水是生命之源，没有水就不会有地球上的多姿多彩的生物。可是即便水是如此重要，也并不是多多益善的。
人体喝水过多，可以直接导致死亡。因饮水过多所致的机体功能异常，医学上称之为水中毒。当然，水中毒发生的概率很小，所以人们通常情况下并不用担心自己喝水喝着喝着就“挂掉了”。
被报道的水中毒事件中，一般常见于长时间、大强度运动之后，疯狂大量饮水的情况。而其他饮水过多的行为，都可以导致水中毒。
但是，为什么会水中毒呢？水中毒是怎么一回事呢？
细胞需要生活在水环境为什么水是生命之源？这是因为细胞只有在水环境中才能存活。但是，很多朋友就会纳闷了，细胞如果需要生活在水里的话，为什么我们会生活在陆地上，而不是在水中？
确实，我们并不生活在水中，我们行走在陆地上，但是我们每天都必须饮水，成年人身体体重的70%是由水贡献的，婴幼儿更高。
形象来说，我们就好比用皮囊包裹着水的机器，组织细胞就被养在这些水里。
虽然，细胞生活在水环境中，但是这里的水可不是纯水。
细胞要维持生计，它需要源源不断地从水环境中摄取到营养物质，所以，这里的水环境中充满了各种物质。但是，细胞是怎么“喝水”“排水”的呢？
细胞膜的结构在细胞的最外侧存在着细胞膜，该层膜起到隔绝外界环境，为细胞内的生物化学反应提供一个适宜的环境，并高效代谢。而物质要进入细胞，或者物质要排除细胞都需要在细胞膜上进行转运。
细胞膜结构
细胞膜的骨架由双层的磷脂分子所构成，磷脂分子的形态好似“蝌蚪”，拥有着头部和尾部，头部存在亲水基团，而尾部则含有疏水基团。
因为细胞内外都是充满着水，所以头部分别朝向细胞内和细胞外，而疏水性基团则相互间聚拢在一起构成细胞膜的内部结构。
磷脂双分子层结构
在细胞膜上，还会点缀很多蛋白质，这些蛋白质就好比细胞雇佣的员工，只要细胞这个老板下达指令，它们就会立即去执行之。
比如，细胞膜上就存在着一些蛋白质的离子通道，这些离子通道的开放和关闭，直接影响到物质进出细胞内外。
自由扩散是水进出细胞主要方式水是一种小分子，小到可以直接从磷脂分子之间的空隙里钻进去，而钠离子、钾离子等则因为体型较大，无法做到这一点。
因为水分子很小，所以水分子的自由运动可以将其由数量多的一侧运动到数量少的一侧。
这种方式被称为自由扩散，它的原理是其他物质的自由扩散的一样的。
自由扩散
虽然水分子可以如此做到，但是，钠钾离子却不可以。物质要溶解在水中，必然要拥有极性，即物质需与水分子自身携带的电荷极性能够相互作用。
比如，钠离子带正电荷，而水分子的氧原子基团倾向带负电荷，如此二者相互吸引。
钠离子的极性表现
而实际上，水分子之间也存在着这种异性电荷间的相互吸引，此时二者之间就构成了氢键。
氢键
物质间的这种电荷间的相互吸引，在很大程度上影响了物质的自由运动。
虽然水可以自由的出入细胞内外，但是，如果细胞内外钠离子和钾离子等浓度不一样的话，就可以在很大程度上影响水分子的运动。
比如，将植物细胞细胞放在浓盐水的高渗溶液中，细胞内的水分子就会被细胞外的液体所吸引，从而失水变的皱缩起来。
而如果植物细胞放在浓度较小的盐水或纯水等低渗环境下，细胞外的水分子则会源源不断地进入细胞，细胞就会被胀大。
高渗(左)、等渗(中)、低渗(右)溶液下的植物细胞形态
植物细胞因为在其表面，存在着由纤维素所构成的细胞壁，所以即便细胞外的水分源源不断进入细胞内，细胞也不会因此被胀破而死亡。
但是，动物细胞的表面则没有由纤维素构成的细胞壁，所以，如果细胞生活在低渗溶液，或者细胞外的水分过多，细胞就会被胀破死亡。
高渗(左)、等渗(中)、低渗(右)溶液下的动物细胞形态
为什么植物细胞有纤维素等多糖构成的细胞壁，而动物细胞没有呢？
其实，越低等的生物的细胞，往往都倾向于拥有细胞壁。比如，细菌、蓝藻等都具有细胞壁。这可能与生命起源于海洋有关。
因为在海水环境下，外界充满着丰富的水分子，如果稍有不慎，细胞可能就因此被撑破“肚子”。
比如人的红细胞，在不同浓度的溶液中可表现出类似的现象：
高渗溶液(左)、等渗溶液(中)、低渗(右)溶液下的红细胞形态
而细胞壁的存在，在很大程度上，避免了这种情况。
而动物细胞之所以选择放弃细胞壁，因为细胞壁会严重阻碍细胞之间相互的物质交换和联系。
动物细胞有着一套自我维持细胞始终处于稳定内环境的机制。
就如上文提到的，水分子可以通过自由扩散自由出入细胞内外，但是离子因为个头较大，无法做到这一点。
而细胞内外离子浓度的差异，将直接导致水分子是倾向流向细胞内，还是倾向流向细胞外。
细胞内外离子等物质的浓度差是调节水平衡的重要机制而动物们就是通过这套机制来密切掌控细胞内外水含量的平衡的。
在细胞膜上就存在着一种叫做钠钾离子泵的蛋白质。它可以通过消耗能量(ATP)的方式，将细胞内的3个钠离子像抽水泵一样，泵到细胞外；同时，又将细胞外的两个钾离子带入细胞内。
钠钾泵的这种行为，将导致细胞外的钠离子浓度较细胞内高，而细胞外的钾离子浓度较细胞内低。
实际上，正常情况下，细胞外的钠离子浓度大约是细胞内的15倍，而细胞内的钾离子浓度大约是细胞外的30倍。
钠钾离子在细胞内外的如此浓度差，最终导致细胞内外的水分子含量保持在适当的范围。
实际上，细胞外的离子浓度，不仅仅有钠钾离子，还有很多其他离子，比如钙离子、镁离子、氯离子等等。这些离子综合起来的所构成的晶体渗透压，最终影响着水在细胞内外的分布。
而除了离子所构成的晶体渗透压，蛋白质等有机分子所构成的胶体渗透压，也在维持水分在细胞内外的分布至关重要。
此外，水分子不仅可以通过自由扩散进出细胞。在细胞膜上还存在着一些由蛋白质构成的水通道，这些通道的开放，可快速地让水分子进出细胞。
钠钾离子浓度与细胞信号传导息息相关钠钾离子是细胞内外最重要的化学离子，不仅因为数量多，而且还因为它们在细胞电信号的产生、传导上拥有着非常重要的作用。
细胞产生电信号，需要由细胞外的钠钾离子的运动。在上文部分，我们已经知道在钠钾泵的作用下，细胞外是钠离子浓度较细胞内较高，而细胞内的钾离子较细胞外的较高。
一般情况下，它们被细胞膜隔开，不能随意进出细胞膜，但是细胞膜上有些离子通道蛋白，当它们开放时，细胞外的钠离子就可快速进入细胞内，而细胞内的钾离子则可以快速出细胞。
细胞电信号的产生机制
如此，就造成了钠钾离子在细胞膜的内外产生了运动。而我们知道，带电荷粒子的运动是产生电流的原因。它们的这种行为，可在细胞膜上产生电势差，最终在细胞上产生电流。
细胞电信号的传输
细胞的电信号传导，是细胞间相互沟通的重要途径。
比如，当细胞外钠离子浓度过高，细胞会将这种信号快速传递给其他细胞，最终传到大脑，大脑得到消息后，会告诉机体“渴了”，于是饮水行为就会发生。从而稀释细胞外过高的离子浓度。
而如果细胞外钠离子浓度过低，细胞则还是将这份信号传给大脑，大脑得到消息后，会分泌一些激素，让肾脏开始工作，最终以尿的形式排除水分，进而浓缩细胞外过低的离子浓度。
但是，上述的过程是个有限度的调整机制。
当机体疯狂大量饮水时，在机体还没反应过来细胞外的水分已经超过极限时，就可造成细胞外的钠离子等物质的浓度过低，当细胞膜上的钠离子通道打开时，因为钠离子浓度太低，根本就无法流入足量的钠离子。
而钠离子是细胞内重要的代谢物质，当它缺乏时，细胞的很多代谢就将无法正常执行，细胞将无法正常的产生能量物质，将细胞内外的物质进行运输。
最终，细胞膜上的离子蛋白，因为没有能量可用，而随便洞开，钠钾离子快速涌进和涌出，细胞外的水分进入细胞，细胞开始胀大，最终细胞内的代谢被彻底打乱，细胞胀大，最终衰竭破裂而死。
于是，水中毒就产生了！
结语当然，实际上的水中毒要比这个过程复杂的多。这是一个机体内多种物质代谢紊乱后的综合产物。但是，细胞外钠离子浓度的重要性已经是被公认的。
而水中毒，有时也被称为低钠血症。就是因为饮水过多，引起细胞外钠离子浓度过低，影响到细胞的正常功能，最终细胞功能紊乱、衰竭而死。
而长时间大强度运动后，人体大量排汗，汗液在带走水分的同时，也带走了数量可观的钠离子。
当人大量饮用纯水时，因为极度疲惫，大脑已经无法像平时那般精准控制饮水量，所以很容易喝多。
如此就造成了细胞外的钠离子被快速地稀释，最终通过上述的机制，导致细胞功能紊乱，产生休克等表现，俗称水中毒。
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