كيف يعمل التمثيل الغذائي داخل الإنسان؟

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

لم يكن بوسع الخلية الأولى أن تحيا لولا "مناخ" الحياة الخاص الذي خلقه البحر. وبالمثل ، فإن مئات التريليونات من الخلايا التي يتألف منها جسم الإنسان ستموت بدون دم وليمف. على مدى ملايين السنين منذ ظهور الحياة ، طورت الطبيعة نظام نقل داخلي أكثر أصالة وكفاءة وتحكمًا بشكل لا يقاس من أي وسيلة نقل ابتكرها الإنسان.

في الواقع ، يتكون الدم من مجموعة متنوعة من أنظمة النقل. البلازما ، على سبيل المثال ، تعمل كوسيلة لنقل الكريات الحمر ، الكريات البيض ، والصفائح الدموية ، والتي تنتقل إلى أجزاء مختلفة من الجسم حسب الحاجة. بدورها ، خلايا الدم الحمراء هي وسيلة لنقل الأكسجين إلى الخلايا وثاني أكسيد الكربون من الخلايا.

تحمل البلازما السائلة في صورة مذابة العديد من المواد الأخرى ، بالإضافة إلى مكوناتها الخاصة ، والتي تعتبر مهمة للغاية بالنسبة للعمليات الحيوية للجسم. بالإضافة إلى العناصر الغذائية والفضلات ، فإن البلازما تحمل الحرارة وتراكمها أو تطلقها حسب الحاجة وبالتالي تحافظ على نظام درجة حرارة الجسم الطبيعية. تحتوي هذه البيئة على العديد من المواد الوقائية الرئيسية التي تحمي الجسم من الأمراض ، وكذلك الهرمونات والإنزيمات والمواد الكيميائية والبيوكيميائية المعقدة الأخرى التي تلعب مجموعة متنوعة من الأدوار.

يحتوي الطب الحديث على معلومات دقيقة إلى حد ما حول كيفية أداء الدم لوظائف النقل المدرجة. أما بالنسبة للآليات الأخرى ، فهي لا تزال موضوع التكهنات النظرية ، وبعضها ، بلا شك ، لم يتم اكتشافه بعد.

من المعروف جيدًا أن أي خلية مفردة تموت دون إمداد مستمر ومباشر بالمواد الأساسية ولا تقل أهمية التخلص العاجل من النفايات السامة. هذا يعني أن "نقل" الدم يجب أن يكون على اتصال مباشر مع كل هؤلاء المليارات من "العملاء" ، مما يلبي احتياجات كل منهم. إن ضخامة هذه المهمة تتحدى الخيال البشري حقًا!

في الممارسة العملية ، يتم التحميل والتفريغ في منظمة النقل العظيمة هذه من خلال دوران الأوعية الدقيقة - أنظمة الشعيرات الدموية … تخترق هذه الأوعية الصغيرة حرفيًا كل أنسجة الجسم وتقترب من الخلايا على مسافة لا تزيد عن 0 ، 125 ملم. وهكذا ، فإن كل خلية من خلايا الجسم لها مدخلها الخاص إلى نهر الحياة.

إن أكثر ما يحتاجه الجسم إلحاحًا وثباتًا هو الأكسجين. لحسن الحظ ، لا يتعين على الشخص أن يأكل باستمرار ، لأن معظم العناصر الغذائية الضرورية لعملية التمثيل الغذائي يمكن أن تتراكم في الأنسجة المختلفة. يختلف الوضع بالنسبة للأكسجين. تتراكم هذه المادة الحيوية في الجسم بكميات ضئيلة ، والحاجة إليها ثابتة وعاجلة. لذلك لا يستطيع الشخص التوقف عن التنفس لأكثر من بضع دقائق - وإلا فإنه سيتسبب في أخطر العواقب والموت.

لتلبية هذه الحاجة الملحة للإمداد المستمر بالأكسجين ، طور الدم نظام توصيل فعال للغاية ومتخصص يستخدم كريات الدم الحمراء ، أو خلايا الدم الحمراء … النظام مبني على خاصية مذهلة الهيموغلوبين لامتصاص كميات كبيرة ، ثم التخلي عن الأكسجين على الفور.في الواقع ، يحمل الهيموغلوبين في الدم ستين مرة أكثر من كمية الأكسجين التي يمكن إذابتها في الجزء السائل من الدم. بدون هذه الصبغة المحتوية على الحديد ، سيستغرق الأمر حوالي 350 لتراً من الدم لتزويد خلايانا بالأكسجين!

لكن هذه الخاصية الفريدة لامتصاص ونقل كميات كبيرة من الأكسجين من الرئتين إلى جميع الأنسجة ليست سوى جانب واحد من المساهمة القيمة حقًا التي يقدمها الهيموجلوبين للعمل التشغيلي لنظام نقل الدم. ينقل الهيموغلوبين أيضًا كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الرئتين ، وبالتالي يشارك في كل من المراحل الأولية والأخيرة من الأكسدة.

عند استبدال الأكسجين بثاني أكسيد الكربون ، يستخدم الجسم السمات المميزة للسوائل بمهارة مذهلة. أي سائل - وغازات في هذا الصدد تتصرف مثل السوائل - تميل إلى الانتقال من منطقة ضغط مرتفع إلى منطقة ضغط منخفض. إذا كان الغاز على جانبي الغشاء المسامي وكان الضغط على جانب واحد أعلى منه في الجانب الآخر ، فإنه يخترق من خلال المسام من منطقة الضغط العالي إلى الجانب الذي يكون الضغط فيه أقل. وبالمثل ، لا يذوب الغاز في سائل إلا إذا تجاوز ضغط هذا الغاز في الغلاف الجوي المحيط ضغط الغاز في السائل. إذا كان ضغط الغاز في السائل أعلى ، يندفع الغاز خارج السائل إلى الغلاف الجوي ، كما يحدث ، على سبيل المثال ، عندما تكون زجاجة شمبانيا أو ماء فوار غير مسدود.

إن ميل السوائل إلى الانتقال إلى منطقة ضغط أقل يستحق اهتمامًا خاصًا ، لأنه مرتبط بجوانب أخرى من نظام نقل الدم ، ويلعب أيضًا دورًا في عدد من العمليات الأخرى التي تحدث في جسم الإنسان.

من المثير للاهتمام تتبع مسار الأكسجين من اللحظة التي نستنشق فيها. يدخل الهواء المستنشق الغني بالأكسجين ويحتوي على كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين ويصل إلى نظام من الأكياس الدقيقة يسمى الحويصلات الهوائية … جدران هذه الحويصلات رقيقة للغاية. تتكون من عدد قليل من الألياف وأفضل شبكة شعيرية.

في الشعيرات الدموية التي تتكون منها جدران الحويصلات الهوائية ، يتدفق الدم الوريدي إلى الرئتين من النصف الأيمن للقلب. هذا الدم داكن اللون ، والهيموجلوبين فيه ، شبه محروم من الأكسجين ، مشبع بثاني أكسيد الكربون ، الذي جاء على شكل فضلات من أنسجة الجسم.

يحدث تبادل مزدوج ملحوظ في الوقت الذي يتلامس فيه الهواء الغني بالأكسجين والخالي تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون في الحويصلات الهوائية مع الهواء الغني بثاني أكسيد الكربون والخالي تقريبًا من الأكسجين. نظرًا لأن ضغط ثاني أكسيد الكربون في الدم أعلى منه في الحويصلات الهوائية ، فإن هذا الغاز يدخل الحويصلات الهوائية في الرئتين عبر جدران الشعيرات الدموية ، والتي عند الزفير تزيله في الغلاف الجوي. يكون ضغط الأكسجين في الحويصلات الهوائية أعلى منه في الدم ، لذلك يخترق غاز الحياة على الفور جدران الشعيرات الدموية ويتلامس مع الدم ، الذي يمتصه الهيموجلوبين بسرعة.

يعود الدم ، الذي له لون أحمر فاتح بسبب الأكسجين ، والذي يشبع الهيموجلوبين الموجود في الخلايا الحمراء ، إلى النصف الأيسر من القلب ومن هناك يتم ضخه في الدورة الدموية الجهازية. بمجرد دخولها الشعيرات الدموية ، تضغط خلايا الدم الحمراء حرفيا "في مؤخرة الرأس" من خلال تجويفها الضيق. إنها تتحرك على طول الخلايا وسوائل الأنسجة ، والتي استهلكت بالفعل خلال الحياة الطبيعية إمداداتها من الأكسجين وتحتوي الآن على تركيز عالٍ نسبيًا من ثاني أكسيد الكربون. يتم استبدال الأكسجين بثاني أكسيد الكربون مرة أخرى ، ولكن الآن بترتيب عكسي.

نظرًا لأن ضغط الأكسجين في هذه الخلايا أقل منه في الدم ، فإن الهيموجلوبين يتخلى بسرعة عن الأكسجين الذي ينتقل عبر جدران الشعيرات الدموية إلى سوائل الأنسجة ثم إلى الخلايا. في الوقت نفسه ، ينتقل ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط من الخلايا إلى الدم.يحدث التبادل كما لو كان الأكسجين وثاني أكسيد الكربون يتحركان في اتجاهات مختلفة من خلال الأبواب الدوارة.

خلال عملية النقل والتبادل هذه ، لا يطلق الدم أبدًا كل الأكسجين أو ثاني أكسيد الكربون الموجود به. حتى الدم الوريدي يحتفظ بكمية صغيرة من الأكسجين ، وثاني أكسيد الكربون موجود دائمًا في الدم الشرياني المؤكسج ، وإن كان بكميات ضئيلة.

على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون هو منتج ثانوي لعملية التمثيل الغذائي الخلوي ، إلا أنه في حد ذاته ضروري أيضًا للحفاظ على الحياة. يتم إذابة كمية صغيرة من هذا الغاز في البلازما ، ويرتبط جزء منه بالهيموغلوبين ، وجزء معين مع الصوديوم يشكل بيكربونات الصوديوم.

يتم إنتاج بيكربونات الصوديوم ، الذي يعمل على تحييد الأحماض ، عن طريق "الصناعة الكيميائية" للكائن الحي نفسه وتدور في الدم للحفاظ على التوازن الحيوي الحمضي القاعدي. إذا زادت الحموضة في جسم الإنسان أثناء المرض أو تحت تأثير بعض المهيجات ، فإن الدم يزيد تلقائيًا من كمية بيكربونات الصوديوم المنتشرة لاستعادة التوازن المطلوب.

نظام نقل الأكسجين في الدم يكاد لا يكون خاملاً. ومع ذلك ، يجب ذكر انتهاك واحد ، والذي يمكن أن يكون خطيرًا للغاية: يتحد الهيموجلوبين بسهولة مع الأكسجين ، ولكنه يمتص أحادي أكسيد الكربون بشكل أسرع ، والذي لا قيمة له على الإطلاق للعمليات الحيوية في الخلايا.

إذا كان هناك كمية متساوية من الأكسجين وأول أكسيد الكربون في الهواء ، فإن الهيموغلوبين لجزء واحد من الأكسجين الذي يحتاجه الجسم بشدة سوف يستوعب 250 جزءًا من أول أكسيد الكربون غير المجدي تمامًا. لذلك ، حتى مع وجود محتوى منخفض نسبيًا من أول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، فإن مركبات الهيموجلوبين تتشبع بسرعة بهذا الغاز غير المجدي ، وبالتالي تحرم الجسم من الأكسجين. عندما ينخفض إمداد الأكسجين عن المستوى اللازم لبقاء الخلايا على قيد الحياة ، تحدث الوفاة بسبب ما يسمى بالإنهاك.

بصرف النظر عن هذا الخطر الخارجي ، الذي حتى الشخص السليم تمامًا غير مؤمن عليه ، فإن نظام نقل الأكسجين الذي يستخدم الهيموجلوبين من وجهة نظر فعاليته يبدو أنه ذروة الكمال. بالطبع ، هذا لا يستبعد إمكانية تحسينه في المستقبل ، إما من خلال الانتقاء الطبيعي المستمر ، أو من خلال الجهود البشرية الواعية والهادفة. في النهاية ، ربما استغرقت الطبيعة ما لا يقل عن مليار سنة من الخطأ والفشل قبل أن تنتج الهيموجلوبين. والكيمياء كعلم موجودة منذ قرون قليلة فقط!

* * *

إن نقل العناصر الغذائية - المنتجات الكيميائية لعملية الهضم - عن طريق الدم لا يقل أهمية عن نقل الأكسجين. بدونها ، ستتوقف عمليات التمثيل الغذائي التي تغذي الحياة. كل خلية في أجسامنا هي نوع من النباتات الكيميائية التي تحتاج إلى تجديد مستمر من المواد الخام. يمد التنفس الخلايا بالأكسجين. يزودهم الغذاء بالمنتجات الكيميائية الأساسية - الأحماض الأمينية والسكريات والدهون والأحماض الدهنية والأملاح المعدنية والفيتامينات.

كل هذه المواد ، بالإضافة إلى الأكسجين الذي تتحد به في عملية الاحتراق داخل الخلايا ، هي أهم مكونات عملية التمثيل الغذائي.

كما هو معروف، التمثيل الغذائي ، أو التمثيل الغذائي ، يتكون من عمليتين رئيسيتين: بناء و الهدم وخلق وتدمير مواد الجسم. في عملية الابتنائية ، تدخل المنتجات الهضمية البسيطة إلى الخلايا وتخضع للمعالجة الكيميائية وتتحول إلى مواد ضرورية للجسم - الدم والخلايا الجديدة والعظام والعضلات والمواد الأخرى الضرورية للحياة والصحة والنمو.

الهدم هو عملية تدمير أنسجة الجسم. تتم معالجة الخلايا والأنسجة المتأثرة والمتهالكة التي فقدت قيمتها ، وغير مجدية ، في مواد كيميائية بسيطة.إما أنها تتراكم ثم تُستخدم مرة أخرى بنفس الشكل أو بشكل مشابه - تمامًا كما يتم استخدام حديد الهيموجلوبين مرة أخرى لإنشاء خلايا حمراء جديدة - أو يتم تدميرها وإخراجها من الجسم كنفايات.

يتم إطلاق الطاقة أثناء الأكسدة وعمليات تقويضية أخرى. هذه الطاقة هي التي تجعل القلب ينبض ، وتسمح للشخص بإجراء عمليات التنفس ومضغ الطعام ، والركض بعد الترام المنتهية ولايته ، وأداء أعمال جسدية لا حصر لها.

كما يتضح من هذا الوصف الموجز ، فإن التمثيل الغذائي هو مظهر كيميائي حيوي للحياة نفسها ؛ يشير نقل المواد المشاركة في هذه العملية إلى وظيفة الدم والسوائل ذات الصلة.

قبل أن تصل العناصر الغذائية من الطعام الذي نتناوله إلى أجزاء مختلفة من الجسم ، يجب تفكيكها خلال هذه العملية الهضم إلى أصغر الجزيئات التي يمكن أن تمر عبر مسام الأغشية المعوية. والغريب أن الجهاز الهضمي لا يعتبر جزءًا من البيئة الداخلية للجسم. في الواقع ، إنه مجمع ضخم من الأنابيب والأعضاء المرتبطة بها ، ويحيط بها أجسامنا. وهذا يفسر سبب عمل الأحماض القوية في الجهاز الهضمي ، بينما يجب أن تكون البيئة الداخلية للجسم قلوية. إذا كانت هذه الأحماض موجودة بالفعل في البيئة الداخلية للإنسان ، فإنها ستغيرها كثيرًا لدرجة أنها قد تؤدي إلى الموت.

أثناء عملية الهضم ، يتم تحويل الكربوهيدرات الموجودة في الطعام إلى سكريات بسيطة ، مثل الجلوكوز ، ويتم تقسيم الدهون إلى جلسرين وأحماض دهنية بسيطة. يتم تحويل البروتينات الأكثر تعقيدًا إلى مكونات الأحماض الأمينية ، منها حوالي 25 نوعًا معروفًا لنا بالفعل. الغذاء المعالج بهذه الطريقة في أبسط هذه الجزيئات جاهز للتغلغل في البيئة الداخلية للجسم.

أنحف النتوءات الشبيهة بالأشجار ، والتي هي جزء من الغشاء المخاطي المبطن للسطح الداخلي للأمعاء الدقيقة ، توصل الأطعمة المهضومة إلى الدم واللمف. تتكون هذه النتوءات الصغيرة ، المسماة الزغابات ، من وعاء لمفاوي منفرد في المنتصف وحلقة شعرية. يتم تغطية كل زغابة بطبقة واحدة من الخلايا المنتجة للمخاط والتي تعمل كحاجز بين الجهاز الهضمي والأوعية داخل الزغب. في المجموع ، هناك حوالي 5 ملايين زغابة ، تقع بالقرب من بعضها البعض بحيث تعطي السطح الداخلي للأمعاء مظهرًا مخمليًا. تعتمد عملية امتصاص الطعام على نفس المبادئ الأساسية لامتصاص الأكسجين في الرئتين. يكون تركيز وضغط كل مادة مغذية في الأمعاء أعلى مما هو عليه في الدم والليمف الذي يتدفق عبر الزغابات. لذلك ، فإن أصغر الجزيئات التي يتحول إليها طعامنا تخترق بسهولة عبر المسام الموجودة على سطح الزغابات وتدخل الأوعية الصغيرة الموجودة بداخلها.

الجلوكوز والأحماض الأمينية وجزء من الدهون تخترق دم الشعيرات الدموية. تدخل بقية الدهون الليمفاوية. بمساعدة الزغابات ، يمتص الدم الفيتامينات والأملاح غير العضوية والعناصر الدقيقة ، وكذلك الماء ؛ يدخل جزء من الماء إلى مجرى الدم ومن خلال القولون.

تدخل العناصر الغذائية الأساسية التي يحملها مجرى الدم إلى الوريد البابي ويتم توصيلها مباشرة إليه كبد ، أكبر غدة وأكبر "مصنع كيماوي" في جسم الإنسان. هنا ، تتم معالجة منتجات الهضم إلى مواد أخرى ضرورية للجسم ، أو تخزينها في الاحتياط ، أو إرسالها مرة أخرى إلى الدم دون تغيير. يتم تحويل الأحماض الأمينية الفردية ، بمجرد دخولها الكبد ، إلى بروتينات الدم مثل الألبومين والفيبرينوجين. تتم معالجة البعض الآخر في مواد بروتينية ضرورية لنمو الأنسجة أو إصلاحها ، بينما يتم إرسال الباقي في أبسط أشكاله إلى خلايا وأنسجة الجسم ، التي تلتقطها وتستخدمها على الفور وفقًا لاحتياجاتها.

يتم إرسال جزء من الجلوكوز الذي يدخل الكبد مباشرة إلى جهاز الدورة الدموية ، والذي يحمله في حالة مذابة في البلازما. في هذا الشكل ، يمكن نقل السكر إلى أي خلية ونسيج يحتاج إلى مصدر للطاقة. يتم معالجة الجلوكوز ، الذي لا يحتاجه الجسم في الوقت الحالي ، في الكبد إلى سكر أكثر تعقيدًا - جليكوجين ، والذي يتم تخزينه في الكبد كاحتياطي. بمجرد أن تنخفض كمية السكر في الدم عن المعدل الطبيعي ، يتحول الجليكوجين مرة أخرى إلى جلوكوز ويدخل في الدورة الدموية.

لذلك ، بفضل تفاعل الكبد مع الإشارات القادمة من الدم ، يتم الحفاظ على محتوى السكر القابل للنقل في الجسم عند مستوى ثابت نسبيًا.

يساعد الأنسولين الخلايا على امتصاص الجلوكوز وتحويله إلى عضلات وطاقة أخرى. يدخل هذا الهرمون إلى مجرى الدم من خلايا البنكرياس. لا تزال الآلية التفصيلية لعمل الأنسولين غير معروفة. من المعروف فقط أن غيابه في دم الإنسان أو نشاطه غير الكافي يسبب مرضًا خطيرًا - داء السكري ، والذي يتميز بعدم قدرة الجسم على استخدام الكربوهيدرات كمصادر للطاقة.

يدخل حوالي 60٪ من الدهون المهضومة إلى الكبد عن طريق الدم ، ويذهب الباقي إلى الجهاز اللمفاوي. يتم تخزين هذه المواد الدهنية كاحتياطي للطاقة وتستخدم في بعض العمليات الأكثر أهمية في جسم الإنسان. بعض جزيئات الدهون ، على سبيل المثال ، تشارك في تكوين مواد مهمة بيولوجيا مثل الهرمونات الجنسية.

يبدو أن الدهون هي أهم وسيلة لتخزين الطاقة. يمكن لحوالي 30 جرامًا من الدهون أن تولد ضعف كمية الطاقة التي تولدها كمية متساوية من الكربوهيدرات أو البروتينات. لهذا السبب ، يتم تحويل السكر الزائد والبروتينات الزائدة التي لا تفرز من الجسم إلى دهون وتخزينها كاحتياطي.

عادة ما تترسب الدهون في أنسجة تسمى مستودعات الدهون. عند الحاجة إلى طاقة إضافية ، تدخل الدهون من المستودع إلى مجرى الدم ويتم نقلها إلى الكبد ، حيث تتم معالجتها إلى مواد يمكن تحويلها إلى طاقة. وبدورها تدخل هذه المواد من الكبد إلى مجرى الدم الذي ينقلها إلى الخلايا والأنسجة حيث يتم استخدامها.

أحد الاختلافات الرئيسية بين الحيوانات والنباتات هو قدرة الحيوانات على تخزين الطاقة بكفاءة في شكل دهون كثيفة. نظرًا لأن الدهون الكثيفة أخف بكثير وأقل كتلة من الكربوهيدرات (المخزن الرئيسي للطاقة في النباتات) ، فإن الحيوانات أكثر ملاءمة للحركة - يمكنها المشي أو الجري أو الزحف أو السباحة أو الطيران. يتم تقييد معظم النباتات المنحنية تحت عبء الاحتياطيات في مكان واحد بسبب مصادر الطاقة منخفضة النشاط وعدد من العوامل الأخرى. هناك ، بالطبع ، استثناءات ، يشير معظمها إلى نباتات بحرية صغيرة مجهريًا.

إلى جانب العناصر الغذائية ، يحمل الدم عناصر كيميائية مختلفة إلى الخلايا ، وكذلك أصغر كميات من معادن معينة. تلعب كل هذه العناصر النزرة والمواد الكيميائية غير العضوية دورًا مهمًا في الحياة. لقد تحدثنا بالفعل عن الحديد. ولكن حتى بدون النحاس ، الذي يلعب دور المحفز ، فإن إنتاج الهيموجلوبين سيكون صعبًا. بدون وجود الكوبالت في الجسم ، يمكن تقليل قدرة نخاع العظام على إنتاج خلايا الدم الحمراء إلى مستويات خطيرة. كما تعلم ، تحتاج الغدة الدرقية إلى اليود ، والعظام تحتاج إلى الكالسيوم ، والفوسفور ضروري للأسنان وعمل العضلات.

ينقل الدم أيضًا هرمونات. تدخل هذه الكواشف الكيميائية القوية إلى الدورة الدموية مباشرة من الغدد الصماء التي تصنعها من المواد الخام التي يتم الحصول عليها من الدم.

يبدو أن كل هرمون (يأتي هذا الاسم من الفعل اليوناني الذي يعني "الإثارة ، للحث") ، يلعب دورًا خاصًا في إدارة إحدى وظائف الجسم الحيوية.ترتبط بعض الهرمونات بالنمو والتطور الطبيعي ، بينما تؤثر هرمونات أخرى على العمليات العقلية والجسدية ، وتنظم التمثيل الغذائي والنشاط الجنسي وقدرة الشخص على التكاثر.

تزود الغدد الصماء الدم بالجرعات اللازمة من الهرمونات التي تنتجها ، والتي تصل من خلال الدورة الدموية إلى الأنسجة التي تحتاجها. إذا كان هناك انقطاع في إنتاج الهرمونات ، أو كان هناك زيادة أو نقص في هذه المواد القوية في الدم ، فإن هذا يسبب أنواعًا مختلفة من الحالات الشاذة وغالبًا ما يؤدي إلى الوفاة.

تعتمد حياة الإنسان أيضًا على قدرة الدم على إزالة نواتج التسوس من الجسم. إذا لم يتأقلم الدم مع هذه الوظيفة ، سيموت الشخص من التسمم الذاتي.

كما أشرنا ، فإن ثاني أكسيد الكربون ، وهو منتج ثانوي لعملية الأكسدة ، يفرز من الجسم عبر الرئتين. يتم امتصاص النفايات الأخرى عن طريق الدم في الشعيرات الدموية ونقلها إلى الكلى التي تعمل مثل محطات تصفية ضخمة. تحتوي الكلى على ما يقرب من 130 كيلومترًا من الأنابيب التي تحمل الدم. تقوم الكلى كل يوم بترشيح حوالي 170 لترًا من السوائل ، وتفصل اليوريا والنفايات الكيميائية الأخرى عن الدم. يتركز الأخير في حوالي 2.5 لتر من البول تفرز يوميًا ويتم إزالتها من الجسم. (كميات صغيرة من حمض اللاكتيك واليوريا تفرز من خلال الغدد العرقية). يتم إرجاع السوائل المفلترة المتبقية ، حوالي 467 لترًا في اليوم ، إلى الدم. تتكرر عملية تصفية الجزء السائل من الدم عدة مرات. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل الكلى كمنظم لمحتوى الأملاح المعدنية في الدم ، حيث تقوم بفصل أي فائض والتخلص منه.

كما أنه مهم لصحة الإنسان وحياته الحفاظ على توازن الماء في الجسم … حتى في ظل الظروف العادية ، يفرز الجسم الماء باستمرار عن طريق البول واللعاب والعرق والتنفس وغيرها من الطرق. في درجات الحرارة والرطوبة المعتادة والعادية ، يتم إطلاق حوالي 1 ملليجرام من الماء كل عشر دقائق لكل سنتيمتر مربع من الجلد. في صحاري شبه الجزيرة العربية أو في إيران ، على سبيل المثال ، يفقد الشخص حوالي 10 لترات من الماء كل يوم على شكل عرق. للتعويض عن هذا الفقد المستمر للماء ، يجب أن يتدفق السائل باستمرار إلى الجسم ، والذي سيتم نقله عبر الدم واللمف ، وبالتالي يساهم في إنشاء التوازن الضروري بين سوائل الأنسجة والسوائل المنتشرة.

تعمل الأنسجة التي تحتاج إلى الماء على تجديد احتياطياتها من خلال الحصول على الماء من الدم نتيجة لعملية التناضح. في المقابل ، فإن الدم ، كما قلنا ، عادة ما يتلقى الماء من أجل النقل من الجهاز الهضمي ويحمل إمدادًا جاهزًا للاستخدام يروي عطش الجسم. إذا فقد الشخص ، أثناء مرض أو حادث ، كمية كبيرة من الدم ، يحاول الدم تعويض فقدان الأنسجة على حساب الماء.

ترتبط وظيفة الدم لتوصيل وتوزيع المياه ارتباطًا وثيقًا نظام التحكم في حرارة الجسم … يبلغ متوسط درجة حرارة الجسم 36.6 درجة مئوية ، ويمكن أن تختلف قليلاً في أوقات مختلفة من اليوم بين الأفراد وحتى في نفس الشخص. لسبب غير معروف ، يمكن أن تنخفض درجة حرارة الجسم في الصباح الباكر بمقدار درجة إلى درجة ونصف عن درجة حرارة المساء. ومع ذلك ، تظل درجة الحرارة العادية لأي شخص ثابتة نسبيًا ، وعادة ما تكون انحرافاتها المفاجئة عن القاعدة بمثابة إشارة للخطر.

عمليات التمثيل الغذائي التي تحدث باستمرار في الخلايا الحية مصحوبة بإطلاق الحرارة. إذا تراكم في الجسم ولم يتم إزالته منه ، فقد تصبح درجة حرارة الجسم الداخلية مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن القيام بوظائفه بشكل طبيعي. لحسن الحظ ، في نفس الوقت الذي تتراكم فيه الحرارة ، يفقد الجسم أيضًا بعضًا منها. نظرًا لأن درجة حرارة الهواء عادة ما تكون أقل من 36.6 درجة مئوية ، فإن درجة حرارة الجسم ، والحرارة ، التي تخترق الجلد في الغلاف الجوي المحيط ، تترك الجسم.إذا كانت درجة حرارة الهواء أعلى من درجة حرارة الجسم ، يتم إزالة الحرارة الزائدة من الجسم عن طريق العرق.

عادة ، يفرز الشخص في المتوسط حوالي ثلاثة آلاف سعرة حرارية في اليوم. إذا نقل أكثر من ثلاثة آلاف سعر حراري إلى البيئة ، تنخفض درجة حرارة جسمه. إذا تم إطلاق أقل من ثلاثة آلاف سعر حراري في الغلاف الجوي ، ترتفع درجة حرارة الجسم. يجب أن توازن الحرارة المتولدة في الجسم كمية الحرارة المنبعثة من البيئة. إن تنظيم التبادل الحراري منوط بالكامل بالدم.

مثلما تنتقل الغازات من منطقة ضغط مرتفع إلى منطقة ضغط منخفض ، يتم توجيه الطاقة الحرارية من منطقة دافئة إلى منطقة باردة. وبالتالي ، يحدث تبادل حرارة الجسم مع البيئة من خلال عمليات فيزيائية مثل الإشعاع والحمل الحراري.

يمتص الدم ويحمل الحرارة الزائدة بنفس الطريقة التي يمتص بها الماء الموجود في مبرد السيارة ويطرد حرارة المحرك الزائدة. يقوم الجسم بإجراء هذا التبادل الحراري عن طريق تغيير حجم الدم المتدفق عبر أوعية الجلد. في يوم حار ، تتمدد هذه الأوعية ويتدفق حجم أكبر من الدم إلى الجلد أكثر من المعتاد. ينقل هذا الدم الحرارة بعيدًا عن الأعضاء الداخلية للإنسان ، وعندما يمر عبر أوعية الجلد ، تشع الحرارة في جو أكثر برودة.

في الطقس البارد ، تنقبض أوعية الجلد ، مما يقلل من حجم الدم المتدفق إلى سطح الجسم ، ويقل انتقال الحرارة من الأعضاء الداخلية. يحدث هذا في تلك الأجزاء من الجسم المخفية تحت الملابس والمحمية من البرد. ومع ذلك ، فإن أوعية المناطق المكشوفة من الجلد ، مثل الوجه والأذنين ، تتمدد لحمايتها من البرد بالحرارة الإضافية.

وتشارك آليتان أخريان للدم في تنظيم درجة حرارة الجسم. في الأيام الحارة ، ينقبض الطحال ويطلق جزءًا إضافيًا من الدم في الدورة الدموية. نتيجة لذلك ، يتدفق المزيد من الدم إلى الجلد. في موسم البرد ، يتمدد الطحال ، مما يؤدي إلى زيادة احتياطي الدم وبالتالي تقليل كمية الدم في الدورة الدموية ، وبالتالي يتم نقل حرارة أقل إلى سطح الجسم.

يعمل الإشعاع والحمل الحراري كوسيلة للتبادل الحراري فقط في الحالات التي يُطلق فيها الجسم الحرارة إلى بيئة أكثر برودة. في الأيام الحارة جدًا ، عندما تتجاوز درجة حرارة الهواء درجة حرارة الجسم العادية ، فإن هذه الطرق فقط تنقل الحرارة من بيئة حارة إلى جسم أقل سخونة. في هذه الظروف ، التعرق يقينا من ارتفاع درجة حرارة الجسم.

من خلال عملية التعرق والتنفس ، يبعث الجسم الحرارة إلى البيئة من خلال تبخر السوائل. في كلتا الحالتين ، يلعب الدم دورًا رئيسيًا في توصيل السوائل للتبخر. الدم الذي يتم تسخينه عن طريق أعضاء الجسم الداخلية يتخلى عن جزء من الماء إلى الأنسجة السطحية. هذه هي الطريقة التي يحدث بها التعرق ، حيث يتم إطلاق العرق من خلال مسام الجلد ويتبخر من سطحه.

لوحظت صورة مماثلة في الرئتين. في الأيام الحارة جدًا ، يمر الدم عبر الحويصلات الهوائية مع ثاني أكسيد الكربون ، ويمنحهم جزءًا من الماء. يتم إطلاق هذا الماء أثناء الزفير ويتبخر ، مما يساعد على إزالة الحرارة الزائدة من الجسم.

بهذه الطرق والعديد من الطرق الأخرى ، التي لم تتضح لنا تمامًا بعد ، فإن نقل نهر الحياة يخدم الإنسان. بدون خدماته النشطة والمنظمة بشكل بارز ، يمكن للعديد من تريليونات الخلايا التي يتكون منها جسم الإنسان أن تتحلل وتضيع وتهلك في النهاية.