炭水化物 と水の関係 我々の体に密接な関係
皆さんが毎日必ず口にしているもの、それは炭水化物です。
もちろんお菓子を食べたり、ジュースを飲んだりすれば糖を摂取しますし、ご飯を食べるとデンプン、野菜を食べればセルロースとして、炭水化物を摂取したことになります。
この炭水化物は水と反応してさまざまな機能に関係しています。
日常にあふれる炭水化物の例です。
砂糖、デンプン、セルロースなど、その形はさまざまですが、
これらの炭水化物は、我々の体の中ではそのほとんどが、単糖類という糖に分解されて体を巡っています。
また、我々の体の約7割は水で構成されていますので、これらの吸収された単糖類は、水分子と反応してゆきます。
こうした相互作用が体の中で化学反応をおこし、さまざまな生体機能に関係しているわけです。
水分子の運動を調べる
単糖類やそれと反応している水分子を調べることができれば、尿や血中の糖類の量や状態を把握できるようになります。
すると、糖尿病などの単糖類が関係する病気の早期診断につながります。
実際、皆様も検査でよく使用されるMRI（核磁気共鳴画像法）は、体の中の水分子を見えるようにして、癌や炎症による水分子の変化を調べることで、診断を可能にしているのです。
分子は、酸素原子と水素原子がそれぞれバネで結ばれた様な状態にあるため、
O-Hの部分が振動運動を行っています。
このような水分子の振動は、光を始めとする電磁波を用いて観察することが可能です。
分子は、運動の種類によって吸収する光の種類（振動数）が異なるため、吸収された光を解析することで、水分子がどのような運動を行っていたか特定することが可能となります。
この方法は昔からよく知られており、分光法と呼ばれます。
分光法によって得られた振動運動の強さを振動数ごとに並べると、スペクトルと言われる光の帯ができます。
このスペクトルを解析することで、水分子の運動を詳細に知ることができます。
水分子のスペクトルは、温度や圧力などの周辺環境、他の物質との相互作用によって敏感に変化することが知られています。
スペクトルの変化を見ることで、水分子の状態や運動性を把握することができるのです。
水分子運動と生体の機能
水の違いによって生体機能は大きく変わります。
たかが、水と言ってあなどってはいけません。
水は物質の輸送や熱拡散だけでなく、生体分子の構造の維持やさまざまな、
”生体反応の場”としても機能しています。
もし、生体中の水分子の詳細な機能が解明されると、より詳しく生命を理解することが出来ると期待されています。
また実用的には、細胞内の水分子の振る舞いは、”細胞の質”を反映していることも予想され、がん細胞の検出や再生医療で重要な細胞の活きの良さと言う漠然とした性質を定量的に評価できる技術になることが期待されているのです。
（京都大学ホームページ 細胞の中の水分子の可視化と機能解明より引用）
振動しているとなぜ良いのか
さて水分子の運動の中で効果的と思えるのが振動です。
水は水素原子と酸素原子が結合しており、その結合部分は常に振動しています。
振動により摩擦熱を生じエネルギーを発生させます。
生体反応が進みやすくなります。また表面積の拡大にもつながりますから、反応効率が
あがるのではないかと期待されています。
水の興味深い実験についてはこちら ⇒水の電気実験 － 情報を伝える水 －
