По как клетка теряет воду

База знаний

Проницаемость клеток для воды

Клетки содержат большое количество воды. В животных клетках ее около 80%, а в некоторых растительных клетках, имеющих большую центральную вакуоль, количество воды может достигать 95% и выше. Однако в протоплазме этих клеток содержание воды примерно такое же, как и в животных клетках.

В каком состоянии находится вода в живых клетках, отличается ли она по своим свойствам от воды в сосуде, так называемой объемной воды? Единого мнения по этому поводу не существует.

Со времен исследования Е. Овертона (1902) возникло представление о наличии в клетках связанной воды, которая не растворяет вещества и не подвергается действию осмотических сил. Овертон полагал, что связанная вода составляет 35% от всей воды в клетке. Он работал на мышцах, изучая проницаемость различных веществ с помощью осмотического метода, и обнаружил отклонение от осмотической закономерности: мышцы теряли воды в гипертонических растворах меньше, чем следовало. Но если допустить, что 35% воды не растворяет, т.е. является связанной, то получалось хорошее соответствие с осмотической закономерностью.

Некоторые исследователи пониженную растворяющую способность клеточной воды объясняют не ее особыми свойствами, а тем, что какая-то часть ее находится в местах, недоступных для более крупных молекул, поэтому они в ней и не растворяются (гипотезы ограниченных недоступных пространств). Наоборот, другие исследователи полагали, что в протоплазме вообще нет свободной воды, что она вся связана, т.е. что она отличается от объемной воды, хуже растворяет и не смешивается с ней.

На основании физико-химических исследований известно, что структура воды изменяется вблизи поверхностей раздела фаз, в капиллярах, вокруг молекул с большой молекулярной массой. Силовое поле поверхности вызывает более упорядоченную структуру воды. При этом изменения не ограничиваются мономолекулярным слоем, а распространяются на расстоянии 5—10 нм и даже на 150 нм. Вода эта по сравнению с более удаленной от поверхности обладает иной плотностью, иной растворяющей способностью, иной вязкостью и повышенной теплопроводностью. Клетка же состоит из огромных молекул биополимеров и пространственно представляет собой чрезвычайно сложно организованную структуру с очень большой поверхностью.

Наличие в клетке электрических зарядов — ионов — также должно влиять на состояние воды, так как известно, что ионы К + , NH₄ + , Rb + , Cs + , Cl — , I — повышают подвижность молекул воды, разжижают ее структуру и молекулы воды вблизи этих ионов приобретают большую подвижность. Указанные ионы обладают отрицательной гидратацией.

Ионы Na + , Li, Ca 2+ , Ba 2+ , Mg 2+ , Al 3+ , OH — , F — обладают положительной гидратацией, они замедляют подвижность молекул, и можно говорить о некотором эффективном связывании ионами ближайших молекул воды.

В настоящее время пытаются экспериментально решить вопрос о состоянии воды в клетках с привлечением различных физико-химических методов — рентгеноструктурного анализа, инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, колориметрического, различных оптических и др. К сожалению, ввиду очень сложного объекта, каковым является клетка, невозможно однозначно интерпретировать полученные данные. В большинстве работ указывается на существование нескольких фракций воды, разной степени упорядоченности.

Таким образом, вопрос о состоянии воды в клетке еще не решен. Не лучше обстоит дело и со структурой объемной воды— существует также много теорий ее строения.

В норме количество воды в клетках поддерживается с большим постоянством, возможны небольшие сезонные колебания. Но если значительно изменяется функциональное состояние клетки, то изменяется и количество в ней воды. Так, при различных повреждениях, при действии ферментных ядов, низкой температуры и других факторов клетки поглощают воду и набухают. Изменение ферментативной активности в митохондриях сопровождается их набуханием или отбуханием.

Все клетки хорошо проницаемы для воды, скорость проникновения ее значительно выше, чем других веществ (кроме газов), например в 50 раз выше скорости глицерина и в 30—40 раз — мочевины. О проницаемости воды чаще всего судят по скорости изменения объема клетки в гипо- или гипертонических растворах веществ, не проникающих или плохо проникающих в клетки, т.е. по скорости отбухания или набухания. В таблице 3 приведены величины коэффициентов проницаемости воды для различных клеток.

Таблица 3. Проницаемость клеток для воды по данным осмотических опытов
Объект	Проницаемость (мкм 3 ) за 1 мин через 1 мкм 2 поверхности при разности осмотического давления внутри и снаружи клетки, равной 0,1 МПа
Простейшие
Одноядерная амеба	0,026—0,031
Грегарина	0,2
Неоплодотворенные яйца морских животных
Морской еж	0,10—0,17
Морская звезда	0,60—0,70
Клетки растений
Фукус (бурая водоросль)	0,13-0,19
Лук репчатый	0,35
Майник двулистный	0,06—0,38
Клетки млекопитающих
Лейкоциты кролика	0,3
Лейкоциты человека	1,3
Эритроциты человека	3,0

Как видно из приведенных данных, они отличаются друг от друга в десятки и сотни раз.

Проницаемость клеток для воды изучается и с помощью изотопного метода с использованием либо тяжелой дейтериевой воды (D₂O), либо радиоактивной тритиевой (T₂O) без нарушения осмотического равновесия. Этот метод показал, что все время происходит обмен воды между клеткой и средой. Если кролику ввести в кровяное русло тяжелую воду, то уже через 30—40 мин она полностью перемешивается с водой скелетной мышцы. Вода протоплазмы амебы обменивается на тяжелую воду за 14 мин; у аксона кальмара время полуобмена воды аксоплазмы лежит в пределах 40с.

Скорость движения воды в клетку или из клетки по осмотическому градиенту, определяемая по скорости изменения объема клетки, больше, чем при диффузионном обмене, обнаруживаемом изотопной методикой при постоянном объеме клетки (табл. 4).

Таблица 4. Величина проницаемости воды у некоторых клеток, определяемая разными методиками (Harris, 1960)
Клетки	Проницаемость, мкм/с —1
	осмотический метод	изотопный метод
Амеба	0,37	0,23
Яйцеклетка лягушки	1,30	0,75
Эритроциты человека	139,0	58
Эритроциты быка	152,0	51
Эритроциты собаки	400,0	63

Каковы механизмы движения воды?

Это пассивный перенос по осмотическому градиенту. Ни у одного животного пока не найдено образования, способного к активной секреции воды и к транспорту молекул воды против осмотического градиента. У некоторых одноклеточных, живущих в пресной воде, избыток поступающей по осмотическому градиенту в организм воды непрерывно удаляется с помощью особого органоида — пульсирующей вакуоли. Благодаря этому осмотическое давление внутри клетки постоянно поддерживается на более высоком уровне по сравнению с давлением среды. Это активный процесс, протекающий с затратой энергии, но механизм его еще неизвестен.

Почти у всех пресноводных и наземных растений, имеющих клетки с твердыми оболочками из клетчатки, концентрация содержимого клеток больше концентрации тканевых жидкостей. Поэтому вода стремится внутрь клетки и обусловливает тургор, играющий для жизни растений важную роль (удержание воды, расправление листьев и побегов, рост). У растений пустынь разница осмотических давлений содержимого клетки и окружающей жидкости достигает иногда 5 МПа.

У животных клеток стенки эластичные и концентрация внутри и вне клеточной жидкости обычно изоосмотичная. Постоянство осмотического давления тканевой жидкости и плазмы крови поддерживается с помощью специальных систем организма.

Источник

НАПОИТЕ СВОИ КЛЕТКИ!

НАПОИТЕ СВОИ КЛЕТКИ!

Наверняка вы слышали о том, что медики рекомендуют употреблять не меньше 2,5 литров жидкости в день. Я соглашусь с этим утверждением, добавив лишь «включая воду, входящую в пищу, которую вы едите».

Это небольшое дополнение очень важно. Про пользу питья чистой воды я уже рассказывала, но, оказывается, воду можно не только пить, но и есть! Наша пища уже состоит из жидкости, которая используется клетками для нормального функционирования. Кроме того, пища содержит микроэлементы и белки, которые способствуют укреплению мембран клеток, тем самым помогая им удерживать воду внутри и не допуская ее выхода.

Можно выпить много литров воды, но организм попросту не сможет ее задержать. В то время как вода, которую мы получаем из пищи, — структурированная и поэтому лучше усваивается организмом. Употреблять воду из продуктов даже лучше, чем «в чистом виде», — она полезнее для здоровья наших клеток. Эту мысль впервые озвучил американский врач Говард Мурад. Он утверждает, что молодость, эластичность кожи и хорошее самочувствие непосредственно связаны с уровнем воды, который поступает в клетки из пищи.

Посмотрите на животных — в основном они употребляют пищу с большим содержанием воды. Мясо добычи, пойманной хищником, содержит до 80 % жидкости. Эта вода является существенной частью ежедневного рациона животных. Она действует насыщающе, способствует пищеварению, стимулирует обменные процессы в клетках. Только при помощи воды клетки могут синтезировать жизненно важные протеины и продуцировать энергию, необходимую для расщепления жиров.

Употребление пищи, содержащей воду, улучшает обмен веществ, что соответственно приводит к снижению веса.

Самое главное для здоровья, красоты и молодости — чтобы вода поступала в клетки нашего тела, задерживалась там и омолаживала их. Удерживать воду могут только сильные, молодые клетки. Со временем «запас прочности» мембран истощается, и они начинают пропускать воду. Мембрана, по сути, как шина у автомобиля — если на поверхности резины много микроотверстий, то из шины будет выходить воздух и внутрь проникнут пыль и грязь. Также и мембраны наших клеток — если они цельные, сильные и упругие, вода останется в клетке и будет исправно выполнять свои функции. А если оболочка покрыта трещинами и цельность ее нарушена, то вода, а вместе с ней и питательные вещества, станут выходить и задерживаться в межклеточном пространстве, что отразится и на нашей внешности — появятся одутловатость и отеки. Это может спровоцировать неприятные заболевания и привести к набору веса.

Когда клеточная мембрана истощается, клетки теряют воду. Это может происходить в силу множества причин — из-за неправильного питания и соответственно недостаточного количества веществ для укрепления мембраны, высокого уровня стресса, бессонницы, экологической обстановки, отсутствия движения. С возрастом все эти факторы усугубляются — по мере взросления мы просто-напросто обезвоживаемся, и проявляется это в виде морщин, растяжек, кожных воспалений и сухости кожи. Остановить этот процесс нельзя, но можно существенно его замедлить.

Чтобы проанализировать состояние мембран ваших клеток, вам достаточно ответить на несколько вопросов.

Выглядите ли вы на свой возраст? Вам обычно дают больше или меньше лет, чем записано у вас в паспорте? Если клетки хорошо гидрированы, выполняют свои функции, кожа подтянутая и эластичная — что свойственно молодости, — вы выглядите моложе, да и чувствуете себя лучше.

Устраивает ли вас ваш вес? Лишние килограммы могут указывать на неправильное питание и соответственно на плохое водоудержание клеток.

Хорошо ли вы спите и насколько легко встаете по утрам? Крепкий достаточный сон существенно влияет на все жизненные процессы, гормональный фон и соответственно функционирование клеток.

Хорошая ли у вас кожа? Кожа отражает состояние всего организма. Если она сухая и шелушится — значит вашим клеткам не хватает воды. Следует пересмотреть рацион питания и внимательно отнестись к советам в последующих главах.

Пока ваши клетки не могут удерживать воду, которая требуется им для здорового функционирования, от всей выпитой вами воды не будет никакого толку. Ведь выпитая вода идет не только на клеточный уровень. Она может оказаться и вне клеток — именно из-за нее человек выглядит обрюзгшим. Мешки под глазами, вздутый живот и отекшие ноги — все это признаки того, что организм неэффективно использует воду. Вред от плохого водоудержания может проявиться везде, включая кровеносные сосуды, сердце и мышцы, кожу и печень. Таким образом, если не позаботиться о цельности мембраны, можно обрести множество болезней, не говоря уже о неприглядном внешнем виде и плохом самочувствии.

Если ваши клетки лучше снабжаются водой, они используют энергию оптимально. Кроме того, если организм будет удерживать воду на клеточном уровне, вы потеряете избыточный вес. Этому способствует и здоровое питание, о котором я расскажу в следующей главе.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

2. Осмотр больного с заболеванием органов дыхания. Патологические формы грудной клетки. Определение дыхательной экскурсии грудной клетки

2. Осмотр больного с заболеванием органов дыхания. Патологические формы грудной клетки. Определение дыхательной экскурсии грудной клетки Положение больного. Положение ортопноэ: в отличие от заболеваний сердечно-сосудистой системы больной чаще сидит с наклоном корпуса

Часть VI. Клетки-убийцы и клетки-защитники

Часть VI. Клетки-убийцы и клетки-защитники В человеческом организме действует порядка 250 типов клеток, объединенных в органы и ткани. Их можно разделить на более крупные группы и подгруппы, а можно, напротив, разбить на еще более мелкие объединения. Суть от этого не

Как исправить свои ошибки?

Как исправить свои ошибки? «Двенадцать лет назад муж принес Ваши „Целительные силы“ и для нас открылся новый мир. Ваши книги покупаем и по сей день, собралась изрядная библиотека, читаем и перечитываем, открывая все новое и новое. Вам удается донести такие непростые вещи

Урок 13 Прочувствуй свои чувства

Урок 13 Прочувствуй свои чувства Единственный способ убрать лишний вес непереработанных чувств – это позволить себе по-настоящему ощутить их. Мы уже установили, что подсознательная сила пищевой компульсии является результатом непереработанных чувств. Переедая, ты

Познаем свои эмоции

Познаем свои эмоции Ежедневно каждый человек испытывает различные эмоции. Они могут быть положительными, отрицательными, приятными или неприятными, активизирующими или подавляющими. Могут отражать реакцию на ситуацию или быть биологически оправдаными.Но есть и

Познаем свои эмоции

Познаем свои эмоции Ежедневно каждый человек испытывает различные эмоции. Они могут быть положительными, отрицательными, приятными или неприятными, активизирующими или подавляющими. Могут отражать реакцию на ситуацию или быть биологически оправдаными.Но есть и

Совсем не чувствую свои 65 лет

Совсем не чувствую свои 65 лет Мне 65 лет. Мои болезни: колит и гайморит – в хронической форме, ишемия, анемия. Уринотерапией начал заниматься без большого энтузиазма. Просто очень многие вокруг пробовали, ну и я решил попробовать тоже. Чем я хуже людей? На особые результаты

Уважайте свои чувства

Уважайте свои чувства «Если мы не будем горевать, мы будем пребывать в хроническом смятении, – говорит доктор философии Глен Дэвидсон, профессор психиатрии и специалист по танатологии (раздел медицины, включающий уход за неизлечимо больными пациентами) на медицинском

Как и почему мы написали свои книги

Как и почему мы написали свои книги (рассказывает Глеб Погожев)Много лет мы учительствовали в суровом и прекрасном крае. В Мурманске. Полярное сияние, снежные сопки, короткое лето, долгая темная зима.Многие влюблены в эти края, и мы с женой не исключение. Вот только к 40

Примите свои слабости

Примите свои слабости В первую очередь постарайтесь принять свои слабости. Жизнь с постоянной мыслью о необходимости «исправиться» жестоко ущемляет ваше самолюбие. Эта мысль – одна из причин ваших постоянных стрессов. Да, конечно, вы – не идеал, но и не хуже, чем другие.

Упражнение I. Любите свои глаза

Упражнение I. Любите свои глаза Так же как все остальные упражнения этой книги, выполнять его следует без очков или контактных линз.Лучшее время для выполнения упражнения — утро. Оно не занимает много времени и имеет очень большое значение для улучшения вашего зрения.

Одобряйте себя и свои поступки

Одобряйте себя и свои поступки И совсем не важно, что вы годами критиковали себя и свое окружение, отрицательно думали о себе и других. Возможно, в вашей жизни было какое-то очень страшное событие, и вы проклинаете себя за то, как вы тогда поступили, какое тогда приняли

Волосы – накладные или свои?

Волосы – накладные или свои? Накладные волосы привлекательны тем, что позволяют легко создать эффект наличия большего, чем есть, количества растительности на голове, из которого можно изготовить любую прическу. И с ее помощью изменить внешний облик без каких-либо потерь.

Как преодолеть свои недостатки

Как преодолеть свои недостатки «Недостаток, мешающий людям действовать, заключается в том, что они не чувствуют, на что способны». Ж. Боссюэ Эта программа является продолжением программы по повышению самооценки. Цель – самоусовершенствование и приобретение большей

Источник