Неорганические молекулы

Это молекулы, не содержащие атома углерода; из-за его отсутствия невозможна какая-либо химическая реакция, имеющая целью образование более сложных молекулярных форм (сцепление практически невозможно из-за трудности установления ковалентной связи). Естественно, существуют исключения: например, монооксид углерода (СО), который, будучи неорганическим соединением, содержит атом углерода.

Неорганические молекулы собирают в группы воду, кислоты и щелочи с соответствующими солями, а также буферные компоненты (О2 и СО2).

Вода

Около 60-80% объема большинства клеток составляет вода; в плазме и лимфе она составляет около 92% объема.

В целом в организме процентное содержание воды варьируется от 65 до 75% (в зависимости от органических условий она может достигать 85%); такое различие зависит как от внешних факторов (климат и т.п), так и от внутренних (биотип, условия гидратации и др.).

Вода обладает химическими и физическими свойствами столь необходимыми для живого организма, что на уровне гипоталамуса имеет собственный контрольный центр, стимулирующий ее прием.

Регуляция температуры тела

В живом существе вода выполняет функцию регулятора температуры тела, поскольку требует достаточно большого количества тепла, чтобы поднять свою температуру (а именно одна калория на один градус Цельсия для одного грамма воды); вследствие этого она имеет тенденцию поддерживать стабильной температуру тела даже при наличии тепловых скачков, которые могли бы причинить функциональный ущерб.

Например, в случае двигательной деятельности для регуляции температуры тела, кроме как путем потоотделения организма, она способна постепенно менять собственную температуру.

Защита

Вода оказывается эффективным смазочным материалом, защищающим структуры от механического трения; защита обеспечивается как ее способностью рассеивать тепло, так и ее несжимаемостью. Она образует “жидкие подушки” в закрытых контейнерах и дает кинетическим силам, переданным в точечной форме, возможность перераспределяться и рассеиваться в различных направлениях таким образом, чтобы сделать их механически менее обременительными.

Химические реакции

Прямое участие воды во многих химических реакциях является основным условием их осуществления; она составляет опорный матрикс различных реагентов.

Реакция, при которой получается вода - это явление синтеза, когда имеет место органическая дегидратация, поскольку для образования соединений организм передает часть составляющей его воды; напротив, гидролиз - это реакция распада, влекущая обеднение водой.

Жидкий матрикс или “среда смешения”

В водной среде присутствуют растворы, суспензии и коллоиды в зависимости от отношений жидкого матрикса (воды) и присутствующих в нем веществ; на основании этого мы будем говорить о:

n растворах, когда вещества растворены (напр., соли, содержащиеся в поте)

n суспензиях, когда нерастворимые вещества, обычно по причине застоя, имеют тенденцию к отложению (напр., красные кровяные шарики в плазме)

n коллоидах, когда нерастворимые в воде вещества из-за сходного молекулярного веса не выпадают в осадок (напр., вода и протеин внутри клеточных мембран).

Вода становится транспортным средством всех частиц (жидких, газообразных и твердых), содержащихся в ней, и ее циркуляция способствует их диффузии. С помощью различных механизмов осуществляются обменные процессы между внеклеточной и внутриклеточной средами.

Растворы

Растворы могут быть тоническими, гипотоническими и гипертоническими в зависимости от концентрации реагентов; механизмы обмена имеют тенденцию создавать равновесие между концентрациями двух контактирующих растворов. Осмотическая концентрация жидкостей тела является элементом стимуляции прохода молекул воды извне клетки внутрь ее или наоборот.

Кислоты и щелочи

Классификация многих молекул как кислот или щелочей связана со способностью молекул отдавать или приобретать электроны и вследствие этого заряжаться положительно или отрицательно; это окажется наиболее эффективным в отношении буферных механизмов тела. Щелочь - это положительно заряженный химический компонент; кислота, наоборот, отрицательно заряженный.

В зависимости от числа зарядов, положительных или отрицательных, кислота и/или щелочь могут быть сильными или слабыми; их общим свойством является тенденция к диссоциации в воде.

Соли и буферы

Соли - это молекулы, образованные соединением кислоты и щелочи, при котором ионы водорода кислоты, отрицательно заряженные, замещаются положительно заряженными ионами щелочи; результат этой реакции - электрически нейтральная соль. Если растворенные в воде соли диссоциируют, они дают положительно или отрицательно заряженные ионы, создавая таким образом электролитическую базу.

Буферы - это компоненты, функция которых заключается в поддержании рН в нужных пределах; поскольку многие энзимы оптимально действуют в узких границах рН, жизнеспособность организма зависит именно от регуляции рН.

Слабые кислоты и слабые щелочи являются эффективными буферными компонентами, так как противостоят изменению рН раствора, “добавляясь” к нему; чем больше концентрация буфера, тем эффективнее будет противодействие изменению рН.

Самые важные буферы, присутствующие в организме, это бикарбонаты, фосфаты, протеины, аминокислоты.

рН

Это показатель водородной концентрации раствора; его шкала: 0-14. Символ рН означает силу (“potere” - p) концентрации иона водорода (Н).