الماء والأملاح
الماء والكهارل في جسم الإنسان
سنذكر في هذا الكتاب إن شاء الله القضايا المتعلقة بالماء والأملاح وما يتبع لها من أمور كتوازن الحمض/قلوي في جسم الإنسان
الماء والأملاح (الكهارل)
عدليعتبر الماء مركباً لا يمكن الاستغناء عنه مطلقاً من أجل استمرار الحياة ، فهو ثاني أهم عنصر تحتاجه الكائنات الحية بعد الأوكسجين ، وتتراوح نسبة وجوده في الخلايا الحية ما بين 65% إلى 90% من وزن الخلايا .
سر الماء الفيزيوكيميائي
عدلالماء مكون من ذرة أوكسجين وذرتي هيدروجين وبسبب قوة الأوكسجين النسبية يجذب بشكل جزئي إلكترونات الهيدروجين مما يعطي جزيء الماء استقطاباً كهربياً ، وهكذا يحل الكثير من المركبات ويحملها معه فيكون حامل الغذاء وناقل الفضلات ، كما أن كثيراً من التفاعلات في الكائن الحي لا تتم إلا بالوسط المائي.
والماء هو السائل الأنسب للحياة بمختلف خصائصه فالتوتر السطحي يمكن الماء من الدخول إلى الجذر والصعود في الأشجار العالية كما يساعد على تماسك البنية الخلوية الهشة، وخصائص الماء الحرارية مهمة لأكثر من وظيفة حيوية، ولزوجته المنخفضة تسمح للشعيرات الدموية بالتواجد الكثيف حتى مقدار 3000 شعيرة في الملمتر المربع في العضلات أي ما يعادل 10.000 أنبوب تجري في محور قلم الرصاص، وقدرته على حل مختلف المواد متميزة لا يشاركه فيها أي سائل آخر ، ويتمتع الماء بسعة حرارية عالية يحمل كمية كبيرة من الحرارة في وحدة الوزن منه) وبدونها لن تتمكن الكائنات دافئة الدم من تبريد أجسامها بالتعرق. كما أن لزوجته المنخفضة تعطيه خاصية انتشار المواد السريع عبره فالأوكسجين مثلاً ينتشر بسرعة جزء من مائة من الثانية خلال مسافة 10 ميكرون.
دوره في تكييف حرارة الجسم
عدليلعب الماء دوراً هاماً في تنظيم درجة حرارة الجسم بواسطة عملية تبخر الرطوبة من الجلد (المتعرق) ومن الرئتين حيث يسحب معه كثير من الحرارة المختزنة بسبب ارتفاع درجة تبخره ، وبعد ذهاب 1% إلى 2% من مجموع الماء في العضوية تنطلق آلية العطش ، أما عند فقد 10% من الماء فيظهر الإعياء والتعب ، في حين يكون فقدان 20% من ماء الجسم سبباً للوفاة.
حجم الماء في الإنسان
عدليبلغ الحجم الإجمالي للماء في الإنسان البالغ 40 ليتراً وتتوزع إلى ؛ 15 ليتراً خارج الخلايا ، و 25 ليتراً داخل الخلايا نفسها.
ويشكل الماء 70% إلى 75% من وزن الرضيع ، وعند الإنسان الهزيل 65% أما البدين فنسبة الماء عنده 45-55% .
وتختلف نسبة الماء حسب الأنسجة فهي 5% في الأسنان و 80% في العضلات المخططة.
حجرات توزع السوائل
عدليقسم الجسم عادة إلى ثلاث حجرات رئيسية يتوزع بينها ماء الجسم ؛ والحواجز المشكلة لهذه الحجرات هي أغشية الخلايا التي تفصل الماء داخل الخلايا عن بقية ماء الجسم ويشكل ماء الخلايا 40-50% من وزن الجسم، والحاجز الثاني جدران الأوعية الدموية التي تفصل الدم عن بقية الجسم ويجوي الدم البلازما المشكلة لـ 50% من وزن الجسم . أما الحيز الذي يقع بين الخلايا وبين الأوعية الدموية فيحوي 10إلى 20% من إجمالي وزن الجسم.
- مم يتركب السائل خارج الخلايا
يتركب السائل خارج الخلايا من البلازما ، والسائل بين الأنسجة الخلوية ، و السوائل المتواجدة في الغضاريف والعظام ، والسوائل الناقلة.
دور الكليتين
عدليتم طرح السوائل من الجسم عبر الكليتين وعبر تبخر رطوبة الجلد أو رطوبة الرئتين وعبر البراز ؛ ولكن القسم الأكبر من الماء المطروح خارج الجسم والمسؤول عن التوازن الفيزيولوجي يتم طرحه عبر الكليتين ، فتزداد كمية البول وتنقص حسب مقدار الفضلات الصلبة الواجب حلها وطرحها من الجسم. كما تقوم الكلية بتكثيف البول إن وجدت أن الجسم قد فقد 1 إلى 2% من ماءه ، في حين أن الماء المفقود عبر الجلد مرتبط بنظام ضبط حرارة الجسم ويتراوح من إنعدام التعرق في البرودة إلى تعرق عدة ليترات في الأجواء الحارة مع النشاط المجهد ، ويملك الرضيع سطحاً أكبر من الجلد بالنسبة لوحدة الوزن فيتعرض لخطر التغيرات السريعة ، أما الماء المفقود عبر الرئة فهو مرتبط بسرعة التنفس.
عمل الكلية في تصفية الدم من الفضلات وإنتاج البول
تتكون الوحدة الأساسية للكلية من الأنبوب الكلوي ؛ ويتألف من
1- الكبيبة.. حيث يرشح الدم.
2- الأنبوب القريب .. حيث يعاد امتصاص% من الصوديوم والماء والغلوكوز والبوتاسيوم والبولات ويفرز فيه البروتونات مقابل إعادة امتصاص الفحمات>
3- عروة هنلة .. حيث ينقل الكلور من القسم الصاعد ويحدث تيار عكسي يجعل النسيج الخلالي مرتفع التوتر ويخرج السائل منخفض التوتر (قليل المحتوى من الأملاح).
4- الأنبوب البعيد .. يعاد امتصاص الصوديوم ويتدخل هرمون ADH لإعادة إمتصاص الماء كما يتم إفراز البوتاسيوم والبولات ويعاد امتصاص الفحمات ويفرز النشادر.
5- القناة الجامعة .. يمتص الماء لتركيز البول ويعمل الهرمون المضاد لإدرار البول ADH هنا ويحصل الضبط النهائي للصوديوم والبوتاسيوم.
التركيب الأيوني لسوائل الجسم
عدليشكل الصوديوم الكاتيون (الأيون الموجب) الرئيسي في السائل خارج الخلايا ، في حين يسيطر البوتاسيوم والمغنزيوم على السائل داخل الخلايا. وتسيطر أيون الكلور والفحمات الحامضة (البيكاربونات) في الوسط خارج الخلايا في حين تحتل أيونات الفوسفات والسلفات والبروتينات الوسط داخل الخلوي.
ويجب أن يتساوى الضغط الأسمولي بين داخل الخلايا وخارجها لأن الأغشية الخلوية نفوذة للماء ويمكن أن تتخرب بفرق ضغط صغير جداً.
إن اختلاف تركيب الكهارل بين السائل داخل الخلية والسائل خارجها سببه عمليات نقل فعالة (نقل مخالف لتدرج التركيز تبذل الخلية فيه طاقة).
الحاجة اليومية من الماء
عدليفقد الجسم في الظروف الطبيعية حوالي 1500 مل من الماء عند الفرد البالغ ، وتتوزع هذه الكمية بين التعرق 600 مل من التعرق غير المحسوس ، و 400 مل في هواء الزفير من الرئتين ، و500 مل في البول . وأي زيادة من تناول الماء ستظهر كزيادة في البول ، وفي حال تناول أقل من 1500 مل من الماء يومياً يتم تحصيل الفرق من ماء الجسم.
ولكن نظراً لأن أكسدة الغلوكوز والشحوم بكمية كافية تعطي 2000 حريرة في اليوم وينتج معها 300 مل من الماء ولذلك يجب استدراك الباقي من الوسط الخارجي أي حوالي 1200 مل يومياً.
توازن الحمض والقلوي داخل الجسم
عدلتشكل العمليات الاستقلابية كميات كبيرة من المواد التي تحرر شاردة الهيدروجين الحرة (حموضة) وهي شديدة الخطورة ؛ وتهدد التفاعلات الأنظيمية ، كما تغير من درجة ألفة (شدة ارتباط) الأوكسجين بخضاب الدم (الهيموغلوبين).
ويعد ثاني أوكسيد الكربون CO2 الناتج عن استقلاب السكاكر والدسم المصدر الرئيسي لشاردة الخيدروجين ، كما تتحرر حموض أخرى من استقلاب البروتينات وإن كانت أقل أهمية من ثاني أوكسيد الفحم .
يتحد ثاني أوكسيد الكربون مع الماء مشكلاً حمض الكربون الذي يتفكك سريعاً إلى مكونية الماء وثاني أوكسيد الكربون ، كما يتشرد حمض الكربون إلى شاردة البيكربونات السالبة وشاردة الهيدروحين الموجبة (الحمضية).
*تعريف الوقاء (الدارئة) BUFFER
مجموع حمض ضعيف مع أساس مرافق (ملح متشرد بشكل كامل للحمض الضعيف) ويقوم هذا المزيج بالتفاعل مع شاردة الهيدروجين الحرة ويشكل مركباً أقل إنتاجاً لها.
النظم الدارئة خارج خلايا الجسم
عدلأهم نظام وقائي هو دارئة (حمض الفحم وثاني فحمات الصوديوم)
ويحافظ الجسم على عمل هذا النظام الوقائي عبر آليات طبيعية تتم في الرئة والكليتين.
وتكون النسبة الثابتة 1 إلى 20 من CO2 و HCO3- على الترتيب.
النظم الوقائية الأخرى
دارئة الفوسفات NaH2Po4/Na2HPo4
دارئة البروتينات HPr/NaPr
.
أنواع اضطراب الحمض قلوي
عدلالحماض التنفسي يحدث الحُماض التنفسي عند احتباس CO2 فيزداد التنفس ويتم طرحه ، ويتم في الوقت نفسه طرح شاردة الهيدروجين H+ من الكلية.
الحماض الاستقلابي يحدث الحماض الاستقلابي عند نقص المادة القاعدية (كما في الإسهال) فتنقص شاردة البيكاربونات HCO3- مما يسبب زيادة الحموض العضوية، وبالتالي انخفاض الباهاء ، وهذا يعدل بزيادة التنفس وطرح CO2 وتحصل الموازنة من جديد.
التقلون أو القلاء التنفسي أما التقلون التنفسي فيحدث نتيجة خسارة في CO2 (كما في حالة فرط التهوية) فتتراكم القلويات ويرتفع الباهاء ، ويعدل بإبطاء التنفس ، وإنقاص إفراز شاردة الهيدروجين من الكلية ، والنتيجة خفض الباهاء.
التقلون أو القلاء الاستقلابي فيحدث نتيجة زيادة مفرطة في القلويات (كما في حالة استعمال مضادات الحموضة الجهازية) ، وكذلك يحدث في حالة الإقياء بسبب خسارة الجسم لشاردة الهيدروجين مع مفرزات المعدة ، مما يراكم البيكربونات في الدم ويرفع الباهاء (حموضة المعدة تحدث بدخول بزيادة شاردة الهيدروجين في المعدة مقابل زيادة شاردة البيكربونات في الدم)
الأملاح المعدنية في الجسم
عدلحرصاً على عدم إطالة هذه الصفحة سنتابع فقرات الكتاب في الصفحات تالية: