"the molecular structure of water is the essence of all life"  

Dr. Albert Szent-Gyorgy, Nobel Prize winner

         น้ำในเซลล์ เป็นน้ำห่อหุ้มโมเลกุลชีวภาพทุกชนิด  รวมทั้งโปรตีนและกรดนิวคลีอิก      ในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้น  หนาแน่นไปด้วยโมเลกุลต่างๆ เช่น โปรตีน, อาร์เอ็นเอ, ไอออน และตัวถูกละลาย (solutes) ชนิดต่างๆ  ดังนั้น  แรงดันออสโมซิส (osmotic pressure) ภายในเซลล์จึงสูง และมีการทำงานของน้ำภายในเซลล์ต่ำ      น้ำในเซลล์จึงจำเป็นต้องแตกต่างจากน้ำนอกเซลล์

Water content (ปริมาณน้ำในร่างกาย)

         ปริมาณน้ำในร่างกายคนเราจะแตกต่างกันออกไปในแต่ละบุคคล  และมักจะค่อยๆลดลงไปตามอายุที่เพิ่มมากขึ้น    โดยเมื่อเป็นตัวอ่อนในครรภ์  ร่างกายจะประกอบไปด้วยน้ำกว่า 90% โดยน้ำหนัก   ลดเหลือ 74% เมื่อเป็นทารก   ลดเหลือ 60% เมื่อเป็นเด็ก   ลดเหลือ 59% เมื่อเป็นวัยรุ่น (วัยรุ่นหญิง เหลือ 56%) 59% เมื่อเป็นผู้ใหญ่ (ผู้หญิงเหลือ 50%) และเหลือ 56% (ผู้หญิง 47%) เมื่ออายุ 50 ปีขึ้นไป      การที่เพศหญิงและเพศชาย เริ่มตั้งแต่วัยรุ่น มีปริมาณน้ำในร่างกายแตกต่างกันก็เพราะ  ทั้งสองเพศมีปริมาณไขมันสะสมในร่างกายต่างกัน   และการที่ผู้สูงอายุมีปริมาณน้ำลดต่ำลงมากก็เพราะว่า มีไขมันไปสะสมแทนกล้ามเนื้อ      น้ำในร่างกายนั้น จะกระจายไปตามระหว่างเซลล์ (intracellular fluid, ICF, น้ำในเซลล์ มีประมาณ 59%  ≈ 26 ลิตร ในผู้ชายน้ำหนัก75 กก., ICF มีประมาณ 61% ≈ 19 ลิตร ในผู้หญิงน้ำหนัก 60 กก.) และน้ำนอกเซลล์ -  extracellular fluid (ECF มีประมาณ 41% ≈ 18 ลิตร ในผู้ชายน้ำหนัก 75 กก. ซึ่งรวมถึงพลาสมา  ≈ 3 ลิตรด้วย, ECF มีประมาณ 12 ลิตร ในผู้หญิงน้ำหนัก 60 กก.)      โดยน้ำจะเคลื่อนไหวไปมาอย่างอิสระ ระหว่าง ICF และ ECF ซึ่งควบคุมโดยแรงดันออสโมติก และแรงดันภายในหลอดเลือด (hydrostatic pressures)      โมเลกุลของน้ำ มีค่าครึ่งชีวิตในร่างกายเราประมาณ 9-10 วัน และใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์  น้ำในร่างกายจึงจะเปลี่ยนใหม่หมด (ระยะเวลา ขึ้นกับอายุ, เพศ, โครงร่าง และปริมาณน้ำที่ดื่ม   ยิ่งดื่มน้ำมากก็ยิ่งมีค่าครึ่งชีวิตสั้น)      ไอออนส่วนใหญ่ที่อยู่ใน ICF คือ K⁺  (โปแตสเซียมไอออน)  และโปรตีนที่มีประจุลบ ในขณะที่ใน ECF จะประกอบด้วย Na⁺ (โซเดียมไอออน) ,Cl^- และ bicarbonate

Water Redox processes ปฏิกิริยารีดอกซ์ของน้ำ

         ปฏิกิริยาที่ทำให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้ คือ ปฏิกิริยารีดอกซ์ หรือปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน (redox :oxidation-reduction) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการขนส่งอีเล็คตรอน

OIL RIG

Oxidation Is Loss of electrons, Reduction Is Gain of electrons

 ปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจน และปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจน

         เมื่อโมเลกุลไฮโดรเจน (H₂) ถูกออกซิไดส์โดยโมเลกุลออกซิเจน  ได้เป็นน้ำ (H₂O)  จะเกิดปฏิกิริยา 2 ชนิด คือ การส่งอีเล็คตรอนจากไฮโดรเจนไปที่ออกซิเจน (ปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจน) และการรับอิเล็คตรอนจากไฮโดรเจน ของออกซิเจน (ปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจน)      ออกซิเจนเป็นสารทำหน้าที่ออกซิไดส์ และไฮโดรเจนเป็นสารทำหน้าที่รีดิวซิ่ง      ทั้งโมเลกุลของออกซิเจน และไฮโดรเจนไม่จำเป็นต้องมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์  แต่สิ่งสำคัญคือ  ต้องมีการเคลื่อนไหวของอีเล็คตรอนจากสารหนึ่งไปอีกสารหนึ่ง      ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดในสารละลายนั้น เป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดในระบบชีวภาพและสิ่งแวดล้อม  เพราะช่วยให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้ โดยการรวบรวม และการกระจายพลังงาน ให้กับสิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการและการซับซ้อนต่ำ

         ในปฏิกิริยารีดอกซ์นั้น   ความสามารถในการให้ หรือรับอีเล็คตรอน  เราเรียกว่าค่า redox potential (Oxidation Reduction Potential - ORP)

          ค่า ORP เป็นบวก  บ่งบอกถึงความสามารถในการรับอีเล็คตรอน (เรียกสารนั้นว่าเป็น oxidizing agent, oxidant) และหากค่า ORP เป็นลบ  บ่งบอกถึงความสามารถในการให้อีเล็คตรอน (เรียกสารนั้นว่าเป็น  reducing agent, reductant)