التعبير عن تركيز المحاليل البيولوجية : الجزيئي مول Mole - المكافئ Equivalent - الأسمول Osmole

التعبير عن تركيز المحاليل البيولوجية

يعبر عن تركيز المحاليل البيولوجية وما يطرأ عليها من تغيرات بسبب نشاط المركبات الفعالة فسيولوجيا بثلاث طرق هي:

أ. الجزيئي (مول Mole واختصارا mol)

هو مؤشر لعدد جزيئات المذاب في وحدة من حجم المذيب. فالجزيئي (مول) هو الوزن الجزيئي الغرامي للمادة ( أي الوزن الجزيئي للمادة مقاسا بالغرام). هذا الوزن من أي مادة يحتوي على عدد ثابت من جزيئات تلك المادة هوx10²³6.02 جزيئا (ويعرف هذا بعدد أفوجادرو Avogadro number) فجزيئي واحد (مول واحد من كلوريد الصوديوم مثلا هو 23+ 35.5 = 58.5 غراما ويمكن استخدام أجزاء المول مثل مليمول mmol حيث 1 مليمول يساوي 1/ 1000 من المول، أو ميكرومول mol حيث يساوي 1/1،000،000 من المول.

والمحلول الجزيئي (M) هو ذلك المحلول الذي يحتوي اللتر الواحد منه على جزيئي (مول) واحد أي على الوزن الجزيئي الغرامي للمادة المذابة. يحسب الوزن الجزيئي الغرامي لأي مادة بجمع الوزن الذري لذرات تلك المادة مقاسة بالغرام، فالمحلول الجزيئي molar solution لكلوريد الصوديوم يحوي58.5 غراما مذابة في لتر واحد من المذيب.

تجدر الإشارة إلى أن الوزن الذري لمادة ما هو كتلة ذرة واحد من المادة منسوبة إلى كتلة ذرة واحدة من الكربون 12. وحيث أنه نسبة بين كتلتين فإنه ليس له وحدة خاصة به. وتستخدم وحدة دالتون Dalton (Da) ومضاعفها كيلود التون ( Kda ; K ) للتعبير عن كتلة جزيئات البروتين حيث دالتون واحد يساوي 12 / 1 من كتلة ذرة الكربون العادي (C ).

ب. المكافئ  Equivalent ( Eq)

هو مؤشر لعدد الشحنات الكهربائية للمذاب في وحدة من حجم المذيب، فالمكافئ (Eq) لأيون ما هو الوزن الذري للأيون مقسوما على تكافؤ ذلك الأيون. فالمكافئ لصوديوم هو 1 / 23 = 23 غرام، ولكالسيوم هو 2/40 = 20 غرام، ولكلوره و 35.5 /1 = 35.5 غرام وتستخدم أجزاء المكافئ مثل مليمكافئ mEq( = 1000/ 1 مكافئ) وتمثل العلاقة بين مليمكافئ ومليمول على النحو الآتي:

مليمكافئ = مليمول / التكافؤ. وحيث أن البروتينات تكون عادة متعددة الشحنة ( التكافؤ) polyvalent فإن المليمول الواحد منها يساوي عدة مليمكافئات.

ج. الأسمول(Osmole ( Osm

هو مؤشر لعدد دقائق المادة النشطة أسموزيا في وحدة من حجم المذيب. فالأسمول هو الوزن الجزيئي للمادة المذابة بالغرام مقسوما على عدد دقائق المادة الحرة الحركة المتحررة من جزيء واحد من هذه المادة. فالأسمول الواحد لكلوريد صوديوم = (23+ 35.5 )/2 = 29.25 حيث أن جزيء كلوريد صوديوم ينحل في الماء إلى دقيقتين هما * Cl، Na ، وأسمول واحد من كلوريد كالسيوم = (40+35.5 ) /3= 25.17 حيث ينحل كلوريد كالسيوم CaCl إلى ثلاث دقائق هي "CaCl Cl. تستخدم وحدة ملي أسمول (mOsm) التي تساوي 1/ 1000 من الأسمول عادة للإشارة إلى تركيز سوائل الجسم فهي للبلازما على سبيل المثال حوالي 300 ملي أسمول / لتر ماء وهي للبول حوالي 1200 ملي أسمول / لتر ماء. يمكن قياس التركيز الأسمولالي osmolal concentration لمادة مذابة في سائل بقياس الدرجة التي تخفض فيها تلك المادة درجة التجمد للمذيب،

فمثلا يخفض المذاب المثالي الذي تركيزه أمول / لتر درجة التجمد للمحلول بمقدار 1.86°س. ولهذا فإن عدد أسمولات مادة معينة في لتر من المذيب = قيمة الانخفاض في درجة التجمد مقسومة على 1.86.

يدعى عدد أسمولات مادة معينة في لتر من المحلول أسمولارية osmolarity وهذه تختلف عن الأسمولالية osmolality التي تمثل عدد أسمولات المادة المذابة في كغم من الماء أي في لتر من الماء بدلا من لتر من المحلول. والأسمولارية تكون عادة أقل من الأسمولالية فالأولى تقيس التركيز في لتر من المحلول، (البلازما مثلا) والثانية تقيسه في كغم من الماء (لتر من الماء) وحيث أن لتر البلازما يحتوي على 93 % فقط من وزنه ماء لذا فإن كفم واحد من الماء موجود في 1.075 لترا من البلازما وهذا الحجم من البلازما ( 1.075) يحتوي على عدد أسمولات أكثر بالتأكيد من تلك المحتواة في لتر واحد. لهذا فإن الأسمولارية = الأسمولالية مضروبة في 0.93 .

ولو جرى قياس التركيز الأسمولالي على أساس قياس درجة الانخفاض الناتج في درجة التجمد فإنه سيكون أقل من هذه القيمة فعلا والسبب في ذلك أن السائل لا يتصرف كسائل مثالي إذ أن دقائق المادة المذابة لا تتصرف بحرية تامة وباستقلال عن بعضها البعض إلا في سوائل شديدة التخفيف، وفي هذا المحلول (كربس) المماثل لسوائل الجسم من حيث تركيزه المرتفع نسبيا فإن هناك تداخلات interactions بين الأيونات. فوجود أيون معين سيؤثر على الأيونات الأخرى، ولهذا السبب فإن التركيز الأسمولالي للبلازما مثلا هو حوالي 300 مللي أسمول / لتر ماء (كغم) وهو في الواقع يجب أن يكون حسابيا أعلى من ذلك (حوالي 330).

الفصل السادس:

·        تنظيم سوائل الجسم محتوى الجسم من الماء

·        توزيع الماء على حجرات الجسم

·        قياس الحجم الإجمالي الماء الجسم

·        قياس حجم السائل خارج الخلايا

·        قياس حجم البلازما وحجم الدم الإجمالي

·        تركيب سوائل الجسم

·        التعبير عن تركيز المحاليل البيولوجية

·        طرق حركة الماء والمواد المذابة بين حجرات الجسم

·        حركة السوائل بين حجرات الجسم

·        توازن الماء

·        تنظيم توازن الماء

·        آلية العطش

·        إفراز الهرمون مانع إدرار البول

·        تنظيم توازن الأيونات الرئيسية في الجسم

·        تنظيم توازن صوديوم

·        تنظيم توازن بوتاسيوم

·        تنظيم توازن كالسيوم

·        تنظيم توازن مغنيسيوم

·        تنظيم توازن فوسفات

·        بعض اضطرابات توازن الماء

·        أسباب زيادة تدفق السوائل من الدم

·        أسباب إعاقة عودة السوائل إلى تيار الدم

المصادر

• التشريح الوظيفي وعلم وظائف الأعضاء ، الدكتور شتيوي العبدالله (2012) ، دار المسيرة عمان – الأردن.

• Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, Environmental and Metabolic Animal Physiology (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
•  Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
•  Widmaier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Vander's Human Physiology Mechanisms of Body Function. New York, NY: McGraw-Hill Education. pp. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
• R. M. Brain. The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Siècle Europe. Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp., [1].
• Rampling, M. W. (2016). "The history of the theory of the circulation of the blood". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4): 541–549. doi:10.3233/CH-168031. ISSN 1875-8622. PMID 27791994. S2CID 3304540.
• Bernard, Claude (1865). An Introduction to the Study of Ex- perimental Medicine. New York: Dover Publications (published 1957).
•  Bernard, Claude (1878). Lectures on the Phenomena of Life Common to Animals and Plants. Springfield: Thomas (published 1974).
•  Brown Theodore M.; Fee Elizabeth (October 2002). "Walter Bradford Cannon: Pioneer Physiologist of Human Emotions". American Journal of Public Health. 92 (10): 1594–1595. doi:10.2105/ajph.92.10.1594. PMC 1447286.
•  Heilbron, J. L. (2003). The Oxford Companion to the History of Modern Science, Oxford University Press, p. 649, link.
•  Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
•  Garland, Jr, Theodore; Carter, P. A. (1994). "Evolutionary physiology" (PDF). Annual Review of Physiology. 56 (1): 579–621. doi:10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID 8010752.