Ус эсийн үйл ажиллагаанд яагаад чухал вэ
Ус бидний эргэн тойронд хаа сайгүй байдаг тул түүнийг ихэвчлэн үл тоомсорлодог. Гэсэн хэдий ч биологийн түвшинд ус бол амьдралын үндэс суурь юм. Бие махбодид, ялангуяа эс доторх бараг бүх урвал уснаас хамаардаг. Амьд биетийн хамгийн жижиг нэгж болох эсүүд нь үйл ажиллагаагаа явуулахын тулд тогтвортой орчин шаарддаг: энерги үйлдвэрлэх, хаягдлыг зайлуулах, өөрсдийгөө нөхөн сэргээх, бусад эсүүдтэй харилцах. Эдгээр бүх үйл явц усгүйгээр оновчтой ажиллахгүй байх байсан.
Ус нь эсийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм
Ихэнх эсүүд уснаас бүрддэг. Хүний биеийн дундаж усны агууламж нас, хүйс, биеийн бүтцээс хамааран 50-70% хооронд хэлбэлздэг. Эсийн дотор ус нь цитоплазм буюу эрхтэн тогтолцооны "ажлын орон зай"-г давамгайлдаг бөгөөд энэ нь олон химийн урвал явагддаг газар юм. Тиймээс усны түвшин буурахад эсүүдийн эзэлхүүн, даралт, химийн нөхцөл байдал өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь тэдний гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
Ус нь эсийн хэлбэрийг хадгалахад тусалдаг. Эсийн мембран нь хагас нэвчилттэй, өөрөөр хэлбэл ус болон ууссан бодисын хөдөлгөөнийг зохицуулдаг. Осмосоор дамжин усны хөдөлгөөн нь эсийн дотор болон гадна талын даралтын тэнцвэрийг хадгалдаг. Хэрэв орчин хэт "нягт" (ууссан бодисын өндөр концентраци) байвал ус эсээс гарч, агших болно. Хэрэв хэт шингэрсэн бол хэт их ус орж, эс хавдаж, тэр ч байтугай хэт хүнд нөхцөлд хагарч болно. Тиймээс ус нь эсийн бүтцийн тогтвортой байдлыг хадгалахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
Биохимийн урвалын гол уусгагч
Ус нь олон бодисыг, ялангуяа туйлын болон ионы бодисыг уусгаж чаддаг тул бүх нийтийн уусгагч гэгддэг. Эсийн хувьд энэ чадвар маш чухал юм. Глюкоз, амин хүчил, эрдэс бодис болон бусад янз бүрийн молекулууд зэрэг шим тэжээлийг бодисын солилцооны урвалд ашиглахын тулд ууссан хэлбэрээр байх ёстой.
Химийн урвалыг хурдасгадаг ферментүүд буюу уургууд нь усан орчинд оновчтой ажилладаг. Усгүй бол молекулууд уулзах, хөдлөхөд бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд урвалууд огцом удааширдаг. Ус нь бодисуудыг цитоплазм даяар жигд тархах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь гликолиз (глюкозын задрал) болон уураг, липид, нуклейн хүчлийн нийлэгжилтийн янз бүрийн процессууд зэрэг гинжин урвалуудыг идэвхжүүлдэг.
Үүнээс гадна, ус нь ферментийн идэвхийг тодорхойлдог хүчиллэг байдлын түвшин болох рН-ийг хадгалахад тусалдаг. Олон эсийн урвал зөвхөн тодорхой рН-ийн хүрээнд явагдаж болно. Усан уусмалд ажилладаг буфер системүүд нь эсүүдэд тогтвортой рН-ийг хадгалах боломжийг олгодог.
Эсийн дотор болон эсийн хоорондох тээвэрлэлтийн орчин
Эсүүд дангаараа ажилладаггүй. Тэд хүрээлэн буй орчинтойгоо байнга бодис солилцдог. Ус бол эсийн дотор (эсийн доторх) болон эсийн хооронд (эсийн гаднах) аль алинд нь тээвэрлэлтийн гол хэрэгсэл юм. Цитоплазм дотор молекулууд усан орчинд явагддаг диффуз болон цитоплазмын урсгалаар дамждаг. Хангалттай усгүй бол диффуз удааширч, шим тэжээл болон дохионы тархалт үр ашиггүй болдог.
Бие махбодийн түвшинд ус бол цус, тунгалгийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Шим тэжээл, хүчилтөрөгч, даавар, бодисын солилцооны хаягдал бүтээгдэхүүнүүд эдгээр шингэнээр дамжин эс рүү болон эсээс гадагшилдаг. Хэрэв бие шингэн алдвал цусны хэмжээ буурч, цусны эргэлт удааширч, хүчилтөрөгч, шим тэжээлийн эсэд хүргэгдэх нь оновчтой бус болдог. Үүний үр дүнд эсийн үйл ажиллагаа буурч, бие сулардаг.
Ус нь эрчим хүчний үйлдвэрлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг
Эсийн энерги нь голчлон АТФ (аденозин трифосфат)-аас гардаг. АТФ үүсэх үйл явц нь олон үе шаттай бөгөөд усан орчин шаарддаг. Жишээлбэл, эсийн амьсгалын үед митохондрид явагдах хэд хэдэн урвал нь устөрөгчийн ион (протон) болон бусад молекулуудыг шингэн орчинд шилжүүлэхийг шаарддаг.
Цаашилбал, ус нь хэд хэдэн химийн урвалд шууд оролцдог. Гидролизийн урвалд усыг том молекулуудыг жижиг молекулууд болгон задлахад ашигладаг. Жишээлбэл, энерги ялгаруулахын тулд АТФ-ийг ADP болгон задлах нь ус шаарддаг нэг урвал юм. Хангалттай усгүй бол эдгээр урвалууд тасалдаж, эсүүд үйл ажиллагаанд шаардлагатай энергиэсээ алддаг.
Тогтвортой температур болон дотоод орчныг хадгалах
Эсийн хувьд температурын огцом өөрчлөлт нь уургийн бүтэц, мембраныг гэмтээж болно. Ус нь өндөр дулаан багтаамжтай тул температурыг хурдан өөрчлөхгүйгээр дулааныг шингээж чаддаг. Энэ нь бие махбодь болон эсүүдэд тогтвортой температурыг хадгалахад тусалдаг. Биеийн температур нэмэгдэхэд ус нь хөлсөөр дамжин ууршиж, хөргөхөд тусалдаг.
Температурын тогтвортой байдал нь зөвхөн тав тухтай байдлын тухай биш; энэ нь биохимийн урвалын тасралтгүй байдалд нөлөөлдөг. Ферментүүд температурт маш мэдрэмтгий байдаг. Хэрэв тэд хэт халуун байвал денатурацид орж (задралд орж) болно; хэрэв тэд хэт хүйтэн байвал урвал хэт удаан явагдаж болно. Ус нь ферментийн идэвхжил болон бодисын солилцооны урвалыг дэмждэг дотоод нөхцлийг хадгалахад тусалдаг.
Бодисын солилцооны хаягдлыг зайлуулахад тусалдаг
Эс бүр хаягдал бүтээгдэхүүн үүсгэдэг. Эдгээр хаягдал бүтээгдэхүүний зарим нь хуримтлагдаж, хортой байдаг, тухайлбал аммиак нь элгэнд мочевин болж хувирдаг. Ус нь эдгээр хаягдал бүтээгдэхүүнийг уусгаж, тээвэрлэхэд тусалдаг тул тэдгээрийг шээс, хөлс эсвэл хоол боловсруулах системээр гадагшлуулдаг.
Эсийн түвшинд ус байгаа нь хаягдал бүтээгдэхүүн эсээс гарч эс хоорондын шингэн рүү шилжиж, тэнд цусаар дамжин тээвэрлэгддэг болохыг баталгаажуулдаг. Бие махбодь шингэн алдагдах үед шээсний хэмжээ буурч, хаягдал бүтээгдэхүүний агууламж нэмэгдэж, гадагшлуулах үйл явц улам хүндэрдэг. Үүний үр дүнд эсийн дотоод тэнцвэр алдагдаж болно.
Ус ба эс хоорондын харилцаа холбоо
Биеийн эсүүд даавар, нейротрансмиттер зэрэг химийн дохиогоор дамжуулан харилцдаг. Эдгээр дохионуудын ихэнх нь шингэнээр дамждаг. Ус нь эдгээр дохиоллын бодисууд уусч, хөдөлж, зорилтот түвшиндээ хүрэх орчныг бүрдүүлдэг. Цаашилбал, усан уусмал дахь натри (Na+), кали (K+), кальци (Ca2+), хлорид (Cl-) зэрэг ионуудын тэнцвэр нь цахилгаан дохионы дамжуулалтыг, ялангуяа мэдрэлийн болон булчингийн эсүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Хэрэв ус ба электролитийн түвшин тэнцвэргүй байвал эсүүдийн хоорондын харилцаа холбоо тасалдаж болзошгүй. Үүний нөлөө нь булчингийн агшилт, толгой эргэх, ядрах, эсвэл анхаарлаа төвлөрүүлэхэд бэрхшээлтэй болох зэрэг шинж тэмдгүүдээр илэрч болно. Энэ нь ус нь бие махбодид зөвхөн "орон зайг дүүргэгч" төдийгүй биологийн харилцаа холбооны системийн идэвхтэй хэсэг гэдгийг харуулж байна.
Ус дутагдахад эсүүдэд юу тохиолддог вэ?
Шингэн алдалт нь биеийн шингэний хэмжээг бууруулж, эсүүдийн эзэлхүүнийг алдагдуулж, химийн орчныг нь өөрчилдөг. Бодисын солилцооны урвал удааширч, шим тэжээлийн хангамж тасалдаж, хаягдлыг зайлуулах нь үр дүнгүй болдог. Бага зэргийн шингэн алдалт нь ядрах, толгой өвдөх, анхаарал төвлөрөл буурахад хүргэдэг. Илүү хүнд шингэн алдалт нь эрхтний үйл ажиллагааг алдагдуулж, цусны даралтыг бууруулж, эсийн исэлдэлтийн стрессийг нэмэгдүүлдэг.
Усны тэнцвэрийг хадгалах нь бие махбодийн хувьд нэн тэргүүний асуудал юм. Тиймээс усны түвшин буурахад бие цангаж, шээсний ялгаралтыг бууруулж, бөөрөнд ус хадгалахын тулд ADH (антидиуретик даавар) зэрэг дааврыг зохицуулдаг. Энэ механизм нь эсийн үйл ажиллагаанд тохиромжтой орчныг бүрдүүлэх зорилготой.
Хаах
Ус бол эсийн үйл ажиллагааны хамгийн чухал элемент бөгөөд эсийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг, биохимийн урвалын уусгагч, тээвэрлэгч, эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг дэмжигч, температур зохицуулагч, хаягдал тээвэрлэгч, эс хоорондын харилцааны орчин болдог. Усгүйгээр эсүүд хэлбэрээ хадгалж, бодисын солилцоо хийж, хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтөд дасан зохицож чадахгүй. Эсүүд нь бүх эд, эрхтний барилгын материал тул хангалттай хэмжээний усны хэрэглээг хадгалах нь биеийн бүхэл бүтэн үйл ажиллагааг хадгалах гэсэн үг юм.
Усны зохистой хэрэглээг хангах нь тийм ч төвөгтэй байх албагүй: тогтмол ууж, шээсний өнгөнд анхаарлаа хандуулж, халуун цаг агаар эсвэл идэвхжил нэмэгдэх үед шингэний хэрэглээгээ тохируулаарай. Ингэснээр таны биеийн эсүүд үүргээ гүйцэтгэхэд хамгийн тохиромжтой нөхцөлд байх бөгөөд таны ерөнхий эрүүл мэндийг илүү сайн хадгалах болно.
