Water is essentieel voor stofwisselingsprocessen

Ons lichaam bestaat voor meer dan de helft uit water, zo'n 60 procent. In alle cellen zit water waarin allerlei stofwisselingsprocessen plaatsvinden, zoals de verbranding. Het is voor ons lichaam belangrijk om de vochtbalans op peil te houden. Soms wijkt dit af, doordat we vocht verliezen of vasthouden. Meer water drinken kan zowel wateraanvullend als vochtafdrijvend werken. Water speelt een essentiële rol bij de stofwisseling, omdat het unieke eigenschappen heeft. Hierdoor is water zo'n bijzonder molecuul voor alle leven op aarde.

Water is essentieel voor het leven

Astronomen zijn sinds lange tijd op zoek naar buitenaards leven en naar mogelijke planeten, waar leven eventueel mogelijk zou zijn. Hiervoor zoeken ze naar sporen van water. Water is voor het leven noodzakelijk. Geen water, geen leven mogelijk, althans voor de levensvormen die wij kennen.

Wat zijn stofwisselingsprocessen?

Alle stoffen op aarde zijn opgebouwd uit atomen, ook wel elementen genoemd. Atomen vormen groepjes en blijven door bepaalde natuurkundige krachten bij elkaar geclusterd en worden dan o.a. moleculen genoemd. De atomen bevinden zich echter maar voor een bepaalde tijd in een molecuul. Moleculen kunnen namelijk weer met andere moleculen of atomen reageren, waarbij delen van moleculen uiteen vallen en/of weer verbindingen vormen met andere delen van moleculen of atomen. Het uitwisselen van (delen) van moleculen of atomen wordt ook wel stofwisseling genoemd.

Water als oplosmiddel

Atomen bestaan uit positieve delen (protonen) en negatieve delen (elektronen). Ook moleculen kunnen ladingsverschillen hebben. Water is een molecuul dat aan een kant meer positief geladen is en aan de andere kant meer negatief geladen. Hierdoor is het een soort magneet, waardoor moleculen, die soms ook meer positief of juist negatief zijn, door de tegenovergestelde polen van water worden aangetrokken. Water is dus zowel plus als min geladen en heeft een zg. dipool. Om die reden maakt deze eigenschap water zo geschikt als oplosmiddel, want stoffen weten zich zo aan de plus- of aan de min-kant van water te rangschikken. Het gaat overigens over enorme aantallen moleculen die met elkaar in de waterige cellen reageren: in een druppel bijvoorbeeld zitten 10.000.000.000.000.000.000.000 moleculen water en aan elk molecuul kan aan beide kanten een bepaalde stof aangetrokken worden.

Een bekend voorbeeld van stofwisseling is fotosynthese

Planten zijn in staat om onder invloed van (zon)licht water en koolzuurgas (of koolstofdioxide) om te zetten in het suiker glucose en daarbij ontstaat ook zuurstof. De stofwisselingsreactie kun je ook zo beschrijven: 6 CO2 + 6 H2O + (zon)licht > C6H12O6 + 6 O2
Daarbij geldt dat er evenveel atomen O, H en C met elkaar reageren (voor de >) en er evenveel atomen na de reactie overblijven (na de >). Bijvoorbeeld, er doen 6 C-atomen mee (die zitten in 6 moleculen koolzuurgas of CO2) en er ontstaat een molecuul glucose of C6H12O6. Er gaan dus nooit atomen verloren, maar in stofwisselingsreacties wisselen atomen wel van plaats, vandaar de naam stofwisseling.

Een ander bekend voorbeeld van stofwisseling is de verbranding

Dat is een tegengestelde reactie van de fotosynthese: In vrijwel alle levende cellen vindt verbranding plaats: glucose en zuurstof reageren en er ontstaat energie, water en koolzuurgas. Ook dit proces vindt in een water plaats.

Water speelt een cruciale rol bij stofwisselingsprocessen

Ten eerste vinden zowel fotosynthese als verbranding plaats in het oplosmiddel water. Naast deze twee wat meer bekende processen spelen vrijwel alle stofwisselingsprocessen zich af in een waterige oplossing. Ten tweede kan water zelf ook mee reageren, bijvoorbeeld in de fotosynthese. Water wordt gesplitst door energie uit het licht. Daarbij ontstaan energierijke elektronen en zuurstof. De elektronen zetten allerlei processen op gang als in een domino-effect, waarbij uiteindelijk glucose ontstaat.

Water is een zeer bijzonder molecuul

Onze cellen zijn dus gevuld met water, het cytoplasma. Het leven op aarde kan niet zonder water. Alle levende cellen bevatten water en daarin spelen allerlei stofwisselingsprocessen af. Water kan dus zelf ook meedoen aan reacties. Doorgaans wordt water gesplitst zodra een groot molecuul wordt verbroken. De delen van het gesplitste water gaan dan aan beide breukdelen van het grote gesplitste molecuul binden (een zg. hydrolyse reactie). Omgekeerd geldt dat als kleinere moleculen aan elkaar gekoppeld worden, wordt er water gevormd (een zg. condensatie reactie).

Onze waterbalans

De hoeveelheid water in cellen moet voortdurend op peil blijven. Een teveel aan water kan betekenen dat bepaalde stoffen in verdunde vorm in de cel zitten en dat is niet altijd wenselijk. De hoeveelheid moleculen in cellen moet onderling met elkaar in evenwicht blijven. Een tekort aan water kan betekenen dat er te weinig oplosmiddel is of dat er te weinig water mee kan reageren. Kortom de hoeveelheid water moet in balans blijven. Om die reden is het belangrijk om bij een tekort water bij te vullen, dus te drinken. Bij een teveel, vocht vasthouden, is water drinken soms ook van belang. Immers, als het lichaam water wil vasthouden, kan het juist een tekort willen compenseren. Overigens zijn liters water drinken niet nodig, tenzij je intensief sport en door zweten erg veel vocht verliest. Onder omstandigheden in rust is elk uur enkele slokjes van het wondermolecuul water drinken vaak al voldoende.