadalīšanās laikā, kas arī kalpo optimālas temperatūras uzturēšanai.

Šai vielai ir mazs molekulārais izmērs, polaritāte un molekulu spēja savienoties viena ar otru, izmantojot ūdeņraža saites, kas nosaka tās bioloģisko lomu.

Ir divas ūdens funkcijas: no bioloģisko procesu viedokļa:

Fotolīze

Fotosintēzes laikāšī viela ir ūdeņraža jonu avots. Fotolīze notiek fotosintēzes laikā. Tulkojumā no grieķu valodas šī parādība nozīmē izšķīšanu, sadalīšanos vai sadalīšanos, piedaloties gaismai. Fotolīze notiek fotosintēzes gaismas fāzē, kur gaismas ietekmē šīs vielas molekula sadalās jonos.

Fotolīze sadala ūdens molekulu protonos un elektronos un atbrīvo skābekli kā blakusproduktu. Tieši šo skābekli elpo visas dzīvās būtnes uz planētas.