Apa în sistemele biologice

APA

Apa este substanţa chimică cea mai larg raspândită pe glob, ocupând cca. 70% din suprafaţa planetei. Organismele vii au, de asemenea, un conţinut în apă de acelaşi ordin de mărime (50% formele sporulate ale bacteriilor, 97% celenteratele) şi se consideră că viaţa a apărut în mediul acvatic. Starea de agregare a apei este, la temperaturile la care organismele vii îşi desfăşoară existenţa, preponderent cea lichidă. De aceea vor fi prezentate mai întâi câteva aspecte privind proprietăţile lichidelor.Apa este lichidul cu cea mai mare raspandire ( ocupand aproximativ ¾ din suprafata globului terestru ) si, fara exagerare, cel mai important pentru viata.

Apa este „matricea vietii”.Ea este importanta nu numai pentru faptul ca este, din punct de vedere cantitativ,componentul major al organismelor vii, dar si pentru motivul ca ia parte la organizarea structurala a biosistemelor si la activitatea metabolica celulara. Apa este cel mai raspandit solvent si cel mai bun pentru electroliti.

Importanta apei in lumea vie

Datorita ponderii sale foarte mari in lumea vie, apa constituie „cadrul molecular” in care se desfasoara procesele vietii.

1. Apa constituie solventul universal al materiei vii, atat la nivelul

intracelular cat si interstitial.

2. In interiorul celulelor apa intervine intr-o serie de reactii biochimice,

cum ar fi de exemplu, reactiile de hidroliza, de oxidare si de condensare.

3. In cazul plantelor, apa constituie unul din cei doi reactanti in procesul

de fotosinteza ( celalalt fiind dioxidul de carbon ).

4. Apa constituie mediul de transport al moleculelor, ionilor

macromoleculelor si al celulelor de la un organ la altul. Acest transport se realizeaza de catre fluidele circulante extracelulare.

5. Apa este agentul de eliminare a catabolitilor toxici in afara

organismului, in procesele de transpiratie si mictiune.

6. Apa constituie mediul de flotatie al unor celule libere cum ar fi

eritrocitele, limfocitele, leucocitele.

7. Apa asigura protectia la socuri mecanice a unor sisteme ( sistemul

nervos central ) sau a embrionului si fatului.

8. In cazul animalelor homeoterme, apa intervine substantial si eficient in

procesele de termoreglare.

Apa in sisteme biologice

Organismul viu se prezinta ca un sistem de apa brodat cu proteine , lipide, glucide si alte molecule si macromolecule. In mediul apos, o apa cu un mare grad de structuralizare, au loc toate reactiile importante.

Toate membranele sunt tapetate cu straturi foarte subtiri de apa fixate foarte bine de acestea si formeaza o structura semicristalina.Se presupune ca o mare importanta in rezolvarea multor probleme medicale este cea a structurii apei din interiorul tesuturilor.

Procentajul reprezentat de apa este legat de activitatea metabolica.Dentina, cu cel mai redus metabolism din corp, contine doar 10% apa.In cazul uni tesut malign are loc cresterea ponderei apei datorita tranzitiei de la metabolismul aetob la cela anaerob. Prin metode de rezonanta magnetica nucleara se poate determina procentul protonilor ( implicit al apei) dintr –un tesut. O crestere peste un anumit nivel indica o tumoare sau edem.

Apa este matricea vietii. Constituie solventul universal atat in mediul interstitiar cat si in cel intracelular. Este mediul de transport al substantelor de la un organ la altul. Este mediul de aliminare al produsilor de dezasimilatie, de dispersie. Este necesara in reactia de hidroliza. Este tampon pentru variatiile de temperatura.

Degajarea de temperatura prin evaporare si rol de termostat prin caldura specifica mare. In organismele vii apa se gaseste in procente diferite in functie de specie si gradul de dezvoltare ontogenetica. La organismele superioare exista apei se poate clasa astfel dupa locul in care se afla in raport cu celula. Apa intracelulara: 70% din total. Apa extracelulara 30% - interstitial 20% si apa circulanta (vasculara) – 7%.

Dupa distributia in tesuturi apa tisulara si extratisulara este reprezentata de umorile apoase, silicoase, lichid cefalorahidian si sange. Dupa interactia cu macromolecule biologice apa poate fi libera sau legata (structurata). Dupa provenienta in organism apa poate fi exogena sau endogena.

Cantitatea de apa in tesuturi depinde de coeficientul lipocitic; raportul dintre cantitate de colesterol hidrofil si cantitatea de acizi grasi hidrofobi. Cu cat un organ sau tesut este sediul unor procese metabolice intense cu atat continutul de apa este mai mare.

Deoarece anabolismul scade cu varsta se constata si o scadere a procentului de apa cu varsta: nou – nascut → 76 – 80%; femei 60 – 80 ani → 56 – 60%.