على الرغم من أن مبدأ التناضح يبدو بسيطًا، إلا أنه يلعب دورًا كبيرًا في جميع العمليات الفسيولوجية. يلعب التناضح دورا مهما في الصحة الإنسانية وفي الحفاظ على التوازن. إذ تعمل الأغشية البيولوجية كحواجز شبه منفذة، فتسمح بحدوث عملية التناضح. يعتبر التناضح أساسًا لجميع العمليات الرئيسية في الجسم تقريبًا، بما في ذلك الهضم، ووظائف الكلى، والتوصيل العصبي، وما إلى ذلك. كما يسمح بتوازن تركيزات الماء والمغذيات في جميع خلايا الجسم. إنها العملية الفيزيائية الأساسية التي تنظم تركيز المادة المذابة داخل وخارج الخلايا، و التي تساعد في إخراج الماء الزائد من الجسم.
في البداية، دعنا نقم بهذه التجربة باستخدام حلوى الدببة أو المارشيملو والمشروبات الغازية لفهم كيف يتم الهضم وانتقال الأيونات والجسميات المختلفة بين خلايا أجسادنا [1] .
محتويات المقال :
للقيام بالتجربة، سوف تحتاج إلى:
يجب أن ترى أن الدببة المطاطية قد انتفخت في الصودا. هذا لأن الصودا عبارة عن محلول مفرط التوتر، مما يعني أنه يحتوي على تركيز أعلى من المواد المذابة (السكر) مقارنة بحلوى الدببة. يتحرك الماء الموجود داخل حلوى الدببة إلى الصودا في محاولة لمعادلة تركيزات السكر المرتفعة. هذا يسبب تضخم الدببة وذوبانها في النهاية [1] .
العلم وراء الدببة المطاطية في تجربة الصودا هو التناضح. في تجربة حلوى الدببة في الصودا، تصنع الحلوى من الجيلاتين، وهو غشاء شبه نافذ عبارة عن بروتين يشكل بنية تشبه الشبكة. يسمح هذا الهيكل للماء بالمرور من خلاله، لكنه يمنع الجزيئات الأكبر مثل السكر من المرور. معدل انتفاخ الدببة يعتمد على نوع الصودا. سوف تتسبب المشروبات الغازية التي تحتوي على المزيد من السكر في تضخم الدببة المطاطية بسرعة أكبر من المشروبات الغازية التي تحتوي على كمية أقل من السكر. وذلك لأن المشروبات الغازية التي تحتوي على المزيد من السكر تكون مفرطة التوتر أكثر من المشروبات الغازية التي تحتوي على نسبة سكر أقل.
يمكنك أيضًا تجربة هذه التجربة مع أنواع أخرى من الطعام، مثل حلوى المارشيملو أو الخبز. ستلاحظ أن حلوى المارشيملو أو الخبز سوف تنتفخ أيضًا وتذوب في النهاية في الصودا. هذا لأنها مصنوعة أيضًا من مواد عبارة عن أغشية شبه منفذة. علاوة على ذلك، يمكن استبدال الصودا بمحاليل وسوائل أخرى كماء الصنبور، أو ماء البحر، أو محلول ملحي، أو محلول سكري وملاحظة أثر كل سائل على حلوى الدببة.
تعد تجربة حلوى الدببة في المحاليل المختلفة طريقة ممتعة وسهلة لإظهار مبادئ التناضح. كما أنها أيضًا طريقة رائعة لتعليم الأطفال أنواع المحاليل المختلفة وكيف يمكن أن تؤثر على حركة الماء [1] .
المحلول مفرط التوتر هو محلول يحتوي على تركيز أعلى من المواد المذابة (مثل الملح أو السكر) من المحلول الآخر الذي تتم مقارنته به. عندما يتم وضع خلية في محلول مفرط التوتر، ينتقل الماء خارج الخلية، مما يؤدي إلى تقلص الخلية أو تكوينها [2] .
تُستخدم المحاليل مفرطة التوتر في التطبيقات الطبية المختلفة مثل [3]:
التناضح كما ذكرنا سابقًا هو حركة الماء من منطقة ذات تركيز عالٍ للماء إلى منطقة ذات تركيز ماء منخفض من خلال غشاء شبه نافذ. هذه العملية مهمة للعديد من وظائف الجسم ، بما في ذلك[3] :
من المهم الحفاظ على توازن سوائل صحي للتأكد من أن التناضح يمكن أن يعمل بشكل صحيح.
في الختام، يعتبر التناضح عملية حيوية تلعب دورًا مهمًا في صحة الإنسان. ومن خلال فهم كيفية عمل التناضح، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل كيفية الحفاظ على توازن السوائل في الجسم وتجنب بعض المشاكل الصحية بعادات يومية بسيطة. وذلك من خلال شرب الكثير من السوائل، واتباع نظام غذائي صحي، وتجنب التعرق المفرط مما يساعد في ضمان أن يعمل التناضح بشكل صحيح وأن تظل أجسامنا بصحة جيدة [4,5] .
في عالم الكم، لم تعد قواعد الفيزياء الكلاسيكية قابلة للتطبيق. واحدة من أكثر الحالات الرائعة…
أظهرت دراسة جديدة أن المرضى يجدون الذكاء الاصطناعي أكثر تعاطفاً وتفهماً من الأطباء النفسيين وخبراء…
باتت التجارب الرقمية أكثر عمقًا وانغماسًا مع دمج الحواس البشرية في البيئات الافتراضية. ويأتي نظام…
في اكتشاف رائد، كشف باحثون من جامعة أتينيو دي مانيلا عن أدلة على وجود شكل…
درس العلماء الأسماك الغضروفية الحديثة، مثل أسماك القرش وأسماك الزلاجات. وقارنوها بنظيراتها عديمة الفك، مثل…
تحول دماغ شاب إلى زجاج منذ ما يقرب من 2000 عام، وهي ظاهرة يعتقد العلماء…