Вода и ее роль в регуляции биологических процессов

Введение

Человеческий организм состоит  из 70-80% воды, в некоторых растениях  воды содержится до 90% и более. Такое  высокое содержание воды в живом  организме невольно наводит на мысль  о более значимой ее роли, нежели простой нейтральный растворитель или некая нейтральная среда.

Но какова же действительная реальная роль воды в организме? Какие основные функции и как она их исполняет? Ведь по этому поводу уже имеется достаточный объем научных сведений, которыми можно описать практически весь наблюдаемый спектр воз действия воды на организм. Конечно, можно придумать и сочинить любые другие самые невероятные варианты воздействий и взаимодействий воды с организмом. Как различить реальное с нереальным, с искусственно придуманным? Само собой разумеется, единственным критерием в этом споре может служить аргумент научного обоснования того или иного утверждения. Другого нам не дано. Все остальное лежит в области догадок, версий, предположений, фантазий и даже конъюнктурных спекуляций.

Живые организмы строят свои тела, структуры, органы и жизнеобеспечивающие  функции из тех материалов, которые  их окружают в их естественной окружающей среде. Во-первых, эти материалы должны быть относительно легкодоступны, во-вторых, они должны удовлетворять требованиям обеспечения комфортного существования организма, и, в-третьих, исполнять необходимые функции основного жизнеобеспечения, возложенные на них живым организмом.

Эти положения общеизвестны и наукой пока не обнаружено чего-то необычного в этом роде, что отсутствовало  бы в обычной окружающей среде. Среди компонентов окружающей среды, используемых живыми организмами, особое место, в силу своих специфических свойств, занимает вода. Рассмотрим эти ее специфические особенности. 

1. Доступность воды.

Воды на Земле имеется в достаточном  количестве, можно даже сказать, в избыточном. Примерно 80% поверхности земного шара покрыто водой. Только вода океанов без учета морей, озер и рек, покрывает 71% поверхности планеты (1). Ученые подсчитали, что если сгладить неровности Земли, то вся поверхность планеты покроется слоем воды толщиной 3км. С этой точки зрения вода на Земле является уникальным веществом, ее доступность можно сравнить только с воздухом (2).

И странным было бы ожидать, что живые  организмы при своем зарождении не воспользуются этим основным достоинством воды. Прямым доказательством этому служит то, что основная масса живых организмов на Земле, как среди животных, так и среди растений, в качестве основного строительного материала выбрали именно воду. Не удивительно, что многие организмы содержат в своем составе до 90 и более процентов обычной воды. Как утверждают ученые, первые истоки жизни на Земле появились именно в воде. И по настоящее время всем хорошо известно, что без воды жизнь на Земле погибает.

Поэтому, именно доступность воды явилась первым основным строительным материалом при зарождении жизни  на Земле. Таковой вода и остается по сегодняшний день.

2. Динамика обмена воды  в организме.

Вода в организме находится  в динамическом состоянии. Вода это не просто вещество, заполняющее свободное пространство в организме. Вода активно участвуют практически во всех жизненно важных процессах, находится в постоянном движении. С водой в организм поступают все необходимые для жизни элементы и выводятся из организма не нужные, отработанные отходы. Поэтому организм постоянно нуждается в пополнении воды, что сравнительно легко осуществляется при ее изобилии и доступности. В этом плане вода в организме исполняет роль универсального транспортного средства по доставке в организм и к каждому отдельному органу до уровня каждой клетки жизненно необходимые вещества и для удаления из него отработанных отходов. И здесь мы видим мудрость природы, создавшей такую простую и сверхнадежную транспортную систему на основе воды. Воды на Земле имеется в достаточном количестве и она сравнительно легко доступна для пополнения потребностей организма. Кроме того, вода не вступает во взаимодействие с транспортируемыми ею веществами. Ни одна другая жидкость в условиях Земли не обладает одновременным сочетанием таких свойств. Кроме того, на Земле нет в свободном состоянии и в достаточном количестве другой такой жидкости, кроме воды. И это характеризует роль воды в организм как одно из уникальнейших и удивительных явлений природы.

3. Комфортные условия  для организма.

Условия, в которых живые организмы  комфортно существуют на Земле, принято  считать нормальными. И одним  из главных факторов поддержания этих комфортных условий является тот факт, что именно в этих нормальных условиях вода находится в жидком текучем состоянии. И это является одним из уникальных свойств воды по сравнению с другими веществами. Ведь на Земле кроме воды больше нет ни одного вещества, находящегося в нормальных условиях в жидком, готовом для употребления виде, в полном изобилии и сравнительно простой доступности для организмов. Кроме того, ни одно другое жидкое вещество не может обеспечить весь спектр жизненно необходимых процессов в живом организме, которые организуются при участии воды.

4. Нейтральность по отношению  к организму.

Следующим уникальным свойством воды является ее нейтральность по отношению  к живому организму. При прямом контакте воды с организмом не происходит каких либо повреждений или нарушений целостности организма. Это обусловлено тем, что вода относительно кислотно-щелочных свойств является нейтральным веществом. Вода в организме вступает в химические взаимодействия только в некоторых контролируемых биохимических процессах, как например, в реакциях синтеза цикла Кребса, в фотосинтезе растений, в процессах гидратации и в других подобных процессах (3). Основная масса воды в организме выполняет роль среды, в которой проходят эти реакции. Известно, что большинство химических реакций могут проходить либо в растворах жидкостей, либо в газообразном состоянии. Биохимические реакции, как правило, проходят в растворах воды. И в этом отношении вода является единственной жидкостью, которая обеспечивает оптимальные условия для организации этих жизненно важных биохимических процессов.

5. Универсальный растворитель.

Как было сказано выше, вода является единственной жидкостью, которая обеспечивает оптимальные условия для организации биохимических процессов. В чем заключается эта ее особенность? Дело в том, что вода, в силу уникальной полярности своих молекул, имеет самое высокое значение диэлектрической проницаемости, равное 81 единице. В силу этого вода, как жидкость, является универсальным растворителем и, имея высокие диссоционные свойства, позволяет сравнительно легко диссоциировать растворенным в ней веществам на ионы. А поскольку все химические реакции осуществляются только между ионами молекул, вода в этом случае в условиях Земли является единственной оптимальной средой для организации биохимических процессов.

6. Транспортное средство.

Живой организм является довольно сложной  системой, состоящей из различных  самостоятельных органов. Эти органы находятся в постоянной взаимосвязи  между собой и каждому органу необходимо обеспечить условия для  его нормальной работы. Одними из важнейших  этих условий является обеспечение  каждого органа набором веществ, которые необходимы для организации  биохимических процессов, энергии  для работы этих процессов, а также  системы для очищения и удаления отходов жизнедеятельности органов. И с этими, различными по своему характеру  задачами, удивительно просто и оптимально справляется вода. Доставку в органы исходных веществ для организации биохимических процессов и энергии, извлеченной из окислительных процессов продуктов питания и кислорода, осуществляет водный раствор крови, состоящий из 80 процентов чистой воды. Вся очистительная и выделительная система организма - лимфа, пот, моча – это тоже чистая вода, в которой растворены удаляемые из организма продукты.

Это удивительное свойство воды обусловлено  именно ее уникальными свойствами как  универсального растворителя и ее высокой  текучестью в нормальных условиях. Ее свойство находиться в жидком текучем  состоянии в организме в любых  его условиях, нейтральность по отношению  к организму и определи ей роль универсального транспортного средства для обеспечения связи между органами.

7. Большая теплоемкость.

Отметим еще одно уникальное свойство воды, которое использовано природой при организации живого организма. Конечно, не следует это понимать в прямом смысле, что природа специально выбирала воду по этому параметру, но именно благодаря этому показателю в организме реализуются условия оптимального комфортного жизнеобеспечения. Этим параметром является уникально высокая теплоемкость воды (4.19 кДж/(кг· К), которая является самой высокой среди большинства других веществ, в 5-30 раз выше, чем у других веществ. А это значит, что вода обеспечивает наилучшие условия для накопления и сохранения тепла, которое необходимо для поддержания стабильной температуры в организме (4).

Известно, что биохимические реакции  в организме способны протекать  только в определенном интервале  температур. Для человека это плюс 36 – 37 градусов Цельсия. При этом температура  эта должна стабильно поддерживаться с точностью до десятых долей  градуса. Среда, которая могла бы поддерживать такую температурную  стабильность, должна обладать высокой  теплоемкостью и одновременно довольно низкой теплопроводностью. Именно такими свойствами и обладает вода, которая  заполняет организм человека на 70 – 80 процентов.

Это уникальное свойство воды человек  с успехом применил и в своей  жизненной практике. Всем нам известно, что наиболее комфортной системой теплоснабжения в жилых и производственных помещениях является система водяного отопления. Это обусловлено именно тем, что  вода в силу своей уникально высокой  теплоемкости является наилучшим теплоносителем и наилучшим образом обеспечивает поддержание стабильной температуры  в обогреваемом объеме.

8. Средство защиты органов.

Считаю своим долгом обратить внимание еще на одно уникальное свойство воды, которое природа использовала в  живом организме, по крайней мере, в высших его формах, таких как  животные и человек. Основные жизненно важные внутренние органы, как известно, находятся в подвешенном состоянии. Это и легкие, и сердце, и печень, желудок и остальные наиболее крупные органы. Каждый из этих органов  имеет вполне определенную значительную массу. Что с ними происходит во время  ходьбы, бега, прыжков, падения и  при любых других динамических нагрузках? Естественно, каждый из этих органов  в силу законов инерции испытывает определенную перегрузку, которая в  критических ситуациях может  привести их и к повреждению. Конечно, природа могла бы позаботиться о  дополнительных мерах безопасности, снабдив эти органы, например, соответствующими системами крепежа, защитными экранами, дополнительной мышечной системой и  так далее. Но все это получилось бы сложно, громоздко, требовало бы соответствующего контроля, регулировок, обеспечения условий нормальной деятельности.

И тут природа, как всегда, нашла  более простой, более рациональный и более надежный способ. Она заполнила  полости организма жидкой водной средой и поместила в эту среду  свои жизненно важные органы. Органы оказались в этой водной среде в подвешенном свободном состоянии практически в невесомом состоянии, или, в соответствии с законом Архимеда, в состоянии минимального веса. Соответственно, инерциальные силы были скомпенсированы или сведены к минимуму, что и обеспечило практически полную защищенность внутренних органов от критических перегрузок. На этом примере можно лишний раз убедиться в разумности и рациональности решений природы при создании таких сложных систем, как живые организмы.

В эпоху микроэлектронной революции, когда на смену громоздким и малоэффективным  радиоэлементам пришло время миниатюрных  микросхем, разработчики этих микросхем  столкнулись с одной очень  неприятной неожиданностью.

Эти миниатюрные, но очень сложные  и тонко организованные микросхемные конструкции оказались очень уязвимыми к динамическим нагрузкам. Малейшие удары, сотрясения, вибрации вызывали повреждения внутри микросхемы. Для ужесточения конструкции стали заполнять микросхемы твердеющим полимерным герметиком. Это в некоторой степени решило вопрос защиты микросхемы от механических перегрузок. Но полимерный герметик материал не стабильный, мог дать усадку, трещины. В результате микросхема снова оказывалась не защищенной.

И тогда было предложено заполнять  внутреннюю полость микросхемы полу жидким не высыхающим компаундом. Элементы микросхемы оказывались подвешенными в этой гелеобразной среде, которая не только исполняла роль амортизирующей среды, но и уменьшала эффективный вес этих элементов. И микросхемы перестали выходить из строя при крайних динамических нагрузках. Одна американская фирма в рекламных целях продемонстрировала прочность таких микросхем. Для этого они взяли обычные микросхемы и залитые компаундом и сбросили их с высоты в несколько этажей. Обычные микросхемы были полностью разрушены. Микросхемы, заполненные полужидким компаундом, остались невредимыми и полностью работоспособными.

Этот экскурс в область микроэлектронной техники я совершил специально для  того, чтобы обратить внимание на уникальную способность жидкой водной среды  защищать жизненно важные органы от крайних  динамических перегрузок организма. Если Вы внимательно прочли вышеприведенные  строки, то увидите полную аналогию разумного и оригинального решения  природы по принятию мер защиты организма  от крайних механических перегрузок, с решениями, которые затем повторил человек разумный в своей практике.

Как мне кажется, я привел более-менее  полный список значимости воды в живом  организме. О непосредственной роли воды в биохимических реакциях я  кратко упомянул выше, в п.4, без подробного их описания. Сделано это специально, поскольку эти процессы довольно основательно исследованы в биологии, биофизике, медицине и ряде других смежных  науках, с чем можно познакомиться  в соответствующей литературе. Всех этих сведений, казалось бы, достаточно, чтобы полностью охватить весь спектр видов взаимодействия воды с живым  организмом.

9. Память воды

Но, несмотря на это, неожиданно появляется целый ряд "специалистов по воде", как они сами себя именуют, которые  утверждают, что вода в живом организме, помимо уже известных и достаточно изученных процессов, осуществляет функции, неизвестные науке, но зато хорошо известные им. Впервые об этой, якобы более значимой и особой специфической роли воды в человеческом организме, впервые заговорили народные целители. По их заявлению вода, после их "энергоинформационного" воздействия, приобретает особые лечебные свойства. Такая вода, по заявлению тех же целителей, способна излечивать практически неограниченный перечень заболеваний. Действительно ли это так, трудно судить, поскольку каких либо серьезных научных исследований свойств и природы этой «энергоинформационной лечебной воды» практически никто не проводил. Ограничиваются клиническими наблюдениями, подборкой статистических данных об эффектах ее воздействия и заявлениями авторитетов. Поэтому рассматривать подробно об эффектах использования такой воды в целительской практике в данной работе считаю нецелесообразным.