Aquaporin - canalul de apa

La nivelul membranei celulare transferul de apa si saruri se face selectiv. Membrana celuara contine niste “pori celulari” care actioneaza ca filtre selective nepermitand trecerea ionilor dar lasand libera trecerea moleculelor de apa. Sute de milioane de molecule trec într-o secundă printr-un singur canal. Celulele care contin canalul de apa admit moleculele de apa prin procesul de osmoza.






In 2003 cercetatorii in domeniul fizicii, chimiei, biologiei si medicinei Peter Agre si Roderick MacKinnon au fost laureati cu Premiul Nobel pentru descoperirile privind structura canalelor la nivelul membranei celulare: canale de apa, respectiv de ioni si a mecanismului canalelor de ioni.

Interesant este faptul ca un grup de cercetare din Romania condus de Gheorghe Benga a facut probabil aceasta descoperire cu cel putin sase ani inainte de Peter Agre, dar ei nu au reusit pe deplin izolarea proteinei.

Osmoza reprezinta difuziunea apei în general printr-o membrana (semi)permeabila ca in cazul celulele vii datorita permeabilitatii membranei celulare.

Presiunea lichidului in celulele plantelor si animalelor este mentinuta prin osmoza. In osmoza, mici molecule (la fel ca apa) trec printr-o membrana semi-permeabila. Daca membrana nu admite macromolecule sau sarurile care sunt in concentratii mari pe o parte a membranei, micile molecule (apa) vor trece de aceasta parte incercand sa ‘diluieze’ substantele ce nu pot trece prin membrane. Presiunea osmotica aparuta astfel este motivul pentru care celulele sunt adesea umflate si tari.

Membrana celulara este permeabila transferului de protoni. Acest lucru este deosebit de important pentru ca diferenta intre concentratia de protoni din interiorul si exteriorul celulei este baza sistemului celular de stocare a energiei. Selectivitatea este proprietatea centrala a canalului. Moleculele de apa isi croiesc drumul prin canalul stramt orientandu-se in campul electric local format de atomii peretelui canalului. Protonii (mai bine zis ionii de hidroniu H3O+) sunt opriti din drum si respinsi din cauza sarcinii lor pozitive.

Datorita incarcarii pozitive la centrul canalului, ionii incarcati pozitiv, cum ar fi ionii de hidroniu (H3O+), sunt respinsi. Acest lucru previne trecerea de protoni prin canal.

Apa reprezinta sursa de energie pentru crearea vietii. Apa are un rol hidrolitic bine determinat, esential, in toate aspectele metabolismului organismului uman – reactii chimice dependente de apa (hidroliza).

Hidroliza este procesul de desfacere a unei legaturi chimice prin combinare cu apa (H2O). Aceasta se realizeaza prin scindarea moleculei de apa in hidrogen (H+) si hidroxil (OH-).

Aceasta proprietate a apei pune in miscare toate reactiile chimice care creeaza viata.

Apa este sursa primara de energie

La nivelul membranei celulare, trecerea osmotica a apei prin membrana poate genera de asemenea energie “hidroelectrica” (gradient de voltaj) care este depozitata in bazinele energetice sub forma de ATP (adenozin trifosfat) si GTP (guanozin trifosfat). ATP si GTP sunt “bateriile” de energie, sisteme celulare vitale folosite pentru schimburile de elemente (cationi), in mod special in neurotrasmisie.

Energia generata de apa ajuta la producerea de ATP si GTP. Aceasta proprietate a apei face posibil ca viata sa infloreasca si sa devina animata. Bateriile (ATP si GTP) sunt surse chimice de energie in organism.

Pentru a avea activitate fizica si intelectuala la capacitate maxima este necesara o foarte buna hidratare a organismului.

Surse: US National Library of Medicine, National Institutes of Health, University of Illinois at Urbana-Champaign, University of California, Dr. Fereydoon Batmanghelidj