Per què l'aigua és important per a la funció cel·lular
Sovint es dóna per feta l'aigua perquè està disponible a tot arreu. Tanmateix, a nivell biològic, l'aigua és la base mateixa de la vida. Gairebé totes les reaccions del cos, especialment dins de les cèl·lules, depenen de l'aigua. Les cèl·lules, com a unitats més petites dels éssers vius, requereixen un entorn estable per funcionar: produir energia, eliminar residus, reparar-se i comunicar-se amb altres cèl·lules. Tots aquests processos no funcionarien de manera òptima sense aigua.
L'aigua com a component principal de les cèl·lules
La majoria de les cèl·lules estan compostes d'aigua. En els humans, el contingut mitjà d'aigua corporal oscil·la entre el 50 i el 70%, depenent de l'edat, el sexe i la composició corporal. Dins de la cèl·lula , l'aigua domina el citoplasma, l'"espai de treball" on resideixen els orgànuls i on es produeixen moltes reaccions químiques. Per tant, quan els nivells d'aigua disminueixen, les cèl·lules experimenten canvis de volum, pressió i condicions químiques que afecten directament el seu rendiment.
L'aigua també ajuda a mantenir la forma cel·lular. La membrana cel·lular és semipermeable, és a dir, regula el moviment de l'aigua i els soluts. El moviment de l'aigua per osmosi manté un equilibri de pressió dins i fora de la cèl·lula. Si l'entorn és massa "dens" (alta concentració de soluts), l'aigua sortirà de la cèl·lula i aquesta es reduirà. Si és massa diluït, hi entrarà massa aigua i la cèl·lula es pot inflar i fins i tot esclatar en condicions extremes. Per tant, l'aigua juga un paper important en el manteniment de l'estabilitat estructural de les cèl·lules.
El principal dissolvent per a les reaccions bioquímiques
L'aigua es coneix com el dissolvent universal perquè pot dissoldre moltes substàncies, especialment les polars i iòniques. En el context de les cèl·lules, aquesta capacitat és vital. Els nutrients com la glucosa, els aminoàcids, els minerals i diverses altres molècules han d'estar en forma dissolta per ser utilitzats en reaccions metabòliques.
Els enzims —proteïnes que acceleren les reaccions químiques— funcionen de manera òptima en un ambient aquós. Sense aigua, les molècules tenen dificultats per trobar-se, moure's i les reaccions s'alenteixen dràsticament. L'aigua permet que les substàncies es distribueixin uniformement per tot el citoplasma, cosa que permet reaccions en cadena com la glucòlisi (la descomposició de la glucosa) i diversos processos de síntesi de proteïnes, lípids i àcids nucleics.
A més, l'aigua ajuda a mantenir el pH, el nivell d'acidesa que determina l'activitat enzimàtica. Moltes reaccions cel·lulars només poden produir-se dins d'un rang de pH específic. Els sistemes tampó que operen en solucions aquoses permeten a les cèl·lules mantenir un pH estable.
Medis de transport dins i entre cèl·lules
Les cèl·lules no funcionen soles. Intercanvien constantment substàncies amb el seu entorn. L'aigua és el principal mitjà de transport, tant dins de les cèl·lules (intracel·lular) com entre cèl·lules (extracel·lular). Dins del citoplasma, les molècules es mouen per difusió i flux citoplasmàtic, que es produeixen en condicions aquoses. Sense prou aigua, la difusió s'alenteix, cosa que fa que la distribució de nutrients i senyals sigui menys eficient.
A nivell corporal, l'aigua és un component important de la sang i la limfa. Els nutrients, l'oxigen, les hormones i els productes de rebuig metabòlics es transporten a través d'aquests fluids, i després dins i fora de les cèl·lules. Si el cos està deshidratat, el volum de sang pot disminuir, la circulació s'alenteix i el subministrament d'oxigen i nutrients a les cèl·lules no és òptim. Com a resultat, la funció cel·lular disminueix i el cos se sent dèbil.
L'aigua juga un paper en la producció d'energia
L'energia cel·lular prové principalment de l'ATP (adenosina trifosfat). El procés de formació d'ATP implica molts passos i requereix un ambient aquós. Per exemple, en la respiració cel·lular, una sèrie de reaccions als mitocondris requereixen la transferència d'ions d'hidrogen (protons) i altres molècules en un medi líquid.
A més, l'aigua participa directament en diverses reaccions químiques. En les reaccions d'hidròlisi, l'aigua s'utilitza per descompondre molècules grans en molècules més petites. Per exemple, la descomposició d'ATP a ADP per alliberar energia és una d'aquestes reaccions que requereix aigua. Sense prou aigua, aquestes reaccions s'interrompen, privant les cèl·lules de l'energia que necessiten per funcionar.
Mantenir una temperatura i unes condicions internes estables
Per a les cèl·lules, els canvis extrems de temperatura poden danyar les estructures de les proteïnes i les membranes . L'aigua té una alta capacitat calorífica, és a dir, pot absorbir calor sense canviar ràpidament de temperatura. Això ajuda el cos i les cèl·lules a mantenir una temperatura estable. Quan la temperatura corporal augmenta, l'aigua també hi juga un paper a través de la suor, que s'evapora i ajuda a refredar-se.
L'estabilitat de la temperatura no només té a veure amb la comoditat; també afecta la continuïtat de les reaccions bioquímiques. Els enzims són molt sensibles a la temperatura. Si són massa calents, es poden desnaturalitzar (descompondre); si són massa freds, les reaccions poden ser massa lentes. L'aigua ajuda a mantenir les condicions internes que afavoreixen l'activitat enzimàtica i les reaccions metabòliques.
Ajuda a eliminar els residus metabòlics
Cada cèl·lula produeix productes de rebuig. Alguns d'aquests productes de rebuig s'acumulen i són tòxics, com l'amoníac, que després es converteix en urea al fetge. L'aigua ajuda a dissoldre i transportar aquests productes de rebuig perquè puguin ser excretats a través de l'orina, la suor o el sistema digestiu.
A nivell cel·lular, la presència d'aigua garanteix que els productes de rebuig puguin sortir de les cèl·lules i entrar al líquid intercel·lular, on després són transportats per la sang. Quan el cos està deshidratat, el volum d'orina disminueix, la concentració de productes de rebuig augmenta i el procés d'eliminació es torna més difícil. Com a resultat, l'equilibri intern de les cèl·lules es pot veure alterat.
Aigua i comunicació intercel·lular
Les cèl·lules del cos es comuniquen a través de senyals químics com ara hormones i neurotransmissors. Molts d'aquests senyals viatgen a través dels fluids. L'aigua proporciona el medi a través del qual aquestes substàncies de senyalització es dissolen, es mouen i arriben als seus objectius. A més, l'equilibri d'ions com el sodi (Na+), el potassi (K+), el calci (Ca2+) i el clorur (Cl-) en una solució aquosa determina significativament la transmissió de senyals elèctrics, especialment en les cèl·lules nervioses i musculars.
Si els nivells d'aigua i electròlits estan desequilibrats, la comunicació entre les cèl·lules es pot veure interrompuda. L'impacte es pot veure en símptomes com ara rampes musculars, marejos, fatiga o dificultat per concentrar-se. Això demostra que l'aigua no és només un "omplidor d'espais" al cos, sinó una part activa del sistema de comunicació biològica.
Què passa a les cèl·lules quan els falta aigua?
La deshidratació redueix els fluids corporals, cosa que fa que les cèl·lules perdin volum i alterin el seu entorn químic. Les reaccions metabòliques s'alenteixen, el subministrament de nutrients es veu alterat i l'eliminació de residus és ineficaç. Una deshidratació lleu pot causar fatiga, mals de cap i disminució de la concentració. Una deshidratació més greu pot afectar la funció dels òrgans, disminuir la pressió arterial i augmentar l'estrès oxidatiu a les cèl·lules.
Mantenir l'equilibri hídric és una prioritat per al cos. Per tant, quan els nivells d'aigua disminueixen, el cos provoca set, disminueix la producció d'orina i regula hormones com l'ADH (hormona antidiürètica) per retenir aigua als ronyons. Aquest mecanisme té com a objectiu mantenir un entorn adequat perquè les cèl·lules funcionin.
Tancament
L'aigua és l'element més crucial per a la funció cel·lular, ja que serveix com a component principal de les cèl·lules, dissolvent per a les reaccions bioquímiques, medi de transport, suport per a la producció d'energia, regulador de la temperatura, transportador de residus i medi per a la comunicació intercel·lular. Sense aigua, les cèl·lules no poden mantenir la seva forma, dur a terme el metabolisme ni adaptar-se als canvis ambientals. Com que les cèl·lules són els components bàsics de tots els teixits i òrgans, mantenir una ingesta adequada d'aigua significa mantenir la funció general de tot el cos.
Assegurar-se una hidratació adequada no ha de ser complicat: beveu regularment, fixeu-vos en el color de l'orina i ajusteu la ingesta de líquids durant la calor o l'augment de l'activitat. D'aquesta manera, les cèl·lules del vostre cos estan en les millors condicions per dur a terme les seves funcions i la vostra salut general es manté millor.
