Согласно теории известного российского ученого А.И. Опарина жизнь на планете возникла в водной среде. Без воды жизнь немыслима: все биохимические реакции и физиологические процессы как в растениях, так и у животных организмов, в том числе и у человека, осуществляются при участии воды.
Физиологическое значение воды для человека состоит в том, что вода входит в состав всех биологических тканей. Как показали ученые, вода составляет примерно 60—70% массы тела, а потеря 20—22% жидкости приводит к смерти.
Вода содержится не только в жидких средах, но и в плотных образованиях организма. Процентное количество воды в различных тканях и органах можно представить следующим образом: зубная эмаль — 0,2, кости — 22, жировая ткань — 30, белое вещество мозга — 70, печень — 70, скелетные мышцы — 76, мышца сердца — 79, почки — 83, серое вещество мозга — 86, стекловидное тело — 99.
Живой клетке вода требуется для сохранения структуры и нормального функционирования. Считается, что вода выполняет некоторую общерегуляторную функцию на клеточном уровне с воздействием практически на все структуры клетки. Вода не только участвует в организации пространственной структуры биологических мембран, но и активно влияет на происходящие в них процессы. Физико-химическая структура йоды изучена недостаточно. Ученые предполагают, что талая вода обладает особой «льдоподобной» структурой, которая соответствует структуре воды внутри клеток и является, образно говоря, «матрицей жизни». Нарушение этой структуры приводит к повышению проницаемости клеточной мембраны. Установлено, что старение организма связано со способностью тканей удерживать воду. С возрастом ее количество в организме уменьшается. Наблюдения показали, что полив сельскохозяйственных растений талой водой приводит к повышению урожайности на 20%.
Известно, что вода — универсальный растворитель. Вследствие полярности молекул она обладает наибольшей способностью ослаблять связи между частицами, молекулами и ионами многих веществ. Это имеет значение для солевого обмена организма. Всасывание солей в кишечнике возможно благодаря тому, что они растворены в воле. Поступая в кровь, соли влияют на важнейшую биологическую константу организма — осмотическое давление крови. Вола снижает осмотическое давление, а соли его повышают. Вода выступает как основа кислотно-щелочного равновесия в организме — важнейшего фактора, определяющего скорость и направление многих биохимических реакций в тканях и органах, так как в воде соли, кислоты и щелочи не только растворяются, но и диссоциируют. Вода участвует во многих химических реакциях в организме.
Вода служит основной составной частью крови, секретов и экскретов организма. В связи с этим важной функцией воды в организме является транспорт в организм многих солей, микроэлементов и питательных веществ, например углеводов и витаминов. Одновременно вода участвует в выведении шлаков и токсичных вешеств с потом, мочой, слюной.
Велика роль воды и в терморегуляции организма. Вода непрерывно выделяется через почки, легкие, кишечник, кожу, при этом организм отдает в окружающую среду значительное количество тепла. Так, при испарении пота человек теряет около 30% тепловой энергии. Существует и контактный путь отдачи тепла при купании в открытых водоемах.
При определении оптимального питьевого режима человека нужно помнить, что одним из механизмов саморегуляции питьевого режима является жажда. Возникновение жажды связано с водно-электролитным балансом в организме и обусловлено нарушением осмотического давления. Изменение водно-электролитного баланса нарушает проницаемость клеточных мембран и изменяет перемещение через них растворенных в воде веществ. Появление жажды служит первым сигналом сдвига водно-электролитного баланса в сторону увеличения концентрации солей в тканях и запуска механизма саморегуляции осмотического давления. Сдвиги осмотического давления компенсируются деятельностью почек, легких, кожи, эндокринной системы, водно-электролитными депо печени, мышц и других органов. Однако регулирующая роль в нормализации водно-электролитного баланса принадлежит нервной системе, которая активизирует или подавляет все эти процессы, получая сигналы от осморецепторов, находящихся в тканях и стенках сосудов.
Механизм формирования жажды имеет одну особенность. Ученые показали, что субъективное ощущение жажды включается очень быстро и долго сохраняется, особенно при избыточном потреблении солей, что как бы зашищает человека от опасного для жизни недостатка воды. Излишнее содержание жидкости в организме не вызывает заметных субъективных ощущений. В связи с этим перегрузка жидкостью может привести к нарушению механизмов саморегуляции.
В обычных условиях количество выпиваемой жидкости не должно превышать 1 — 1,5 л/сут. Дополнительное продуктами питания поступает 1 — 1,2 л воды. Кроме того, в результате окисления пищевых веществ образуется до 0,5 л воды. Таким образом, при номинальной физической нагрузке и в благоприятных климатических условиях организму человека требуется около Зл воды. Однако в жарком климате и при тяжелых физических нагрузках потеря воды из-за усиленного потоотделения может возрасти до 10 и даже 12 л/сут. Наряду с обезвоживанием в подобной ситуации особо опасно выведение из организма больших количеств солей калия и натрия, что может повлечь за собой выраженные изменения водно-электролитного баланса, нарушение мембранных процессов и как следствие судорожную болезнь и необратимые изменения в сердечной мышце и других органах. Профилактика таких неблагоприятных яилений состоит в достаточном, соответствующем потерям дробном приеме жидкости, поваренной соли и препаратов калия.
Наряду с обеспечением физиологических функций организма вода имеет важнейшее гигиеническое значение и рассматривается как ведущий показатель санитарного благополучия населения.
Доброкачественная вода необходима человеку для поддержания чистоты тела и закаливания, уборки жилища, приготовления пиши и мытья посуды, стирки белья, поливки улиц и площадей. Много воды расходуется на уход за зелеными насаждениями. Москва расходует более 6 млн м3 водопроводной воды в сутки, что составляет более 700 л на человека. Однако 30-40% поставляемой воды используется на технологические нужды. Расход воды на 1 жителя в сутки для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд без учета промышленного потребления составляет в Санкт-Петербурге, Киеве — 400 л, в Тбилиси — 500 л, в Манчестере, Гамбурге, Мюнхене — 200 л, в Глазго, Хельсинки — 250 л. Лишь в Риме водопотребление равно 1000 л на человека в сутки. Это объясняется не столько потреблением воды для личных нужд, сколько множеством декоративных водоемов и фонтанов в городе. Данное обстоятельство лишний раз'дока-зывает серьезное эстетическое значение воды как градообразующего фактора.
Народнохозяйственное значение воды состоит в том, что питьевая вода — это, как правило, не только и не столько природный фактор, сколько продукт производства, в получении которого участвует большая армия инженеров, химиков, биологов, врачей, рабочих. Существуют огромные фабрики питьевой воды — станции очистки. Природная вода становится питьевой лишь после многих этапов превращения — добычи и транспортировки, установления определенного, строго регламентированного государством качества и контроля за этим качеством. В связи с этими операциями цена воды становится довольно внушительной, а количество воды, используемой для промышленных и сельскохозяйственных нужд, постоянно возрастает. Вода является ценнейшим технологическим сырьем. Так, для получения 1т резины или 1 т алюминия необходимо 1500 м3 пресной воды. При выплавке 1 т стали расходуется около 150 м3 воды, а на производство I т синтетического волокна используется 2000 м3 этого ценнейшего продукта.
Велики затраты доброкачественной воды и в сельскохозяйственном производстве. Выращивание 1 т пшеницы требует 1500 м3, а 1 т риса — 4000 м3 пресной воды. Расход воды на производство 1т мяса достигает 20000 м3 воды. Количество воды, необходимое естественной флоре и фауне, практически не поддается учету.
Естественные водоемы широко используются в оздоровительных целях для купания, закаливания, занятий спортом. Вместе с тем вода остается и важным лечебным фактором: хороший эффект дают разнообразные физиотерапевтические водные процедуры, а бальнеология использует целебные свойства минеральных вод и грязей.
Исключительно велика роль водного фактора в распространении, различных как инфекционных, так и неинфекционных болезней. Этот вопрос требует наиболее пристального внимания. |
