معلومة

لماذا لا ينتشر النيتروجين في الدم؟

لماذا لا ينتشر النيتروجين في الدم؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في المدرسة ، علمت أن الدم غير المؤكسج الذي يتم إحضاره إلى الحويصلات الهوائية عن طريق الشرايين الرئوية يحتوي على ثاني أكسيد الكربون. وثاني أكسيد الكربون الموجود في الدم ينتشر في الحويصلات الهوائية ويتم عصره بمساعدة الحجاب الحاجز.

إذن ، لماذا لا ينتشر النيتروجين الموجود في الحويصلات الهوائية في الدم؟ كان تخميني أن الأوعية الدموية لا تسمح بأي شيء آخر غير ثاني أكسيد الكربون2 و O2 بالمرور.

لكنني شاهدت مؤخرًا مقطع فيديو على KhanAcademy حيث قال سال إن هناك كمية من النيتروجين هل تختلط بالدم. هل سال على حق؟ إذا كانت الإجابة بنعم ، فلماذا لا يكون ملف كامل ينتشر النيتروجين الموجود في الحويصلات الهوائية من هناك (حيث يوجد بتركيز عالٍ) إلى الدم (حيث يوجد بتركيز منخفض)؟

كي تختصر،

  • لماذا لا ينتشر النيتروجين المستنشق في الحويصلات الهوائية إلى الدم الموجود في الأوردة الرئوية ، على غرار طريقة CO2 ينتشر الموجود في الدم خارج إلى الحويصلات الهوائية؟

يعجبني أن النيتروجين جاء إلى ذهنك ؛)

أعتقد أنهم في المدرسة لم يخبروك عن النيتروجين على الإطلاق ، من أجل التبسيط ، لأنه ليس له وظيفة في الجسم و $ O_ {2} $ و $ CO_ {2} $ هما الغازان المهمان لوظيفة التنفس البيولوجية.

ومع ذلك ، فإن كل جزيئات الغاز الصغيرة هذه صغيرة جدًا وعمومًا يكون الغشاء البيولوجي منفذاً جدًا لها. لهذا السبب لا يمكن للخلية أن تقرر السماح بدخول $ O_ {2} $ و $ CO_ {2} $ و $ N_ {2} $ ليس كما تقترح.

(ومع ذلك ، فإن الخلية قادرة على التحكم في نفاذية هذه الغازات إلى بعض المحتوى ، بناءً على مستوى الكوليسترول في غشاءها $ ^ 1 $)

تكون عملية تبادل الغازات سلبية بشكل عام. في الغشاء السنخي ، يتدفق الغاز من موقع تركيزه الأعلى (في حالة الغازات نتحدث بدلاً من ذلك عن الضغط الجزئي) إلى موقع التركيز المنخفض. تعتمد سرعة هذه العملية في الغالب على الاختلاف في الضغوط الجزئية ، وإذا تركت الدم "يتفاعل" مع الهواء في الحويصلات لفترة كافية ، فإن الضغط الجزئي لجميع جزيئات الغاز الصغيرة سيصل إلى حالة توازن تقريبًا. (يحدث هذا في ظل الظروف الفسيولوجية لجميع الغازات الثلاثة المذكورة)

أكاديمية خان محقة أيضًا في الواقع. هذا لأن $ N_ {2} $ لا ينتج أو يستهلك في الجسم ، فإن ضغطه الجزئي في الدم الوريدي مماثل للضغط الموجود في الهواء السنخي ، ولا توجد قوة تسبب حركته بين هذين الجزأين بشكل عام.

في الجدول يمكنك أن ترى أن الضغط الجزئي للنيتروجين في الدم هو نفسه الموجود في الغاز السنخي.

مصدر الصورة


النيتروجين ليس غازًا استقلابيًا ، وضغطه الجزئي مرتفع جدًا. لا يمكن لأي مركب من الدم أن يتفاعل مع النيتروجين وبالتالي لا يمكن انتشاره.
انتشاره ممكن فقط عندما يتم رفع الشخص فجأة من عمق المحيط ، مثل هذا الانتشار يسبب فقاعات في الأوعية الدموية تؤدي إلى الموت بسبب مرض يسمى كيشان وهذا هو السبب في إعطاء التحذيرات قبل الغوص.


سلسلة Ect4health-KYJ

لقد سئلت . "في الهواء نتنفس ، هل للنيتروجين دور"؟

دعونا نلخص. يتكون الهواء من 21٪ أكسجين و 78٪ نيتروجين (النسبة الباقية هي الماء والأرجون وآثار العديد من الغازات بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون).

عندما نتنفس ، ينتشر الأكسجين الموجود في الهواء إلى الدم عبر الغشاء التنفسي. يحدث هذا بسبب انخفاض الأكسجين في الدم في الرئة ، لذلك هناك طريقة واحدة للتدفق من تركيز الأكسجين المرتفع في الحويصلات الهوائية إلى التركيز المنخفض في الدم.

نظرًا لأن الدم الشرياني الغني بالأكسجين يروي الأنسجة ، فإن الخلايا تستهلك الأكسجين مما يؤدي إلى نفادها. ومن ثم فهو يحتاج إلى استبدال دائم.

لا تستهلك الأنسجة النيتروجين ، لذا يكون تركيز الدم ثابتًا. يطلق عليه "غاز خامل" بمعنى عدم وجود دور فسيولوجي.

لا ينتشر النيتروجين الموجود في الحويصلات الهوائية في الدم لأن تركيزه في الدم متماثل في الحويصلات الهوائية. لا يتم استخدامه بواسطة المكالمات ولا يتم إنشاؤه بواسطة الخلايا. الطريقة الوحيدة لإزالته من الدم هي تقليل تركيزه في الهواء الذي نتنفسه. تذكر هذه النقطة.

الآن نعود إلى الحويصلات الهوائية. هذا الكيس الهوائي يحتوي على النيتروجين والأكسجين فيه. يتسرب الأكسجين ، ويبقى النيتروجين في الكيس.
ينهار الكيس قليلاً. ليس مهما. لذلك فإن دور النيتروجين في الرئة هو فتح الحويصلات الهوائية حتى لا تنهار تمامًا ولكنها تتقلص قليلاً.

تمرين: افعل هذا!
خذ نفسًا أعمق ما يمكنك واحتفظ به لمدة 15 ثانية. في علامة 10-15 ثانية ، فقط حاول تنفس المزيد. .
أراهن أنك تستطيع. عن طريق فقدان الأكسجين في دمك ، تكون قد وفرت مساحة أكبر قليلاً داخل رئتيك. رائع يا !!

الآن ، ماذا تفترض أن يحدث عندما تستنشق كمية أقل من النيتروجين؟ نفعل هذا للمريض عندما نضع الأكسجين. شخص ما يرتدي قناع وجه عند الساعة 8 lpm يتنفس 50٪ أكسجين ، ولكن بواسطة الرياضيات البحتة يتنفس أيضًا حوالي 50٪ نيتروجين.

ينتشر الأكسجين في الدم ، كما أنه يؤدي إلى انخفاض نسبة النيتروجين في الحويصلات الهوائية مما يؤدي إلى تقليل التجبير والمزيد من الانهيار السنخي - وهذا ما يسمى انخماص الرئة. كلما ارتفع الأكسجين الذي يتنفسه الشخص ، كلما زاد انخماص الرئة ، ويمكن أن يكون سيئًا.

عندما يتنفس شخص ما علاجًا عاليًا بالأكسجين ، يبدأ نيتروجين دمه (الآن أعلى نسبيًا من نيتروجين الرئة) في الانخفاض. إن إطلاق غاز النيتروجين هو إحدى الآليات التي يعمل بها العلاج بالضغط العالي على الغواصين مع الانحناءات ، ولكن في حالات أخرى ، كلما طالت مدة تنفسهم الأكسجين بتركيزات عالية ، انخفض نيتروجين الدم لديهم.

في النهاية سوف تزيلهم من O2. الآن تنخفض مستويات الأكسجين والنيتروجين في الدم ، مما يعني أنه عندما يتنفس الشخص ، يحدث انتشار كل من النيتروجين والأكسجين. انهيار الحويصلات الهوائية أسوأ من الأكسجين وحده.

وهذا أحد أسباب الحاجة إلى الفطام ببطء عن الأكسجين. يؤدي الانهيار الواسع النطاق إلى الالتهاب الرئوي.

ملخص: كلما زاد الأكسجين الذي تضعه على مريضك ، كلما تسببت في انهيار الرئة.
يعتبر الأكسجين غازًا خطيرًا محتملًا ، وفي بعض الأحيان ، غازًا سامًا ، استخدمه بحكمة ، وليس بشكل روتيني أبدًا.


MCAT - علم الأحياء

انخفض هذا أثناء القتال / الهروب (متعاطف) - هذا منطقي لأنه إذا كنت خائفًا حقًا ، أو أن عواطفك تتصاعد بالفعل ومحاولتك للقتال لن تتمكن من الحفاظ على الكثير من الطعام.

مثال: إذا أدخل الفيروس نفسه في جينوم الخلية المضيفة ، فستبدأ الخلية المضيفة في صنع مجموعة من البروتينات الغريبة والمختلفة عن المعتاد ، فإن تلك البروتينات الغريبة لديها فرصة للعرض على معقد التوافق النسيجي الأول.

يعرض MHCII مستضدًا خارجيًا لخلايا CD4 + T.

الحمض الأميني الأولي في حقيقيات النوى هو الميثيونين (AUG) ولكن N-FORMYLMETHIONINE في بدائيات النوى

تشكيل السندات الضعيفة مع الكريات البيض التي تمر وتسبب توقفها

خلايا ميركل: ضغط عميق وملمس

جسيمات ميسنر: لمسة خفيفة

يمكنهم السفر لمسافات طويلة

علاقة من مسافة بعيدة

Integrins: لها سلسلتان ممتدتان للغشاء وتسمح للخلايا بالالتزام بالبروتينات في المصفوفة خارج الخلية

يثبط H + خيفيًا الهيموجلوبين (يغير شكل الهيموغلوبين بحيث لا يمكنه التمسك بـ O2

تنتج نوعًا معينًا من القنوات الأيونية التي يتم تنشيطها بواسطة فرط الاستقطاب

يقلل توسع الأوعية المقاومة المحيطية الكلية

كلما زاد طول نظام الأوعية الدموية (أي كلما زاد طول الشخص) زادت المقاومة الطرفية الكلية

هذا يتحدث عنه داخل نظام مغلق

المعدل الذي تدخل به الكتلة النظام هو المعدل الذي تغادر فيه الكتلة النظام

عندما تتغير مساحة المقطع العرضي للأوعية الدموية ، يجب أن تتغير سرعة الدم الذي يمر عبرها

هذا جيد لأنه يعطي الوقت لتبادل العناصر الغذائية مع الأنسجة المحيطة


لماذا لا ينتشر النيتروجين في الدم؟ - مادة الاحياء

الجزء الأكبر من الدهون الغذائية عبارة عن دهون محايدة أو الدهون الثلاثية ، تتكون من العمود الفقري الجلسرين مع كل كربون مرتبط بحمض دهني. تحتوي المواد الغذائية عادة أيضًا على الدهون الفوسفاتية والستيرولات مثل الكوليسترول والعديد من الدهون الطفيفة ، بما في ذلك الفيتامينات التي تذوب في الدهون. أخيرًا ، تحتوي محتويات الأمعاء الدقيقة على دهون من الخلايا الظهارية المقشورة والكوليسترول الكبير الذي يتم توصيله في الصفراء.

من أجل امتصاص الدهون الثلاثية ، يجب إجراء عمليتين:

  • يجب تكسير التراكمات الكبيرة من الدهون الثلاثية الغذائية ، غير القابلة للذوبان فعليًا في بيئة مائية ، ماديًا وتعليقها - وهي عملية تسمى الاستحلاب.
  • يجب هضم جزيئات الدهون الثلاثية إنزيميًا لإنتاج أحماض أحادي الجليسريد والأحماض الدهنية ، وكلاهما يمكن أن ينتشر بكفاءة أو ينتقل إلى الخلية المعوية

اللاعبون الرئيسيون في هذين التحولين هما الأحماض الصفراوية والليباز البنكرياس ، وكلاهما مخلوط مع الكيموس ويعملان في تجويف الأمعاء الدقيقة. الأحماض الصفراوية ضرورية أيضًا لإذابة الدهون الأخرى ، بما في ذلك الكوليسترول.

الاستحلاب والتحلل المائي وتكوين الميسيل

تلعب الأحماض الصفراوية دورها الحاسم الأول في امتصاص الدهون من خلال تعزيز الاستحلاب. كمشتقات للكوليسترول ، تحتوي الأحماض الصفراوية على مجالات محبة للماء وكارهة للماء (أي أنها أمفيباثيك). عند التعرض لمجموع كبير من الدهون الثلاثية ، تتداخل الأجزاء الكارهة للماء من الأحماض الصفراوية في الدهون ، مع بقاء المجالات المحبة للماء على السطح. يساعد هذا الطلاء بالأحماض الصفراوية في تكسير الركام أو القطرات الكبيرة إلى قطرات أصغر وأصغر.

يتم التحلل المائي للدهون الثلاثية إلى أحادي الجليسريد والأحماض الدهنية الحرة في الغالب عن طريق الليباز البنكرياس. يتمثل نشاط هذا الإنزيم في قص الأحماض الدهنية في الموضعين 1 و 3 من الدهون الثلاثية ، وترك اثنين من الأحماض الدهنية الحرة و 2 أحادي الجليسريد. يعمل عقار أورليستات (زينيكال) المروج لعلاج السمنة عن طريق تثبيط ليباز البنكرياس ، وبالتالي تقليل هضم وامتصاص الدهون في الأمعاء الدقيقة.

الليباز إنزيم قابل للذوبان في الماء ، وبقليل من الخيال ، من السهل أن نفهم لماذا يعتبر الاستحلاب مقدمة ضرورية لنشاطه الفعال. بعد تناول الوجبة بوقت قصير ، يوجد الليباز داخل الأمعاء الدقيقة بكميات ضخمة إلى حد ما ، ولكن يمكن أن يعمل فقط على سطح قطرات ثلاثي الجليريد. بالنسبة لحجم معين من الدهون ، كلما كان حجم القطرة أصغر ، زادت مساحة السطح ، مما يعني أن المزيد من جزيئات الليباز يمكنها العمل.

نظرًا لأن أحادي الجليسريد والأحماض الدهنية يتم تحريرها من خلال عمل الليباز ، فإنها تحافظ على ارتباطها بالأحماض الصفراوية ومعقدة مع الدهون الأخرى لتكوين هياكل تسمى المذيلات. Micelles هي في الأساس مجاميع صغيرة (قطرها 4-8 نانومتر) من الدهون المختلطة والأحماض الصفراوية المعلقة داخل تناول الطعام. عندما يتم خلط تناول الطعام ، تصطدم الميسيلات بحدود الفرشاة للخلايا المعوية الدقيقة ، ويتم امتصاص الدهون ، بما في ذلك أحادي الجليسريد والأحماض الدهنية ، في الخلايا الظهارية.

الامتصاص والانتقال إلى الدم

المنتجات الرئيسية لهضم الدهون - الأحماض الدهنية و 2 أحادي الجليسريد - تدخل الخلايا المعوية عن طريق الانتشار البسيط عبر غشاء البلازما. يدخل جزء كبير من الأحماض الدهنية أيضًا إلى الخلية المعوية عبر بروتين معين لنقل الأحماض الدهنية في الغشاء.

يتم نقل الدهون من الخلايا المعوية إلى الدم عن طريق آلية تختلف بشكل واضح عما رأيناه بالنسبة للسكريات الأحادية والأحماض الأمينية.

بمجرد دخول الخلايا المعوية ، يتم نقل الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد إلى الشبكة الإندوبلازمية ، حيث يتم استخدامها لتخليق ثلاثي الغليريد. بدءًا من الشبكة الإندوبلازمية واستمرارًا في جولجي ، يتم تعبئة الدهون الثلاثية بالكوليسترول والبروتينات الدهنية والدهون الأخرى في جزيئات تسمى الكيلومكرونات. تذكر مكان حدوث ذلك - في المعوية الماصة للأمعاء الدقيقة.

تنبثق مادة الكيلومكرونات من جولجي إلى حويصلات خارجية للخلايا ، والتي يتم نقلها إلى الجانب الجانبي الجانبي للخلية المعوية. تندمج الحويصلات مع غشاء البلازما وتخضع لفرز الخلايا ، وتلقي بالكلومكرونات في الفراغ خارج الخلايا.

نظرًا لأن الكيلومكرونات عبارة عن جزيئات ، يمكن تصور جميع الخطوات في هذا المسار تقريبًا باستخدام مجهر إلكتروني ، كما يوضح مونتاج الصور أدناه.

يختلف أيضًا نقل الدهون في الدورة الدموية عما يحدث مع السكريات والأحماض الأمينية. بدلاً من امتصاصها مباشرة في الدم الشعري ، يتم نقل الكيلومكرونات أولاً إلى الوعاء اللمفاوي الذي يخترق كل خلية تسمى اللبني المركزي. حتى وقت قريب ، لم يكن من المفهوم كيف يتم امتصاص الكيلومكرونات الكبيرة في اللاكتيلات. كما اتضح ، هناك بقع من اللاكتيل حيث تتماسك الخلايا البطانية معًا من خلال "وصلات زر" متخصصة أكثر نفاذية للكيلوميكرونات من الوصلات الخلوية العادية. ثم يصب الليمفاوي الغني بالكيلومكرون في الجهاز الليمفاوي الذي يتدفق بسرعة إلى الدم. يتم تفكيك الكيلومكرونات المنقولة بالدم بسرعة واستخدام الدهون المكونة لها في جميع أنحاء الجسم.

عندما يتم امتصاص أعداد كبيرة من الكيلومكرونات ، فإن التصريف الليمفاوي من الأمعاء الدقيقة يظهر حليبيًا ويسهل رؤية اللمفاويات. في الصورة أدناه ، لمحتويات البطن من ذئب ، الخطوط البيضاء الدقيقة (الأسهم) عبارة عن لمفاويات معوية مليئة بالكيلومكرونات. يمر هذا الليمف عبر العقد الليمفاوية المساريقية (LN) ثم إلى الليمفاوية الأكبر حجمًا.

الدهون الأخرى ذات الأهمية التي يتم امتصاصها في الأمعاء الدقيقة هي الكوليسترول. ينتج استتباب الكوليسترول عن توازن تخليق الكوليسترول ، وامتصاص الكوليسترول الغذائي ، والتخلص من الكوليسترول عن طريق إفراز الصفراء. منذ سنوات ، تبين أن الكوليسترول ، وليس الستيرولات النباتية ، يمتص بسهولة في الأمعاء. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد بروتين نقل محدد (NPC1L1) ينقل الكوليسترول من تجويف الأمعاء إلى الخلية المعوية. من هناك ، يتم أسترة جزء كبير من الكوليسترول ، ويتم دمجه في مادة الكيلومكرونات ويتم نقله إلى الدم بواسطة الآليات الموضحة أعلاه.

إذا كنت مهتمًا بتأكيد بعض العمليات الموضحة أعلاه لنفسك على الأقل ، فيجب عليك إجراء التجربة التالية:

  • تناول كوبًا من الكريمة الغنية أو كيسًا من البطاطس المقلية السريعة.
  • افعل شيئًا مثمرًا مثل المذاكرة لمدة 30 دقيقة تقريبًا.
  • اسحب عينة دم من نفسك (الأنبوب الشعري يكفي) - استخدم مضادًا للتخثر لمنع التجلط.
  • جهاز طرد مركزي لعينة الدم لفصل الخلايا والبلازما.

عندما تقوم بفحص البلازما الخاصة بك ، ستبدو حليبيًا بشكل واضح نظرًا لوجود بلايين من الكيلومكرونات العاكسة للضوء (تسمى الحالة شحمية الدم). إذا كنت تريد رصيدًا إضافيًا ، فاستمر في أخذ عينات الدم كل 15 دقيقة حتى تختفي البلازما ، ثم اكتب نتائجك على ورقة الرسم البياني. بدلاً من ذلك ، يمكنك ببساطة فحص الصورة على اليمين لمعرفة شكل مصل الكلاب بعد عدة ساعات من الصيام مقارنةً بمصل الدهون الذي تم جمعه بعد وقت قصير من تناول وجبة طعام جرو.

امتصاص الأحماض الأمينية والببتيدات


بيو 140 - علم الأحياء البشري 1 - كتاب مدرسي

/>
ما لم يُذكر خلاف ذلك ، تم ترخيص هذا العمل بموجب رخصة المشاع الإبداعي نَسب المُصنَّف - غير تجاري 4.0 دولي.

لطباعة هذه الصفحة:

انقر فوق رمز الطابعة في الجزء السفلي من الشاشة

هل النسخة المطبوعة الخاصة بك غير مكتملة؟

تأكد من أن النسخة المطبوعة تتضمن كل المحتوى من الصفحة. إذا لم يكن & # 39t ، فحاول فتح هذا الدليل في متصفح مختلف والطباعة من هناك (أحيانًا يعمل Internet Explorer بشكل أفضل ، وأحيانًا Chrome ، وأحيانًا Firefox ، وما إلى ذلك).

الفصل 20

الهضم والامتصاص الكيميائي: نظرة فاحصة

  • تحديد المواقع والإفرازات الأولية المشاركة في الهضم الكيميائي للكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية
  • قارن بين امتصاص المغذيات المحبة للماء والمضادة للماء

كما تعلمت ، فإن عملية الهضم الميكانيكي بسيطة نسبيًا. إنه ينطوي على الانهيار المادي للأغذية ولكنه لا يغير تركيبته الكيميائية. الهضم الكيميائي ، من ناحية أخرى ، هو عملية معقدة تقلل من الطعام إلى كتل بناء كيميائية ، والتي يتم امتصاصها بعد ذلك لتغذية خلايا الجسم (الشكل 1). في هذا القسم ، ستنظر عن كثب في عمليات الهضم والامتصاص الكيميائي.

الشكل 1: يبدأ الهضم في الفم ويستمر مع انتقال الطعام عبر الأمعاء الدقيقة. يحدث معظم الامتصاص في الأمعاء الدقيقة.

الهضم الكيميائي

يجب تقسيم جزيئات الطعام الكبيرة (على سبيل المثال ، البروتينات ، والدهون ، والأحماض النووية ، والنشويات) إلى وحدات فرعية صغيرة بما يكفي ليتم امتصاصها بواسطة بطانة القناة الهضمية. يتم تحقيق ذلك عن طريق الإنزيمات من خلال التحلل المائي. تم تلخيص العديد من الإنزيمات المشاركة في الهضم الكيميائي في الجدول 1.

الجدول 1: إنزيمات الجهاز الهضمي

  • أمينوبيبتيداز: أحماض أمينية في نهاية الببتيدات الأمينية
  • ديبيبتيداز: ثنائي الببتيدات
  • أمينوبيبتيداز: الأحماض الأمينية والببتيدات
  • ديبيبتيداز: أحماض أمينية
  • نوكلياز الريبونيكلياز Ribonuclease: ribonucleic acids
  • ديوكسي ريبونوكلياز: أحماض ديوكسي ريبونوكلييك
هضم الكربوهيدرات

يبلغ متوسط ​​النظام الغذائي الأمريكي حوالي 50 في المائة من الكربوهيدرات ، والتي يمكن تصنيفها وفقًا لعدد المونومرات التي تحتوي عليها من السكريات البسيطة (السكريات الأحادية والسكريات) و / أو السكريات المعقدة (السكريات المتعددة). الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز هي السكريات الأحادية الثلاثة التي يتم استهلاكها بشكل شائع ويتم امتصاصها بسهولة. كما أن جهازك الهضمي قادر على تفكيك السكروز ثنائي السكاريد (سكر المائدة العادي: الجلوكوز + الفركتوز) ، اللاكتوز (سكر الحليب: الجلوكوز + الجالاكتوز) ، والمالتوز (سكر الحبوب: الجلوكوز + الجلوكوز) ، والسكريات المتعددة الجليكوجين والنشا ( سلاسل السكريات الأحادية). لا تنتج أجسامك الإنزيمات التي يمكنها تحطيم معظم السكريات الليفية ، مثل السليلوز. في حين أن السكريات غير القابلة للهضم لا تقدم أي قيمة غذائية ، فإنها توفر الألياف الغذائية التي تساعد على دفع الطعام عبر القناة الهضمية.

يبدأ الهضم الكيميائي للنشويات في الفم وقد تمت مراجعته أعلاه.

في الأمعاء الدقيقة ، يقوم أميليز البنكرياس برفع & lsquoheavy & rsquo لهضم النشا والكربوهيدرات (الشكل 2). بعد أن تحلل الأميليز النشا إلى أجزاء أصغر ، يبدأ إنزيم حدود الفرشاة وألفا ديكستريناز بالعمل على & alpha-dextrin ، مما يؤدي إلى كسر وحدة جلوكوز واحدة في كل مرة. ثلاثة إنزيمات حد الفرشاة تحلل السكروز واللاكتوز والمالتوز في السكريات الأحادية. يقسم السكروز السكروز إلى جزيء واحد من الفركتوز وجزيء واحد من الجلوكوز مالتاز يكسر المالتوز والمالتوتريوز إلى جزئين وثلاثة من جزيئات الجلوكوز ، على التوالي ، ويقوم اللاكتاز بتقسيم اللاكتوز إلى جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الجالاكتوز. يمكن أن يؤدي عدم كفاية اللاكتاز إلى عدم تحمل اللاكتوز.

الشكل 2: يتم تقسيم الكربوهيدرات إلى مونومراتها في سلسلة من الخطوات.

هضم البروتين

البروتينات عبارة عن بوليمرات تتكون من أحماض أمينية مرتبطة بروابط ببتيدية لتشكيل سلاسل طويلة. يقلل الهضم منهم إلى الأحماض الأمينية المكونة لها. عادة ما تستهلك حوالي 15 إلى 20 في المائة من إجمالي السعرات الحرارية التي تتناولها كبروتين.

يبدأ هضم البروتين في المعدة ، حيث يقوم حمض الهيدروكلوريك والبيبسين بتفكيك البروتينات إلى عديد ببتيدات أصغر ، والتي تنتقل بعد ذلك إلى الأمعاء الدقيقة (الشكل 3). يستمر الهضم الكيميائي في الأمعاء الدقيقة بواسطة إنزيمات البنكرياس ، بما في ذلك الكيموتربسين والتربسين ، وكل منهما يعمل على روابط معينة في تسلسل الأحماض الأمينية. في الوقت نفسه ، تفرز خلايا حدود الفرشاة إنزيمات مثل aminopeptidase و dipeptidase ، مما يزيد من تكسير سلاسل الببتيد. ينتج عن هذا جزيئات صغيرة بما يكفي لدخول مجرى الدم (الشكل 4).

الشكل 4: تنقسم البروتينات على التوالي إلى مكوناتها من الأحماض الأمينية.

هضم الدهون

النظام الغذائي الصحي يحد من تناول الدهون إلى 35 بالمائة من إجمالي السعرات الحرارية المتناولة. أكثر الدهون الغذائية شيوعًا هي الدهون الثلاثية ، والتي تتكون من جزيء الجلسرين المرتبط بثلاث سلاسل من الأحماض الدهنية. كما يتم استهلاك كميات صغيرة من الكوليسترول الغذائي والدهون الفوسفورية.

والليباز الثلاثة المسؤولة عن هضم الدهون هي الليباز اللساني والليباز المعدي والليباز البنكرياس. ومع ذلك ، نظرًا لأن البنكرياس هو المصدر الوحيد للليباز ، يحدث تقريبًا كل هضم للدهون في الأمعاء الدقيقة. يكسر البنكرياس ليباز كل دهون ثلاثية إلى نوعين من الأحماض الدهنية الحرة و أحادي الجليسريد. تشمل الأحماض الدهنية كلاً من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (أقل من 10 إلى 12 ذرة كربون) والأحماض الدهنية طويلة السلسلة.

هضم الحمض النووي

تم العثور على الأحماض النووية DNA و RNA في معظم الأطعمة التي تتناولها. هناك نوعان من نوكلياز البنكرياس مسؤولان عن هضمهما: ديوكسي ريبونوكلياز ، الذي يهضم الحمض النووي الريبي النووي ، والريبونوكلياز ، الذي يهضم الحمض النووي الريبي. يتم تكسير النيوكليوتيدات التي ينتجها هذا الهضم بشكل أكبر عن طريق إنزيمي حدود الفرشاة المعوية (نوكليوزيداز وفوسفاتيز) إلى خماسيات ، وفوسفات ، وقواعد نيتروجينية ، والتي يمكن امتصاصها من خلال جدار القناة الهضمية. يلخص الجدول 2 جزيئات الطعام الكبيرة التي يجب تقسيمها إلى وحدات فرعية.

الجدول 2: المواد الغذائية القابلة للامتصاص

مصدر مستوى
الكربوهيدرات السكريات الأحادية: الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز
البروتينات أحماض أمينية مفردة وثنائيات الببتيدات وثلاثي الببتيدات
الدهون الثلاثية أحادي أسيل جليسريد ، جلسرين ، وأحماض دهنية حرة
احماض نووية السكريات البنتوزية والفوسفات والقواعد النيتروجينية

استيعاب

للعمليات الميكانيكية والهضمية هدف واحد: تحويل الطعام إلى جزيئات صغيرة بما يكفي لامتصاصها بواسطة الخلايا الظهارية للزغابات المعوية. القدرة الاستيعابية للقناة الهضمية تكاد لا تنتهي. كل يوم ، تعالج القناة الهضمية ما يصل إلى 10 لترات من الطعام والسوائل وإفرازات الجهاز الهضمي ، لكن أقل من لتر واحد يدخل الأمعاء الغليظة. يتم امتصاص جميع الأطعمة التي يتم تناولها تقريبًا ، و 80 في المائة من الإلكتروليت ، و 90 في المائة من الماء في الأمعاء الدقيقة. على الرغم من أن الأمعاء الدقيقة بأكملها تشارك في امتصاص الماء والدهون ، إلا أن معظم امتصاص الكربوهيدرات والبروتينات يحدث في الصائم. والجدير بالذكر أن أملاح الصفراء وفيتامين ب12 يتم امتصاصها في الدقاق الطرفي. بحلول الوقت الذي يمر فيه الكيموس من الدقاق إلى الأمعاء الغليظة ، يكون في الأساس بقايا طعام غير قابلة للهضم (بشكل أساسي ألياف نباتية مثل السليلوز) ، وبعض الماء ، وملايين البكتيريا (الشكل 5).

الشكل 5: الامتصاص عملية معقدة يتم فيها حصاد العناصر الغذائية من الطعام المهضوم.

يمكن أن يحدث الامتصاص من خلال خمس آليات: (1) النقل النشط ، (2) الانتشار السلبي ، (3) الانتشار الميسر ، (4) النقل المشترك (أو النقل النشط الثانوي) ، (5) الالتقام الخلوي. كما ستتذكر من الفصل 3 ، يشير النقل النشط إلى حركة مادة عبر غشاء الخلية من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة تركيز أعلى (أعلى تدرج التركيز). في هذا النوع من النقل ، تعمل البروتينات الموجودة داخل غشاء الخلية كمضخات ldquopumps ، & rdquo باستخدام الطاقة الخلوية (ATP) لتحريك المادة. يشير الانتشار السلبي إلى حركة المواد من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل ، بينما يشير الانتشار الميسر إلى حركة المواد من منطقة أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل باستخدام بروتين ناقل في غشاء الخلية. يستخدم النقل المشترك حركة جزيء واحد عبر الغشاء من تركيز أعلى إلى تركيز أقل لتشغيل حركة جزيء آخر من الأقل إلى الأعلى. أخيرًا ، الالتقام الخلوي هو عملية نقل يبتلع فيها غشاء الخلية المادة. يتطلب طاقة ، بشكل عام في شكل ATP.

نظرًا لأن غشاء الخلية و rsquos البلازمي يتكون من فوسفوليبيدات كارهة للماء ، يجب أن تستخدم العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء جزيئات النقل المدمجة في الغشاء لدخول الخلايا. علاوة على ذلك ، لا يمكن للمواد أن تمر بين الخلايا الظهارية في الغشاء المخاطي للأمعاء لأن هذه الخلايا مرتبطة ببعضها البعض بواسطة تقاطعات ضيقة. وبالتالي ، لا يمكن للمواد أن تدخل الشعيرات الدموية إلا عن طريق المرور عبر الأسطح القمية للخلايا الظهارية وإلى السائل الخلالي. تدخل العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء الدم الشعري في الزغب وتنتقل إلى الكبد عبر الوريد البابي الكبدي.

على عكس العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء ، يمكن أن تنتشر العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الدهون من خلال غشاء البلازما. بمجرد دخولها الخلية ، يتم تعبئتها للنقل عبر قاعدة الخلية ثم تدخل اللاكتيلات في الزغابات ليتم نقلها بواسطة الأوعية اللمفاوية إلى الدوران الجهازي عبر القناة الصدرية. يتطلب امتصاص معظم العناصر الغذائية من خلال الغشاء المخاطي للزغابات المعوية نقلًا نشطًا يغذيه ATP. تم تلخيص طرق الامتصاص لكل فئة غذائية في الجدول 3.

الجدول 3: الامتصاص في القناة الهضمية

طعام منتجات التفكيك آلية الامتصاص دخول مجرى الدم وجهة
الكربوهيدرات الجلوكوز النقل المشترك مع أيونات الصوديوم الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الكربوهيدرات جالاكتوز النقل المشترك مع أيونات الصوديوم الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الكربوهيدرات الفركتوز نشر الميسر الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
بروتين أحماض أمينية النقل المشترك مع أيونات الصوديوم الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الدهون أحماض دهنية طويلة السلسلة ينتشر في خلايا الأمعاء ، حيث يتم دمجها مع البروتينات لتكوين الكيلومكرونات لاكتيلز الزغابات الدوران الجهازي عبر دخول الليمفاوية إلى القناة الصدرية
الدهون أحادي أسيل جليسريد ينتشر في خلايا الأمعاء ، حيث يتم دمجها مع البروتينات لتكوين الكيلومكرونات لاكتيلز الزغابات الدوران الجهازي عبر دخول الليمفاوية إلى القناة الصدرية
الدهون أحماض دهنية قصيرة السلسلة انتشار بسيط الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الدهون الجلسرين انتشار بسيط الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
احماض نووية منتجات هضم الحمض النووي النقل النشط عبر ناقلات الغشاء الدم الشعري في الزغابات الكبد عبر الوريد البابي الكبدي

امتصاص الكربوهيدرات

يتم امتصاص جميع الكربوهيدرات على شكل سكريات أحادية. الأمعاء الدقيقة عالية الكفاءة في هذا ، حيث تمتص السكريات الأحادية بمعدل يقدر بـ 120 جرامًا في الساعة. يتم امتصاص جميع الكربوهيدرات الغذائية المهضومة بشكل طبيعي ويتم التخلص من الألياف غير القابلة للهضم في البراز. يتم نقل السكريات الأحادية الجلوكوز والجلاكتوز إلى الخلايا الظهارية بواسطة ناقلات البروتين الشائعة عبر النقل الثانوي النشط (أي النقل المشترك مع أيونات الصوديوم). تترك السكريات الأحادية هذه الخلايا عن طريق الانتشار السهل وتدخل الشعيرات الدموية من خلال الشقوق بين الخلايا. يتم امتصاص الفركتوز أحادي السكاريد (الموجود في الفاكهة) ونقله عن طريق الانتشار الميسر وحده. تتحد السكريات الأحادية مع بروتينات النقل مباشرة بعد تكسير السكريات الثنائية.

امتصاص البروتين

تمتص آليات النقل النشطة ، بشكل أساسي في الاثني عشر والصائم ، معظم البروتينات كمنتجات تحللها ، وهي الأحماض الأمينية. يتم هضم وامتصاص كل البروتين تقريبًا (95 إلى 98 بالمائة) في الأمعاء الدقيقة. يختلف نوع الناقل الذي ينقل الأحماض الأمينية. ترتبط معظم ناقلات الصوديوم بالنقل النشط. يتم أيضًا نقل سلاسل قصيرة من اثنين من الأحماض الأمينية (ثنائي الببتيدات) أو ثلاثة أحماض أمينية (الببتيدات الثلاثية) بنشاط. ومع ذلك ، بعد دخولها الخلايا الظهارية الماصة ، يتم تقسيمها إلى أحماضها الأمينية قبل مغادرة الخلية ودخول الدم الشعري عن طريق الانتشار.

امتصاص الدهون

يتم امتصاص حوالي 95 في المائة من الدهون في الأمعاء الدقيقة. لا تعمل أملاح الصفراء على تسريع عملية هضم الدهون فحسب ، بل إنها ضرورية أيضًا لامتصاص المنتجات النهائية لهضم الدهون. الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة قابلة للذوبان في الماء نسبيًا ويمكن أن تدخل الخلايا الامتصاصية (الخلايا المعوية) مباشرة. يمكّن الحجم الصغير للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة من امتصاصها بواسطة الخلايا المعوية عن طريق الانتشار البسيط ، ثم تأخذ نفس مسار السكريات الأحادية والأحماض الأمينية في الشعيرات الدموية في الزغابة.

لا يتم تعليق الأحماض الدهنية الكبيرة والطويلة السلسلة والجليسريدات الأحادية بسهولة في الكيموس المائي المعوي. ومع ذلك ، فإن الأملاح الصفراوية والليسيثين تحل هذه المشكلة عن طريق وضعها في مذيلة ، وهي كرة صغيرة ذات نهايات قطبية (محبة للماء) تواجه البيئة المائية وتتحول ذيول كارهة للماء إلى الداخل ، مما يخلق بيئة تستقبل الأحماض الدهنية طويلة السلسلة . يشمل اللب أيضًا الكوليسترول والفيتامينات التي تذوب في الدهون. بدون المذيلات ، ستبقى الدهون على سطح الكيموس ولا تتلامس أبدًا مع الأسطح الماصة للخلايا الظهارية. يمكن للمذيلات الضغط بسهولة بين الميكروفيلي والاقتراب جدًا من سطح الخلية اللمعية. عند هذه النقطة ، تخرج المواد الدهنية من المذيلة ويتم امتصاصها عن طريق الانتشار البسيط.

يتم إعادة دمج الأحماض الدهنية الحرة والجليسريد الأحادي التي تدخل الخلايا الظهارية في الدهون الثلاثية. يتم خلط الدهون الثلاثية مع الدهون الفوسفورية والكوليسترول ، وتحيط بها طبقة بروتينية. هذا المركب الجديد ، المسمى chylomicron ، هو بروتين دهني قابل للذوبان في الماء. بعد معالجتها بواسطة جهاز جولجي ، يتم إطلاق الكيلومكرونات من الخلية (الشكل 6). أكبر من أن تمر عبر الأغشية السفلية للشعيرات الدموية ، وبدلاً من ذلك تدخل الكيلومكرونات المسام الكبيرة من اللاكتيلات. تتجمع اللاكتيلات معًا لتشكيل الأوعية اللمفاوية. يتم نقل الكيلومكرونات في الأوعية اللمفاوية وتفريغها عبر القناة الصدرية في الوريد تحت الترقوة في الدورة الدموية. بمجرد وصوله إلى مجرى الدم ، يقوم إنزيم ليباز البروتين الدهني بتكسير الدهون الثلاثية في الكيلومكرونات إلى أحماض دهنية حرة وجلسرين. ثم تمر منتجات التكسير هذه عبر جدران الشعيرات الدموية لتستخدمها الخلايا للحصول على الطاقة أو يتم تخزينها في الأنسجة الدهنية على شكل دهون. تجمع خلايا الكبد ما تبقى من بقايا الكيلومكرونات مع البروتينات ، وتشكل البروتينات الدهنية التي تنقل الكوليسترول في الدم.

الشكل 6: على عكس الأحماض الأمينية والسكريات البسيطة ، يتم تحويل الدهون حيث يتم امتصاصها من خلال الخلايا الظهارية.

امتصاص الحمض النووي

يتم نقل منتجات هضم الأحماض النووية والسكريات mdashpentose والقواعد النيتروجينية وأيونات الفوسفات و mdashare بواسطة ناقلات عبر ظهارة الزغابات عبر النقل النشط. ثم تدخل هذه المنتجات إلى مجرى الدم.

امتصاص المعادن

تكون الإلكتروليتات التي تمتصها الأمعاء الدقيقة من إفرازات الجهاز الهضمي والأطعمة المبتلعة. نظرًا لأن الإلكتروليتات تتفكك إلى أيونات في الماء ، يتم امتصاص معظمها عن طريق النقل النشط في جميع أنحاء الأمعاء الدقيقة. أثناء الامتصاص ، تؤدي آليات النقل المشترك إلى تراكم أيونات الصوديوم داخل الخلايا ، بينما تقلل الآليات المضادة للمنافذ تركيز أيون البوتاسيوم داخل الخلايا. لاستعادة تدرج الصوديوم والبوتاسيوم عبر غشاء الخلية ، تضخ مضخة الصوديوم والبوتاسيوم التي تتطلب ATP الصوديوم للخارج والبوتاسيوم للداخل.

بشكل عام ، يتم امتصاص جميع المعادن التي تدخل الأمعاء سواء كنت بحاجة إليها أم لا. يعتبر الحديد والكالسيوم من الاستثناءات التي يتم امتصاصها في الاثني عشر بكميات تلبي متطلبات الجسم و rsquos الحالية ، على النحو التالي:

حديدو [مدش] يتم امتصاص الحديد الأيوني اللازم لإنتاج الهيموجلوبين في الخلايا المخاطية عن طريق النقل النشط. بمجرد دخول الخلايا المخاطية ، يرتبط الحديد الأيوني ببروتين الفيريتين ، مما يؤدي إلى تكوين مركبات الحديد والفيريتين التي تخزن الحديد لحين الحاجة إليه. عندما يحتوي الجسم على كمية كافية من الحديد ، يُفقد معظم الحديد المخزن عندما تنسلخ الخلايا الظهارية البالية. عندما يحتاج الجسم إلى الحديد لأنه ، على سبيل المثال ، يُفقد أثناء النزيف الحاد أو المزمن ، يكون هناك زيادة في امتصاص الحديد من الأمعاء وتسريع إطلاق الحديد في مجرى الدم. نظرًا لأن النساء يعانين من فقد الحديد بشكل كبير أثناء الحيض ، فإن لديهن حوالي أربعة أضعاف عدد بروتينات نقل الحديد في الخلايا الظهارية المعوية مثل الرجال.

الكالسيومتحدد مستويات الدم من الكالسيوم الأيوني امتصاص الكالسيوم الغذائي. عندما تنخفض مستويات الكالسيوم الأيوني في الدم ، فإن هرمون الغدة الجار درقية (PTH) الذي تفرزه الغدد الجار درقية يحفز إطلاق أيونات الكالسيوم من مصفوفات العظام ويزيد من إعادة امتصاص الكالسيوم عن طريق الكلى. كما ينظم هرمون الغدة الدرقية تنشيط فيتامين د في الكلى ، والذي يسهل بعد ذلك امتصاص أيون الكالسيوم في الأمعاء.

امتصاص فيتامين

تمتص الأمعاء الدقيقة الفيتامينات الموجودة بشكل طبيعي في الطعام والمكملات الغذائية. يتم امتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون (A ، D ، E ، K) جنبًا إلى جنب مع الدهون الغذائية في المذيلات عن طريق الانتشار البسيط. لهذا ينصح بتناول بعض الأطعمة الدهنية عند تناول مكملات الفيتامينات التي تذوب في الدهون. يتم أيضًا امتصاص معظم الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء (بما في ذلك معظم فيتامينات ب وفيتامين ج) عن طريق الانتشار البسيط. الاستثناء هو فيتامين ب12، وهو جزيء كبير جدًا. العامل الداخلي الذي يفرز في المعدة يرتبط بفيتامين ب12، مما يمنع هضمه ويخلق مركبًا يرتبط بالمستقبلات المخاطية في اللفائفي الطرفي ، حيث يتم تناوله عن طريق الالتقام الخلوي.

أمتصاص الماء

كل يوم ، يدخل حوالي تسعة لترات من السوائل إلى الأمعاء الدقيقة. يتم تناول حوالي 2.3 لتر في الأطعمة والمشروبات ، والباقي من إفرازات الجهاز الهضمي. يتم امتصاص حوالي 90 بالمائة من هذا الماء في الأمعاء الدقيقة. امتصاص الماء مدفوع بتدرج تركيز الماء: تركيز الماء أعلى في الكيموس مما هو عليه في الخلايا الظهارية. وهكذا ، يتحرك الماء أسفل تدرج تركيزه من الكيموس إلى الخلايا. كما ذكرنا سابقًا ، يتم بعد ذلك امتصاص الكثير من الماء المتبقي في القولون.

مراجعة الفصل

الأمعاء الدقيقة هي موقع معظم عمليات الهضم الكيميائي وجميع عمليات الامتصاص تقريبًا. يكسر الهضم الكيميائي جزيئات الطعام الكبيرة إلى كتل بنائية كيميائية ، والتي يمكن بعد ذلك امتصاصها من خلال جدار الأمعاء وفي الدورة الدموية العامة. إنزيمات حدود فرشاة الأمعاء وإنزيمات البنكرياس مسؤولة عن غالبية الهضم الكيميائي. يتطلب تكسير الدهون أيضًا الصفراء.

يتم امتصاص معظم العناصر الغذائية بواسطة آليات النقل على السطح القمي للخلايا المعوية. تشمل الاستثناءات الدهون والفيتامينات التي تذوب في الدهون ومعظم الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء. بمساعدة الأملاح الصفراوية والليسيثين ، يتم استحلاب الدهون الغذائية لتشكيل المذيلات ، والتي يمكن أن تحمل جزيئات الدهون إلى سطح الخلايا المعوية. هناك ، تطلق المذيلات دهونها لتنتشر عبر غشاء الخلية. ثم يتم إعادة تجميع الدهون في الدهون الثلاثية وخلطها مع الدهون والبروتينات الأخرى في مادة الكيلوميكرونات التي يمكن أن تنتقل إلى اللاكتيلات. تنتقل المونومرات الممتصة الأخرى من الشعيرات الدموية في الزغب إلى الوريد البابي الكبدي ثم إلى الكبد.


2.1. الدورة الدموية للأم المشيمة

لا يتم تأسيس الدورة الدموية الرحمية بشكل كامل حتى نهاية الثلث الأول من الحمل. على الرغم من أن الآلية الدقيقة لكيفية إنشاء الدورة الدموية الرحمية ليست مفهومة تمامًا ، فقد تم اقتراح نظريتين. النظرية الأولى هي أنه في الثلث الأول من الحمل ، تهاجر الأرومة الغاذية داخل الأوعية الدموية على طول الشرايين الحلزونية الساقطة ، وتغزو جدران الأوعية الدموية ، وتخلق مسارًا لدم الأم لإرواء الفراغ بين المشيمة. هذه النظرية مدعومة من خلال وجود الأرومة الغاذية داخل الأوعية الدموية في الشرايين الحلزونية الساقطة في المشيمة في الأثلوث الأول [4،5]. تقترح النظرية الثانية أن الأرومة الغاذية تغزو الشرايين الحلزونية وتشكل سدادات من الأرومة الغاذية. تعمل سدادات الأرومة الغاذية هذه على إعاقة تدفق دم الأم إلى الفراغ الفاصل وتمنع التدفق حتى نهاية الأشهر الثلاثة الأولى من الحمل (10 & # x0201312 أسبوعًا). ثم تخفف السدادات وتسمح بالتدفق المستمر لدم الأم في الفراغ الفاصل. تستند هذه النظرية على ملاحظات خارج الجسم الحي التحليل النسيجي لعينات استئصال الرحم من مشيمة الأثلوث الأول ، حيث تم العثور على سدادات من الأرومة الغاذية إما تسد جزئيًا أو كليًا أو تملأ تجويف الوعاء الدموي للشرايين الحلزونية [6]. على الرغم من أن النظريتين تتباعدان حول ما إذا كان غزو الأرومة الغاذية أم لا & # x02018plug & # x02019 الشرايين لمنع تدفق الدم إلى الفراغ الفاصل ، فمن الواضح أن نشأة تدفق الدم الرحمي (الأم - المشيمة) خلال الأشهر الثلاثة الأولى هو ديناميكي وعملية تدريجية.

ينتج عن التطور الطبيعي للمشيمة المبكرة تحول الشرايين الحلزونية التي تمتد من الساقط (طبقة الأنسجة المبطنة للرحم) إلى طبقة العضلات. تقدم معظم الكتب المدرسية الوصف الكلاسيكي للدورة الدموية في المشيمة بناءً على دراسات المشيمة في الثلث الثاني أو الثالث من الحمل. كما هو مبين في الشكل 2.2 ، يدخل دم الأم إلى المشيمة من خلال الشرايين البطانية الرحمية الصفيحة القاعدية (الشرايين الحلزونية) ، ويروي المساحات بين الزوائد ، ويتدفق حول الزغابات حيث يحدث تبادل الأكسجين والمغذيات مع دم الجنين. تم تقدير أن هناك حوالي 120 مدخل شرياني حلزوني في الفراغ بين الزوايا عند الحد [7]. يمر دم الأم عبر الفراغ بين المشيمة ويستنزف مرة أخرى من خلال الفتحات الوريدية في الصفيحة القاعدية ، ثم يعود الدورة الدموية الجهازية للأم عبر أوردة الرحم. يتم دفع تدفق الدم من الأم إلى المشيمة عن طريق الضغط الشرياني للأم بسبب الطبيعة الفريدة للأوعية المشيمية الرحمية منخفضة المقاومة ، والتي تستوعب الزيادة الهائلة في نضح الرحم على مدار فترة الحمل [7]. أثناء الحمل ، يزداد حجم دم الأم تدريجياً من 6 & # x020138 أسبوعًا من الحمل ويصل إلى الحد الأقصى تقريبًا عند 32 & # x0201334 أسبوعًا ثم يظل ثابتًا نسبيًا حتى نهاية الحمل. بشكل عام ، يزداد حجم دم الأم (البلازما) بنسبة تصل إلى 40 & # x0201350٪ على المدى القريب مقارنة بالحالة غير الحوامل.جاولاند وآخرون. درس نضح دم الأم في المشيمة البشرية من 20 أسبوعا من عمر الحمل حتى نهاية باستخدام التصوير المستوي بالصدى (EPI) [8]. ووجدوا أنه في حالات الحمل العادية ، كان متوسط ​​معدل التروية حوالي 176 & # x000b1 24 مل / 100 جرام / دقيقة.

الشكل 2.2

رسم تخطيطي لمقطع من خلال المشيمة الكاملة & # x02013term. اللوحة العلوية: (1) علاقة المشيمة الزغبية (C) بالساق القاعدية (D) والدورة المشيمية للجنين (2) يتدفق دم الأم إلى الفراغات الداخلية في (more.)

إعادة تشكيل الشريان الحلزوني: يعد إعادة تشكيل شرايين الرحم حدثًا رئيسيًا في بداية الحمل ويبدأ بعد الزرع. الأرومة الغاذية تتمايز في الأرومة الغاذية الزغبية والأرومة الغاذية الزغبية. هذه الأرومة الغاذية لها وظائف مميزة عند ملامستها لأنسجة الأم. الأرومة الغاذية الزغبية تؤدي إلى ظهور الزغابات المشيمية ، وهي البنية الرئيسية لنبتة المشيمة. الزغابات المشيمية تنقل الأكسجين والمغذيات بشكل أساسي بين الأم والجنين. الأرومة الغاذية الزائدة تهاجر إلى الساقط وعضل الرحم وتخترق الأوعية الدموية للأم. يمكن تصنيف الأرومة الغاذية الزائدة على أنها أرومة غاذية خلالية وأرومة غاذية داخلية. تغزو الأرومة الغاذية الخلالية الشرايين الحلزونية والساقطة. تغزو الأرومة الغاذية الأوعية الدموية الشرايين الحلزونية. في الشرايين الحلزونية الرحمية ، تتداخل الأرومة الغاذية داخل الأوعية الدموية بين الخلايا البطانية ، لتحل محل البطانة البطانية ومعظم النسيج العضلي المرن في جدران الأوعية الدموية ، مما يخلق تدفقًا عاليًا للدورة الدموية المشيمية منخفضة المقاومة. & # x0201c تدفق عالي ومقاومة منخفضة & # x0201d هو الوصف الذي يُعطى عادةً للأوعية الدموية الرحمية المشيمية الطبيعية نتيجة لإعادة التشكيل الفسيولوجي للشرايين الحلزونية الساقطة. يوضح الشكل 2.3 عملية إعادة تشكيل الشريان الحلزوني أثناء الحمل.

الشكل 2.3

عملية إعادة تشكيل الشريان الحلزوني أثناء الحمل. في بداية الحمل ، تم العثور على نوعين من الأرومة الغاذية الزغبية خارج الأرومة الغاذية الزغبية وداخل الأوعية الدموية والخلالية. الأرومة الغاذية داخل الأوعية تغزو الشرايين الحلزونية وتحولها (المزيد).

يزداد تدفق الدم من المشيمة طوال فترة الحمل. يبلغ حجم تدفق الدم في المشيمة حوالي 600 & # x02013700 مل / دقيقة (80٪ من نضح الرحم) عند الأوان. يحدث انخفاض حاد في الضغط أثناء الانتقال من الشرايين الرحمية إلى الفراغات البينية. يبلغ الضغط حوالي 80 & # x02013100 مم زئبق في شرايين الرحم ، و 70 مم زئبق في الشرايين الحلزونية ، و 10 مم زئبق فقط في الفراغ بين الزوايا. تسمح المقاومة المنخفضة للأوعية المشيمية الرحمية وتدرج ضغط الدم بين الشرايين الرحمية والفضاء المشيمي لدم الأم بإرواء الفراغ بين الأسنان بكفاءة وفعالية. لذلك يتم تبادل الدم في الفضاء الفاصل تمامًا مرتين إلى ثلاث مرات في الدقيقة. بشكل عام ، تكون الشرايين الحلزونية متعامدة مع جدار الرحم ، بينما تكون الأوردة موازية لجدار الرحم. هذا الترتيب يسهل إغلاق الأوردة أثناء تقلصات الرحم ويمنع ضغط دم الأم من الفضاء بين الفواصل.


لماذا تعتبر دورة النيتروجين مهمة؟

النيتروجين عنصر أساسي للحياة كما نعرفها. تسمح له خصائص الترابط الكيميائي الفريدة له بإنشاء هياكل مثل نوكليوتيدات الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) ، والأحماض الأمينية التي تُبنى منها البروتينات. بدون النيتروجين ، لن تكون هذه الجزيئات قادرة على الوجود.

يعتقد 8217 أن النيوكليوتيدات والأحماض الأمينية الأولى تشكلت بشكل طبيعي في ظل الظروف المتقلبة للأرض المبكرة ، حيث يمكن أن تتسبب مصادر الطاقة مثل الصواعق في تفاعل النيتروجين والذرات الأخرى وتشكيل هياكل معقدة

قد تكون هذه العملية قد أنتجت بشكل طبيعي مواد كيميائية عضوية ذاتية التكاثر - ولكن من أجل التكاثر والتطور ، كانت هناك حاجة إلى الحياة لمعرفة كيفية صنع مركبات النيتروجين هذه عند الطلب.

اليوم ، "مثبتات النيتروجين" هي كائنات حية يمكنها تحويل غاز النيتروجين من الغلاف الجوي إلى مركبات نيتروجين يمكن للكائنات الأخرى استخدامها لإنتاج الأحماض النووية والأحماض الأمينية والمزيد. تعتبر مثبتات النيتروجين هذه جزءًا حيويًا من النظام البيئي بحيث لا يمكن للزراعة أن تحدث بدونها.

تعلمت الشعوب القديمة أنهم إذا لم يبدلوا زراعة المحاصيل المستهلكة للنيتروجين بمحاصيل مثبتة للنيتروجين ، فإن مزارعهم ستصبح إراحة وغير قادرة على دعم النمو. اليوم ، تحتوي معظم الأسمدة الصناعية على مركبات نيتروجين حيوية كمكون رئيسي لجعل التربة أكثر خصوبة.


محتويات

مركبات النيتروجين لها تاريخ طويل جدًا ، فقد عرف هيرودوت كلوريد الأمونيوم. كانوا معروفين جيدًا في العصور الوسطى. عرف الكيميائيون حمض النيتريك باسم أكوا فورتيس (الماء القوي) وكذلك مركبات النيتروجين الأخرى مثل أملاح الأمونيوم وأملاح النترات. خليط أحماض النيتريك والهيدروكلوريك كان معروفًا باسم أكوا ريجيا (المياه الملكية) ، التي اشتهرت بقدرتها على إذابة الذهب ، ملك المعادن. [4]

يُعزى اكتشاف النيتروجين إلى الطبيب الاسكتلندي دانيال راذرفورد عام 1772 ، الذي أطلق عليه هواء ضار. [5] [6] على الرغم من أنه لم يتعرف عليها على أنها مادة كيميائية مختلفة تمامًا ، إلا أنه ميزها بوضوح عن "الهواء الثابت" لجوزيف بلاك ، أو ثاني أكسيد الكربون. [7] حقيقة أن هناك مكونًا للهواء لا يدعم الاحتراق كان واضحًا لروذرفورد ، على الرغم من أنه لم يكن على علم بأنه عنصر. تمت دراسة النيتروجين أيضًا في نفس الوقت تقريبًا بواسطة كارل فيلهلم شيل ، [8] هنري كافنديش ، [9] وجوزيف بريستلي ، [10] الذي أشار إليه باسم هواء محترق أو هواء متطور. أشار الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه إلى غاز النيتروجين باسم "هواء ميفيت" أو أزوتمن الكلمة اليونانية άζωτικός (azotikos) ، "لا حياة" ، لأنها في الغالب خاملة. [11] [12] في جو من النيتروجين النقي ، ماتت الحيوانات وانطفأت ألسنة اللهب. على الرغم من عدم قبول اسم لافوازييه باللغة الإنجليزية ، حيث تمت الإشارة إلى أن جميع الغازات تقريبًا (في الواقع ، باستثناء الأكسجين فقط) هي غازات ميفيت ، إلا أنها تستخدم في العديد من اللغات (الفرنسية والإيطالية والبرتغالية والبولندية والروسية والألبانية ، التركية ، إلخ. الألمانية ستيكستوف بالمثل يشير إلى نفس الخاصية ، بمعنى. ersticken "الاختناق أو الاختناق") ولا يزال باللغة الإنجليزية في الأسماء الشائعة للعديد من مركبات النيتروجين ، مثل الهيدرازين ومركبات أيون أزيد. أخيرًا ، أدى إلى اسم "pnictogens" للمجموعة التي يرأسها النيتروجين ، من اليونانية πνίγειν "الاختناق". [4]

دخلت الكلمة الإنجليزية نيتروجين (1794) اللغة من الفرنسية النيتروجينصاغه الكيميائي الفرنسي جان أنطوان شابتال (1756-1832) عام 1790 ، [13] من الفرنسيين نتر (نترات البوتاسيوم ، وتسمى أيضًا الملح الصخري) واللاحقة الفرنسية -جين، "المنتجة" ، من اليونانية -γενής (-genes ، "begotten"). كان معنى Chaptal أن النيتروجين هو الجزء الأساسي من حمض النيتريك ، والذي تم إنتاجه بدوره من النتر. في الأزمنة السابقة ، تم الخلط بين النتر و "النطرون" المصرية (كربونات الصوديوم) - التي تسمى νίτρον (نترون) باللغة اليونانية - والتي ، على الرغم من الاسم ، لا تحتوي على نترات. [14]

استخدمت أقدم التطبيقات العسكرية والصناعية والزراعية لمركبات النيتروجين الملح الصخري (نترات الصوديوم أو نترات البوتاسيوم) ، وعلى الأخص في البارود ، ولاحقًا كسماد. في عام 1910 ، اكتشف اللورد رايلي أن التفريغ الكهربائي في غاز النيتروجين ينتج "نيتروجين نشط" ، وهو تآصل أحادي الذرة للنيتروجين. [15] "السحابة الدوارة من الضوء الأصفر اللامع" التي تنتجها أجهزته تفاعلت مع الزئبق لإنتاج نيتريد الزئبق المتفجر. [16]

لفترة طويلة ، كانت مصادر مركبات النيتروجين محدودة. نشأت المصادر الطبيعية إما من علم الأحياء أو رواسب النترات الناتجة عن التفاعلات الجوية. أدى تثبيت النيتروجين عن طريق العمليات الصناعية مثل عملية فرانك كارو (1895-1899) وعملية هابر بوش (1908-1913) إلى تخفيف هذا النقص في مركبات النيتروجين ، لدرجة أن نصف إنتاج الغذاء العالمي (انظر التطبيقات) يعتمد الآن على المواد التركيبية. الأسمدة النيتروجينية. [17] في الوقت نفسه ، سمح استخدام عملية أوستوالد (1902) لإنتاج النترات من تثبيت النيتروجين الصناعي بالإنتاج الصناعي على نطاق واسع للنترات كمواد وسيطة في صناعة المتفجرات في الحربين العالميتين في القرن العشرين. [18] [19]

الذري

تحتوي ذرة النيتروجين على سبعة إلكترونات. في الحالة الأرضية ، يتم ترتيبها في تكوين الإلكترون 1s 2
2 ثانية 2
2 ص 1
x 2 ص 1
ذ 2 ص 1
ض . لذلك ، لديها خمسة إلكترونات تكافؤ في المداري 2s و 2p ، ثلاثة منها (الإلكترونات p) غير مزاوجة. لديها واحدة من أعلى كهروميكانيكية بين العناصر (3.04 على مقياس بولينج) ، ولا يتجاوزها إلا الكلور (3.16) ، والأكسجين (3.44) ، والفلور (3.98). (من المفترض أيضًا أن تكون الغازات النبيلة الخفيفة ، الهيليوم ، النيون ، والأرجون أكثر كهرسلبية ، وهي في الواقع على مقياس ألن). البورون (84 م) والكربون (76 م) ، بينما هو أكبر من الأكسجين (66 م) والفلور (57 م). أنيون النيتريد ، N 3− ، يكون أكبر بكثير عند 146 مساءً ، مشابهًا لأنيونات الأكسيد (O 2−: 140 مساءً) وأنيونات الفلورايد (F -: 133 مساءً). [20] طاقات التأين الثلاث الأولى للنيتروجين هي 1.402 ، 2.856 ، 4.577 ميغا جول مول -1 ، ومجموع الرابع والخامس هو 16.920 ميغا جول مول -1. بسبب هذه الأرقام العالية جدًا ، لا يحتوي النيتروجين على كيمياء كاتيونية بسيطة. [21]

يعد نقص العقد الشعاعية في الجزء الفرعي 2p مسؤولاً بشكل مباشر عن العديد من الخصائص الشاذة للصف الأول من الكتلة p ، خاصة في النيتروجين والأكسجين والفلور. القشرة الفرعية 2p صغيرة جدًا ولها نصف قطر مشابه جدًا لقذيفة 2s ، مما يسهل التهجين المداري. وينتج أيضًا عن قوى جذب إلكتروستاتيكية كبيرة جدًا بين النواة وإلكترونات التكافؤ في الغلافين 2 و 2 p ، مما ينتج عنه كهرومغناطيسية عالية جدًا. يكاد يكون فرط التكافؤ غير معروف في العناصر 2p لنفس السبب ، لأن القدرة الكهربية العالية تجعل من الصعب على ذرة نيتروجين صغيرة أن تكون ذرة مركزية في رابطة ثلاثية الإلكترونات غنية بالإلكترونات من ثلاثة مراكز لأنها تميل إلى جذب الإلكترونات بقوة لنفسه. وهكذا ، على الرغم من موقع النيتروجين على رأس المجموعة 15 في الجدول الدوري ، فإن كيمياءه تظهر اختلافات كبيرة عن تلك الموجودة في متجانساته الأثقل مثل الفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والبزموت. [22]

يمكن مقارنة النيتروجين بشكل مفيد مع جيرانه الأفقيين من الكربون والأكسجين بالإضافة إلى جيرانه الرأسيين في عمود pnictogen ، والفوسفور ، والزرنيخ ، والأنتيمون ، والبزموت. على الرغم من أن كل عنصر من فترة 2 من الليثيوم إلى الأكسجين يظهر بعض أوجه التشابه مع عنصر الفترة 3 في المجموعة التالية (من المغنيسيوم إلى الكلور ، تُعرف هذه العلاقات بالعلاقات القطرية) ، إلا أن درجتها تنخفض فجأة بعد زوج البورون والسيليكون. تقتصر أوجه التشابه بين النيتروجين والكبريت في الغالب على مركبات حلقة نيتريد الكبريت عندما يكون كلا العنصرين هما الوحيدان الموجودان. [23]

لا يشترك النيتروجين في ميل الكربون للتسلسل. مثل الكربون ، يميل النيتروجين إلى تكوين مركبات أيونية أو معدنية مع المعادن. يشكل النيتروجين سلسلة واسعة من النيتريد مع الكربون ، بما في ذلك تلك التي تحتوي على هياكل شبيهة بالسلسلة ، والجرافيت ، والفوليرين. [24]

إنه يشبه الأكسجين بقدرته الكهربية العالية وقدرته المصاحبة على الترابط الهيدروجينى والقدرة على تكوين مجمعات التنسيق من خلال التبرع بأزواجها الوحيدة من الإلكترونات. توجد بعض أوجه التشابه بين كيمياء الأمونيا NH3 والماء ح2O. على سبيل المثال ، قدرة كلا المركبين على البروتونات لإعطاء NH44 + و H3O + أو depotonated لإعطاء NH2 - و OH - ، حيث يمكن عزل كل هؤلاء في مركبات صلبة. [25]

يشترك النيتروجين مع جيرانه الأفقيين في تفضيل تكوين روابط متعددة ، عادةً مع الكربون أو الأكسجين أو ذرات النيتروجين الأخرى ، من خلال pπ- صπ التفاعلات. [23] وهكذا ، على سبيل المثال ، يحدث النيتروجين كجزيئات ثنائية الذرة ، وبالتالي فإن درجة انصهارها أقل بكثير (−210 درجة مئوية) ونقاط الغليان (196 درجة مئوية) مقارنة ببقية مجموعتها ، مثل N2 يتم تجميع الجزيئات معًا فقط من خلال تفاعلات فان دير فال الضعيفة وهناك عدد قليل جدًا من الإلكترونات المتاحة لإنشاء ثنائيات أقطاب فورية كبيرة. هذا غير ممكن لجيرانها الرأسيين ، وبالتالي ، فإن أكاسيد النيتروجين ، والنتريت ، والنترات ، ومركبات النيترو ، والنيتروز ، والآزو ، والديازو ، والأزيدات ، والسيانات ، والثيوسيانات ، ومشتقات الإيمينو لا تجد صدى مع الفوسفور ، والزرنيخ ، الأنتيمون ، أو البزموت. على نفس المنوال ، ومع ذلك ، فإن تعقيد أحماض الفوسفور لا يجد صدى مع النيتروجين. [23] وبغض النظر عن الاختلافات بينهما ، فإن النيتروجين والفوسفور يشكلان سلسلة واسعة من المركبات مع بعضها البعض لها هياكل سلاسل وحلقة وأقفاص. [26]

النظائر

يحتوي النيتروجين على نظيرين مستقرين: 14 N و 15 N. الأول أكثر شيوعًا ، ويشكل 99.634٪ من النيتروجين الطبيعي ، والثاني (وهو أثقل قليلاً) يشكل النسبة المتبقية 0.366٪. هذا يؤدي إلى وزن ذري يبلغ حوالي 14.007 ش. [20] يتم إنتاج كلا النظيرين المستقرين في دورة CNO في النجوم ، ولكن 14 N أكثر شيوعًا لأن التقاط النيوترون هو خطوة تحديد المعدل. 14 N هي واحدة من خمسة نيوكليدات فردية وثابتة (نوكليدات لها عدد فردي من البروتونات والنيوترونات) والأربعة الأخرى هي 2 H و 6 Li و 10 B و 180 m Ta. [27]

الوفرة النسبية لـ 14 نيوتن و 15 نيوتن ثابتة عمليًا في الغلاف الجوي ولكنها يمكن أن تختلف في مكان آخر ، بسبب التجزئة النظيرية الطبيعية من تفاعلات الأكسدة والاختزال البيولوجية وتبخر الأمونيا الطبيعية أو حمض النيتريك. [28] التفاعلات التي تتم بوساطة بيولوجيًا (على سبيل المثال ، الاستيعاب والنترة ونزع النتروجين) تتحكم بقوة في ديناميكيات النيتروجين في التربة. تؤدي هذه التفاعلات عادةً إلى إثراء الركيزة بمقدار 15 نيوتن واستنفاد المنتج. [29]

تم اكتشاف النظير الثقيل 15 N لأول مرة بواسطة S. M. [30] وهو يمثل أحد أقل المقاطع العرضية لالتقاط النيوترون الحراري من جميع النظائر. [31] وكثيرا ما يستخدم في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) لتحديد هياكل الجزيئات المحتوية على النيتروجين ، بسبب دورانها النووي الجزئي بمقدار النصف ، مما يوفر مزايا للرنين المغناطيسي النووي مثل عرض الخط الضيق. 14 N ، على الرغم من أنها قابلة للاستخدام من الناحية النظرية ، لها عدد صحيح من الدوران النووي للواحد ، وبالتالي لها لحظة رباعية تؤدي إلى أطياف أوسع وأقل فائدة. [20] ومع ذلك ، فإن 15 NMR لديه مضاعفات لم تتم مواجهتها في التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي الأكثر شيوعًا 1 H و 13 C. الوفرة الطبيعية المنخفضة 15 نيوتن (0.36٪) تقلل بشكل كبير من الحساسية ، وهي مشكلة تتفاقم فقط بسبب انخفاض النسبة الجيرومغناطيسية (10.14٪ فقط من 1 ساعة). نتيجة لذلك ، تبلغ نسبة الإشارة إلى الضوضاء لـ 1 H حوالي 300 ضعف تلك الخاصة بـ 15 N في نفس شدة المجال المغناطيسي. [32] يمكن التخفيف من هذا إلى حد ما عن طريق التخصيب النظيري لـ 15 نيوتن عن طريق التبادل الكيميائي أو التقطير الجزئي. 15 للمركبات المخصبة بالنيتروجين ميزة أنها في ظل الظروف القياسية ، لا تخضع للتبادل الكيميائي لذرات النيتروجين الخاصة بها مع النيتروجين الجوي ، على عكس المركبات التي تحتوي على نظائر الهيدروجين والكربون والأكسجين التي يجب إبعادها عن الغلاف الجوي. [20] تُستخدم نسبة 15 N: 14 N بشكل شائع في تحليل النظائر المستقرة في مجالات الكيمياء الجيولوجية والهيدرولوجيا وعلم المناخ القديم وعلم الأحياء القديمة ، حيث يطلق عليها δ 15 نون. [33]

من بين النظائر العشرة الأخرى التي تم إنتاجها صناعياً ، تتراوح من 12 نيوتن إلى 23 نيوتن ، يبلغ عمر نصف 13 نيوتن عشر دقائق والنظائر المتبقية لها نصف عمر في حدود الثواني (16 نيوتن و 17 نيوتن) أو ميلي ثانية. لا توجد نظائر نيتروجين أخرى ممكنة لأنها قد تقع خارج خطوط التنقيط النووية ، مما يؤدي إلى تسرب بروتون أو نيوترون. [34] بالنظر إلى اختلاف نصف العمر ، فإن 13 N هو أهم نظائر النيتروجين المشعة ، حيث أنه طويل العمر نسبيًا بدرجة كافية لاستخدامه في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) ، على الرغم من أن نصف عمره لا يزال قصيرًا وبالتالي يجب إنتاجه في مكان PET ، على سبيل المثال في سيكلوترون عبر قصف بروتون لـ 16 O ينتج 13 N وجسيم ألفا. [35]

النظائر المشعة 16 N هي النويدات المشعة السائدة في المبرد لمفاعلات الماء المضغوط أو مفاعلات الماء المغلي أثناء التشغيل العادي ، وبالتالي فهي مؤشر حساس وفوري للتسريبات من نظام التبريد الأساسي إلى دورة البخار الثانوية ، وهي الوسيلة الأساسية الكشف عن مثل هذه التسريبات. يتم إنتاجه من 16 O (في الماء) عبر تفاعل (n ، p) حيث تلتقط ذرة 16 O نيوترونًا وتطرد بروتونًا. لها عمر نصف قصير يبلغ حوالي 7.1 ثانية ، [34] ولكن خلال فترة تحللها إلى 16 O ينتج إشعاع غاما عالي الطاقة (5 إلى 7 MeV). [34] [36] وبسبب هذا ، يجب تقييد الوصول إلى أنابيب المبرد الأساسي في مفاعل الماء المضغوط أثناء تشغيل طاقة المفاعل. [36]

مقويات

النيتروجين الذري ، المعروف أيضًا باسم النيتروجين النشط ، شديد التفاعل ، كونه ثلاثيًا مع ثلاثة إلكترونات غير مقترنة. تتفاعل ذرات النيتروجين الحرة بسهولة مع معظم العناصر لتكوين نيتريد ، وحتى عندما تتصادم ذرتا نيتروجين حرتان لتنتج نيتروجين متحمس2 الجزيء ، قد يطلقون الكثير من الطاقة عند الاصطدام حتى مع الجزيئات المستقرة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء لإحداث انشطار متجانس في الجذور مثل CO و O أو OH و H. يتم تحضير النيتروجين الذري عن طريق تمرير تفريغ كهربائي عبر غاز النيتروجين عند 0.1 –2 مم زئبق ، الذي ينتج نيتروجين ذريًا مع انبعاث أصفر خوخي يتلاشى ببطء كوهج لاحق لعدة دقائق حتى بعد انتهاء التفريغ. [23]

نظرًا للتفاعل الكبير للنيتروجين الذري ، يحدث النيتروجين الأولي عادةً في صورة جزيئية N2، ثنائي النيتروجين. هذا الجزيء غاز مغناطيسي عديم اللون والرائحة والمذاق في الظروف القياسية: يذوب عند -210 درجة مئوية ويغلي عند -196 درجة مئوية. [23] ثنائي النيتروجين في الغالب غير متفاعل في درجة حرارة الغرفة ، لكنه مع ذلك سيتفاعل مع معدن الليثيوم وبعض المركبات المعدنية الانتقالية. هذا بسبب ترابطه ، وهو فريد من نوعه بين العناصر ثنائية الذرة في الظروف القياسية من حيث أنه يحتوي على رابطة ثلاثية N≡N. الروابط الثلاثية لها أطوال روابط قصيرة (في هذه الحالة ، 109.76 مساءً) وطاقات تفكك عالية (في هذه الحالة ، 945.41 كيلوجول / مول) ، وبالتالي فهي قوية جدًا ، مما يفسر الخمول الكيميائي للدينتروجين. [23]

هناك بعض الدلائل النظرية التي تشير إلى إمكانية وجود أوليغومرات النيتروجين الأخرى والبوليمرات.إذا أمكن تصنيعها ، فقد يكون لها تطبيقات محتملة كمواد ذات كثافة طاقة عالية جدًا ، والتي يمكن استخدامها كوقود دفع قوي أو متفجرات. [37] هذا لأنه يجب أن تتحلل جميعها إلى ثنائي النيتروجين ، الذي تكون الرابطة الثلاثية N≡N الخاصة به (طاقة الرابطة 946 kJ⋅mol −1) أقوى بكثير من الرابطة المزدوجة N = N (418 kJ⋅mol −1) أو الرابطة الأحادية N - N (160 kJ⋅mol 1): في الواقع ، تحتوي الرابطة الثلاثية على أكثر من ثلاث أضعاف طاقة الرابطة المفردة. (والعكس صحيح بالنسبة لمواد pnictogens الأثقل ، والتي تفضل التآصل متعدد الذرات.) من رباعي السطوح الذي طال انتظاره ولكنه لا يزال غير معروف. هذا يقف على النقيض من أزيد متعدد النيتروجين الكاتيوني والأنيوني (N -
3 ) ، بنتازنيوم (N +
5 ) ، وبنتازوليد (عطري دوري N -
5 ). [37] تحت ضغوط عالية للغاية (1.1 مليون ضغط جوي) ودرجات حرارة عالية (2000 كلفن) ، كما ينتج في خلية سندان ماسي ، يتبلمر النيتروجين في بنية بلمرة مكعبة أحادية الترابط. يشبه هذا الهيكل هيكل الماس ، وكلاهما له روابط تساهمية قوية للغاية ، مما ينتج عنه لقب "الماس النيتروجين". [39]

عند الضغط الجوي ، يتكثف النيتروجين الجزيئي (سوائل) عند 77 كلفن (−195.79 درجة مئوية) ويتجمد عند 63 كلفن (−210.01 درجة مئوية) [40] في صورة سداسية الشكل بيتا سداسية الشكل. أقل من 35.4 كلفن (−237.6 درجة مئوية) يفترض النيتروجين الشكل التآثر البلوري المكعب (يسمى مرحلة ألفا). [41] النيتروجين السائل ، وهو سائل عديم اللون يشبه الماء في المظهر ، ولكن مع 80.8٪ من الكثافة (كثافة النيتروجين السائل عند نقطة غليانه 0.808 جم / مل) ، هو مبرد شائع. [42] يحتوي النيتروجين الصلب على العديد من التعديلات البلورية. إنه يشكل تغطية سطحية ديناميكية كبيرة على بلوتو [43] والأقمار الخارجية للنظام الشمسي مثل تريتون. [44] حتى في درجات الحرارة المنخفضة للنيتروجين الصلب فهو متقلب إلى حد ما ويمكن أن يتسامى ليشكل غلافًا جويًا ، أو يتكثف مرة أخرى في صقيع النيتروجين. إنه ضعيف للغاية ويتدفق في شكل أنهار جليدية وعلى ينابيع Triton لغاز النيتروجين يأتي من منطقة الغطاء الجليدي القطبي. [45]

مجمعات الدينيتروجين

كان أول مثال على معقد ثنائي النيتروجين يتم اكتشافه هو [Ru (NH3)52)] 2+ (انظر الشكل على اليمين) ، وسرعان ما تم اكتشاف العديد من المجمعات الأخرى المماثلة. توضح هذه المجمعات ، التي يتبرع فيها جزيء النيتروجين بزوج واحد على الأقل من الإلكترونات إلى كاتيون معدني مركزي ، كيف أن N2 قد يرتبط بالمعدن (المعادن) في النيتروجين والمحفز لعملية هابر: هذه العمليات التي تنطوي على تنشيط ثنائي النيتروجين مهمة للغاية في علم الأحياء وفي إنتاج الأسمدة. [46] [47]

الدينيتروجين قادر على التنسيق مع المعادن بخمس طرق مختلفة. الطرق الأكثر تميزًا هي النهاية M ← N≡N (η 1) و M ← N≡N → M (ميكرومتر، مكرر-η 1) ، حيث يتم التبرع بالأزواج الوحيدة على ذرات النيتروجين إلى الكاتيون المعدني. تتضمن الطرق الأقل تميزًا أن ثنائي النيتروجين يتبرع بأزواج الإلكترون من الرابطة الثلاثية ، إما كرابطة تجسير إلى كاتيونات معدنية (ميكرومتر، مكرر-η 2) أو لواحد فقط (η 2). تتضمن الطريقة الخامسة والفريدة من نوعها تنسيقًا ثلاثيًا كجسر ربط ، حيث يتم التبرع بجميع أزواج الإلكترونات الثلاثة من الرابطة الثلاثية (ميكرومتر32). عدد قليل من المجمعات تتميز بتعدد N2 ligands وبعض الميزات N.2 المستعبدين بطرق متعددة. منذ N2 هو متساوي إلكتروني مع أول أكسيد الكربون (CO) والأسيتيلين (C2ح2) ، فإن الترابط في مجمعات الدينتروجين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتلك الموجودة في مركبات الكربونيل ، على الرغم من أن N.2 هو أضعف σ- المانح و π- متقبل من أول أكسيد الكربون وتظهر الدراسات النظرية ذلك σ يعتبر التبرع عاملاً أكثر أهمية يسمح بتكوين رابطة M - N من π التبرع الخلفي ، والذي يؤدي في الغالب إلى إضعاف رابطة N-N ، والنهاية (η 1) يتم التبرع بسهولة أكبر من الإنجاز الجانبي (η 2) التبرع. [23]

اليوم ، تُعرف مجمعات الدينتروجين بجميع المعادن الانتقالية تقريبًا ، حيث تمثل عدة مئات من المركبات. يتم تحضيرها عادة بثلاث طرق: [23]

  1. استبدال الروابط اللاصقة مثل H2O ، H - أو CO مباشرة بواسطة النيتروجين: هذه غالبًا تفاعلات قابلة للعكس تحدث في ظروف معتدلة.
  2. تقليل المعقدات المعدنية في وجود قوليجند مناسب فائض تحت غاز النيتروجين. يتضمن الاختيار الشائع استبدال بروابط الكلوريد بواسطة ثنائي ميثيل فينيل فوسفين (PMe2Ph) لتعويض العدد الأصغر من روابط النيتروجين المرفقة من روابط الكلور الأصلية.
  3. تحويل الترابط مع روابط N-N ، مثل الهيدرازين أو الأزيد ، مباشرة إلى يجند ثنائي النيتروجين.

من حين لآخر ، يمكن تكوين رابطة N≡N مباشرة داخل معقد معدني ، على سبيل المثال عن طريق التفاعل المباشر مع الأمونيا المنسقة (NH3) بحمض النيتروز (HNO2) ، ولكن هذا لا ينطبق بشكل عام. تحتوي معظم مجمعات الدينتروجين على ألوان ضمن النطاق الأبيض والأصفر والبرتقالي والأحمر والبني ، وهناك استثناءات قليلة معروفة ، مثل الأزرق [<>η 5-ج5ح5)2>2-(ن2)]. [23]

مجمعات النتريدات والأزيدات والنيتريدو

يرتبط النيتروجين بجميع العناصر تقريبًا في الجدول الدوري باستثناء الغازات النبيلة الثلاثة الأولى ، الهيليوم ، والنيون ، والأرجون ، وبعض العناصر قصيرة العمر جدًا بعد البزموت ، مما يخلق مجموعة متنوعة هائلة من المركبات الثنائية ذات الخصائص والتطبيقات المختلفة. [23] العديد من المركبات الثنائية معروفة: باستثناء هيدرات النيتروجين والأكاسيد والفلوريدات ، تسمى هذه المركبات عادةً بالنتريد. عادة ما توجد العديد من مراحل القياس المتكافئ لمعظم العناصر (على سبيل المثال MnN ، Mn6ن5، مينيسوتا3ن2، مينيسوتا2N ، Mn4N و MnxN لـ 9.2 & lt x & اللفتنانت 25.3). يمكن تصنيفها على أنها "شبيهة بالملح" (معظمها أيوني) ، تساهمية ، "شبيهة بالماس" ، ومعدنية (أو بينية) ، على الرغم من أن هذا التصنيف له قيود ناشئة بشكل عام عن استمرارية أنواع الترابط بدلاً من الأنواع المنفصلة والمنفصلة الذي يعنيه ذلك. يتم تحضيرها عادةً عن طريق التفاعل المباشر لمعدن مع النيتروجين أو الأمونيا (أحيانًا بعد التسخين) ، أو بالتحلل الحراري للأميدات المعدنية: [48]

هناك العديد من المتغيرات المحتملة في هذه العمليات ، ومعظم هذه النتريدات الأيونية هي تلك الخاصة بالمعادن القلوية والفلزات القلوية الترابية.3لا تشكل N (Na و K و Rb و Cs نيتريدًا ثابتًا لأسباب فاصلة) و M3ن2 (M = Be ، Mg ، Ca ، Sr ، Ba). يمكن اعتبارها رسميًا على أنها أملاح N 3− أنيون ، على الرغم من أن فصل الشحنة ليس كاملاً في الواقع حتى بالنسبة لهذه العناصر شديدة الحساسية للكهرباء. ومع ذلك ، فإن أزيدات الفلزات القلوية NaN3 و KN3، التي تعرض الخطي N -
3 أنيون ، معروفة ، وكذلك الأب (N3)2 وبا (ن3)2. أزيد من معادن المجموعة الفرعية B (تلك الموجودة في المجموعات من 11 إلى 16) أقل أيونية بكثير ، ولها هياكل أكثر تعقيدًا ، وتنفجر بسهولة عند الصدمة. [48]

العديد من النتريدات الثنائية التساهمية معروفة. تشمل الأمثلة السيانوجين ((CN)2) ، ثلاثي الفوسفور بنتانيتريد (ص3ن5) ، ثنائي نيتريد ثنائي الكبريت (S.2ن2) ، ورباعي الكبريت رباعي النيتريد (S.4ن4). نيتريد السيليكون التساهمي بشكل أساسي (Si3ن4) ونتريد الجرمانيوم (Ge3ن4) معروف أيضًا: نيتريد السيليكون على وجه الخصوص من شأنه أن يصنع سيراميكًا واعدًا إن لم يكن لصعوبة العمل به وتلبيده. على وجه الخصوص ، فإن المجموعة 13 نيتريد ، ومعظمها من أشباه الموصلات الواعدة ، تكون متوازنة إلكترونيًا مع الجرافيت والماس وكربيد السيليكون ولها هياكل متشابهة: يتغير ترابطها من التساهمية إلى الأيونية جزئيًا إلى المعدنية مع نزول المجموعة. على وجه الخصوص ، نظرًا لأن الوحدة B-N هي وحدة إلكترونية متساوية بالنسبة لـ C-C ، والكربون أساسًا متوسط ​​الحجم بين البورون والنيتروجين ، فإن الكثير من الكيمياء العضوية تجد صدى في كيمياء البورون والنيتروجين ، كما هو الحال في البورازين ("البنزين غير العضوي" ). ومع ذلك ، فإن القياس ليس دقيقًا نظرًا لسهولة هجوم محبة النواة في البورون بسبب نقصه في الإلكترونات ، وهو أمر غير ممكن في الحلقة المحتوية على الكربون بالكامل. [48]

أكبر فئة من النتريدات هي النتريدات الخلالية للصيغ MN ، M2N و M4N (على الرغم من أن التركيب المتغير ممكن تمامًا) ، حيث يتم وضع ذرات النيتروجين الصغيرة في الفجوات في شبكة معدنية مكعبة أو سداسية معبأة. إنها معتمة ، صلبة جدًا ، وخاملة كيميائيًا ، ولا تذوب إلا في درجات حرارة عالية جدًا (تزيد عمومًا عن 2500 درجة مئوية). لديهم بريق معدني وتوصيل الكهرباء مثل المعادن. يتحلل الماء ببطء شديد فقط لإعطاء الأمونيا أو النيتروجين. [48]

أنيون النيتريد (N 3−) هو الأقوى π المتبرع المعروف بين الروابط (ثاني أقوى هو O 2−). تصنع مجمعات النيتريدو عمومًا عن طريق التحلل الحراري للأزيدات أو عن طريق نزع النشادر ، وعادة ما تشتمل على مجموعة طرفية 3−. أنيون أزيد الخطي (N -
3 ) ، كونها متوازنة إلكترونيًا مع أكسيد النيتروز وثاني أكسيد الكربون والسيانات ، فإنها تشكل العديد من مجمعات التنسيق. من النادر حدوث مزيد من التسلسل ، على الرغم من N 4−
4 (isoelectronic مع الكربونات والنترات) معروف. [48]

الهيدريد

صناعيا ، الأمونيا (NH3) هو أهم مركب من النيتروجين ويتم تحضيره بكميات أكبر من أي مركب آخر ، لأنه يساهم بشكل كبير في الاحتياجات الغذائية للكائنات الأرضية من خلال كونه مقدمة للغذاء والأسمدة. وهو غاز قلوي عديم اللون له رائحة نفاذة مميزة. إن وجود الرابطة الهيدروجينية له تأثيرات كبيرة جدًا على الأمونيا ، مما يمنحها درجة انصهار عالية (78 درجة مئوية) وغليان (33 درجة مئوية). باعتباره سائلًا ، فهو مذيب جيد جدًا مع حرارة عالية من التبخر (مما يسمح باستخدامه في قوارير مفرغة) ، وله أيضًا لزوجة منخفضة وموصلية كهربائية وثابت عازل عالي ، وأقل كثافة من الماء. ومع ذلك ، فإن الرابطة الهيدروجينية في NH3 أضعف من ذلك في H.2O بسبب انخفاض كهرسلبية النيتروجين مقارنة بالأكسجين ووجود زوج واحد فقط في NH3 بدلاً من اثنين في H.2O. إنها قاعدة ضعيفة في محلول مائي (صكب 4.74) حمضه المتقارن هو الأمونيوم ، NH +
4 . يمكن أن يكون أيضًا بمثابة حمض ضعيف للغاية ، حيث يفقد بروتونًا لإنتاج أنيون الأميد ، NH -
2 . وبالتالي فإنه يخضع للتفكك الذاتي ، على غرار الماء ، لإنتاج الأمونيوم والأميد. تحترق الأمونيا في الهواء أو الأكسجين ، ولكن ليس بسهولة ، لإنتاج غاز النيتروجين الذي تحرقه في الفلور بلهب أصفر مخضر لإعطاء النيتروجين ثلاثي فلوريد. التفاعلات مع اللافلزات الأخرى معقدة للغاية وتميل إلى تكوين خليط من المنتجات. تتفاعل الأمونيا عند التسخين بالمعادن لإعطاء النتريد. [50]

العديد من هيدرات النيتروجين الثنائية الأخرى معروفة ، ولكن أهمها الهيدرازين (N2ح4) وأزيد الهيدروجين (HN3). على الرغم من أنه ليس هيدريد النيتروجين ، إلا أن هيدروكسيل أمين (NH2OH) مماثلة في الخصائص وهيكل الأمونيا والهيدرازين كذلك. الهيدرازين سائل دخان عديم اللون تنبعث منه رائحة الأمونيا. تتشابه خواصه الفيزيائية مع خصائص الماء (نقطة الانصهار 2.0 درجة مئوية ، نقطة الغليان 113.5 درجة مئوية ، الكثافة 1.00 جم / سم 3). على الرغم من كونه مركب ماص للحرارة ، إلا أنه مستقر حركيًا. يحترق بسرعة وبشكل كامل في الهواء بشكل طارد للحرارة ليعطي النيتروجين وبخار الماء. إنه عامل اختزال مفيد للغاية ومتعدد الاستخدامات وهو قاعدة أضعف من الأمونيا. [51] كما يشيع استخدامه كوقود للصواريخ. [52]

يُصنع الهيدرازين عمومًا عن طريق تفاعل الأمونيا مع هيبوكلوريت الصوديوم القلوي في وجود الجيلاتين أو الصمغ: [51]

(يمكن عكس هجمات الهيدروكسيد والأمونيا ، وبالتالي تمر عبر NHCl الوسيط - بدلاً من ذلك). والسبب في إضافة الجيلاتين هو أنه يزيل أيونات المعادن مثل Cu 2+ التي تحفز تدمير الهيدرازين بالتفاعل مع أحادي الكلورامين (NH)2Cl) لإنتاج كلوريد الأمونيوم والنيتروجين. [51]

أزيد الهيدروجين (HN3) تم إنتاجه لأول مرة في عام 1890 عن طريق أكسدة الهيدرازين المائي بواسطة حمض النيتروز. إنه متفجر للغاية وحتى الحلول المخففة يمكن أن تكون خطيرة. له رائحة كريهة ومزعجة وهو سم قاتل (لكن ليس تراكمي). يمكن اعتباره الحمض المترافق لأنيون الأزيد ، وهو مشابه أيضًا للأحماض المائية. [51]

هاليدات وأكسوهاليد

جميع ثلاثي هالات النيتروجين البسيط معروف. من المعروف أن هناك عدد قليل من الهاليدات المختلطة والهيدرواليدات المختلطة ، ولكن معظم الأمثلة غير المستقرة تشمل NClF2، NCl2F ، NBrF2، نف2H ، NFH2، NCl2H و NClH2. [53]

خمسة فلوريد نيتروجين معروفة. ثلاثي فلوريد النيتروجين (NF3، تم تحضيره لأول مرة في عام 1928) هو غاز عديم اللون والرائحة مستقر ديناميكيًا حراريًا ، ويتم إنتاجه بسهولة عن طريق التحليل الكهربائي لفلوريد الأمونيوم المنصهر المذاب في فلوريد الهيدروجين اللامائي. مثل رابع فلوريد الكربون ، فهو غير متفاعل على الإطلاق ومستقر في الماء أو مخفف من الأحماض المائية أو القلويات. فقط عند تسخينه يعمل كعامل مفلور ، ويتفاعل مع النحاس والزرنيخ والأنتيمون والبزموت عند التلامس في درجات حرارة عالية لإعطاء رباعي فلورو هيدرازين (N2F4). الكاتيونات NF +
4 ون
2 F +
3 معروف أيضًا (الأخير من تفاعل رباعي فلورو هيدرازين مع متقبلات قوية للفلورايد مثل خماسي فلوريد الزرنيخ) ، كما هو الحال مع ONF3، والتي أثارت اهتمامًا بسبب المسافة القصيرة N-O التي تتضمن ارتباطًا مزدوجًا جزئيًا ورابطة قطبية عالية وطويلة N-F. يمكن أن يتفكك رباعي فلورو هيدرازين ، على عكس الهيدرازين نفسه ، في درجة حرارة الغرفة وما فوق لإعطاء NF الجذري2•. أزيد الفلور (FN3) شديد الانفجار وغير مستقر حرارياً. ثنائي فلوريد ثنائي النيتروجين (N2F2) موجود على أنه قابل للتحويل البيني حرارياً رابطة الدول المستقلة و عبر أيزومرات ، وتم العثور عليها لأول مرة كمنتج للتحلل الحراري لـ FN3. [53]

ثلاثي كلوريد النيتروجين (NCl3) عبارة عن سائل كثيف ومتطاير ومتفجر تتشابه خواصه الفيزيائية مع خواص رابع كلوريد الكربون ، على الرغم من اختلاف واحد هو أن NCl3 يتحلل بالماء بسهولة بينما CCl4 ليس. تم تصنيعه لأول مرة في عام 1811 من قبل بيير لويس دولونغ ، الذي فقد ثلاثة أصابع وعينًا لميوله المتفجرة. باعتباره غازًا مخففًا فهو أقل خطورة ، وبالتالي يستخدم صناعيًا لتبييض الدقيق وتعقيمه. ثلاثي بروميد النيتروجين (NBr3) ، الذي تم إعداده لأول مرة في عام 1975 ، هو مادة صلبة متطايرة ذات لون أحمر غامق ، حساسة لدرجة الحرارة ، قابلة للانفجار حتى عند -100 درجة مئوية. ثلاثي يوديد النيتروجين (NI3) لا يزال غير مستقر ولم يتم تحضيره إلا في عام 1990. إن علاقته بالأمونيا ، والتي كانت معروفة سابقًا ، حساسة للغاية للصدمات: يمكن أن تنطلق بلمسة ريشة ، أو التيارات الهوائية المتغيرة ، أو حتى جسيمات ألفا. [53] [54] لهذا السبب ، يتم أحيانًا تصنيع كميات صغيرة من ثلاثي اليود النيتروجين كدليل لطلاب الكيمياء بالمدارس الثانوية أو كعمل من أعمال "السحر الكيميائي". [55] أزيد الكلور (ClN3) وأزيد البروم (BrN3) حساسة للغاية ومتفجرة. [56] [57]

تُعرف سلسلتان من أكاسيد النيتروجين: هاليدات النيتروزيل (XNO) وهاليدات النيتريل (XNO)2). الأول عبارة عن غازات شديدة التفاعل يمكن إنتاجها عن طريق الهالوجين المباشر لأكسيد النيتروز. فلوريد النتروزيل (NOF) عديم اللون وعامل فلور قوي. يتصرف كلوريد النيتروسيل (NOCl) بنفس الطريقة كثيرًا وغالبًا ما يستخدم كمذيب مؤين. بروميد النيتروسيل (NOBr) أحمر. تتشابه تفاعلات هاليدات النتريل في الغالب: فلوريد النيتريل (FNO2) وكلوريد النيتريل (ClNO2) هي بالمثل غازات تفاعلية وعوامل هالوجين قوية. [53]

أكاسيد

يشكل النيتروجين تسعة أكاسيد جزيئية ، كان بعضها أول غازات تم تحديدها: N2O (أكسيد النيتروز) ، NO (أكسيد النيتريك) ، N2ا3 (ثالث أكسيد ثنائي النيتروجين) ، لا2 (ثاني أكسيد النيتروجين) ، N2ا4 (رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين) ، N2ا5 (خامس أكسيد ثنائي النيتروجين) ، N4O (nitrosylazide) ، [58] و N (NO2)3 (ترينيتراميد). [59] جميعها غير مستقرة حرارياً تجاه التحلل إلى عناصرها. أحد الأكاسيد المحتملة الأخرى التي لم يتم تصنيعها بعد هو oxatetrazole (N4O) ، حلقة عطرية. [58]

أكسيد النيتروز (N2O) ، المعروف باسم غاز الضحك ، عن طريق التحلل الحراري لنترات الأمونيوم المنصهرة عند 250 درجة مئوية. هذا هو تفاعل الأكسدة والاختزال ، وبالتالي يتم أيضًا إنتاج أكسيد النيتريك والنيتروجين كمنتجات ثانوية. يستخدم في الغالب كعامل دافع وتهوية لرش الكريمة المخفوقة المعلبة ، وكان يستخدم في السابق كمخدر. على الرغم من المظاهر ، لا يمكن اعتباره أنهيدريد حمض hyponitrous (H2ن2ا2) لأن هذا الحمض لا ينتج عن انحلال أكسيد النيتروز في الماء. إنه غير متفاعل إلى حد ما (لا يتفاعل مع الهالوجينات أو الفلزات القلوية أو الأوزون في درجة حرارة الغرفة ، على الرغم من زيادة التفاعل عند التسخين) وله بنية غير متماثلة N N O (N≡N + O - ↔ - N = N + = O): أعلى من 600 درجة مئوية ، تنفصل عن طريق كسر رابطة N – O الأضعف. [58]

أكسيد النيتريك (NO) هو أبسط جزيء ثابت مع عدد فردي من الإلكترونات. في الثدييات ، بما في ذلك البشر ، هو جزيء إشارة خلوي مهم يشارك في العديد من العمليات الفسيولوجية والمرضية. [60] يتكون من الأكسدة التحفيزية للأمونيا. إنه غاز مغناطيسي عديم اللون يتحلل ، لكونه غير مستقر ديناميكيًا حراريًا ، إلى غاز النيتروجين والأكسجين عند درجة حرارة 1100-1200 درجة مئوية. ارتباطه مشابه لتلك الموجودة في النيتروجين ، ولكن يضاف إلكترون واحد إضافي إلى أ π* المدار المضاد ، وبالتالي تم تقليل ترتيب السندات إلى 2.5 تقريبًا وبالتالي فإن dimerisation إلى O = N – N = O غير موات باستثناء أقل من نقطة الغليان (حيث رابطة الدول المستقلة الأيزومر أكثر ثباتًا) لأنه لا يزيد فعليًا ترتيب الرابطة الكلي ولأن الإلكترون غير المزاوج يتم تحديد موقعه عبر جزيء NO ، مما يمنحه الاستقرار. هناك أيضًا دليل على الثنائى الأحمر غير المتماثل O = N – O = N عندما يتكثف أكسيد النيتريك بجزيئات قطبية. يتفاعل مع الأكسجين ليعطي ثاني أكسيد النيتروجين البني ومع الهالوجينات ليعطي هاليدات النتروزيل. كما أنه يتفاعل مع المركبات المعدنية الانتقالية لإعطاء مركبات نيتروزيل ، ومعظمها ملون بعمق. [58]

ثالث أكسيد النيتروجين الأزرق (N2ا3) متاح فقط كمادة صلبة لأنه يتفكك بسرعة فوق نقطة الانصهار ليعطي أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين (NO2) ، ورابع أكسيد ثنائي النيتروجين (N2ا4). يصعب إلى حد ما دراسة المركبين الأخيرين بشكل فردي بسبب التوازن بينهما ، على الرغم من أنه في بعض الأحيان يمكن أن يتفاعل رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين عن طريق الانشطار غير المتجانس إلى النيتروزونيوم والنترات في وسط به ثابت عازل عالي. ثاني أكسيد النيتروجين هو غاز بني لاذع ومسبب للتآكل. يمكن تحضير كلا المركبين بسهولة عن طريق تحلل نترات المعدن الجاف. كلاهما يتفاعل مع الماء لتكوين حمض النيتريك. يعتبر رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين مفيدًا جدًا في تحضير نترات المعادن اللامائية ومجمعات النيترات ، وقد أصبح عامل مؤكسد قابل للتخزين مفضلًا للعديد من الصواريخ في كل من الولايات المتحدة واتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بحلول أواخر الخمسينيات من القرن الماضي.هذا لأنه وقود دافع مفرط النشاط بالاشتراك مع وقود الصواريخ القائم على الهيدرازين ويمكن تخزينه بسهولة لأنه سائل في درجة حرارة الغرفة. [58]

خامس أكسيد ثنائي النيتروجين غير المستقر حرارياً والمتفاعل للغاية (N.2ا5) هو أنهيدريد حامض النيتريك ، ويمكن أن يصنع منه عن طريق الجفاف باستخدام خامس أكسيد الفوسفور. من مصلحة لإعداد المتفجرات. [61] وهي مادة صلبة بلورية عديمة اللون ، حساسة للضوء. في الحالة الصلبة يكون أيوني مع هيكل [NO2] + [لا3] - كغاز وفي محلول يكون جزيئي O2لا لا2. يأتي الترطيب إلى حمض النيتريك بسهولة ، وكذلك التفاعل المماثل مع بيروكسيد الهيدروجين الذي يعطي حمض البيروكسونيتريك (HOONO)2). إنه عامل مؤكسد عنيف. يتحلل خامس أكسيد ثنائي النيتروجين الغازي على النحو التالي: [58]

Oxoacids ، oxoanions ، وأملاح oxoacid

العديد من أحماض أكسيد النيتروجين معروفة ، على الرغم من أن معظمها غير مستقر كمركبات نقية وتعرف فقط كمحلول مائي أو أملاح. حمض هيبونتروز (H2ن2ا2) هو حمض ثنائي البروتونات ضعيف مع هيكل HON = NOH (صكأ 1 6.9 ، صكأ 2 11.6). المحاليل الحمضية مستقرة تمامًا ولكن أعلى من درجة الحموضة 4 التحلل المحفز بالقاعدة يحدث عبر [HONNO] - إلى أكسيد النيتروز وأنيون الهيدروكسيد. Hyponitrites (التي تنطوي على N.
2 يا 2−
2 الأنيون) مستقر في تقليل العوامل ويعمل بشكل أكثر شيوعًا كعوامل اختزال بحد ذاتها. إنها خطوة وسيطة في أكسدة الأمونيا إلى النتريت ، والتي تحدث في دورة النيتروجين. يمكن أن يعمل Hyponitrite كجسر ثنائي أو مخلب. [62]

حمض النيتروز (HNO2) كمركب نقي ، ولكنه مكون شائع في الاتزان الغازي وكاشف مائي مهم: يمكن تصنيع محاليله المائية من تحميض نتريت مائي بارد (NO-
2 ، عازمة) ، على الرغم من أن التفاوت في درجة حرارة الغرفة بالفعل مع النترات وأكسيد النيتريك مهم. إنه حمض ضعيف مع pكأ 3.35 عند 18 درجة مئوية. يمكن تحليلها بالمعايرة بواسطة أكسدة النترات بالبرمنجنات. يتم اختزالها بسهولة إلى أكسيد النيتروز وأكسيد النيتريك بواسطة ثاني أكسيد الكبريت ، إلى حمض الهايتروز مع القصدير (II) ، وإلى الأمونيا مع كبريتيد الهيدروجين. أملاح الهيدرازينيوم ن
2 ح +
5 يتفاعل مع حامض النيتروز لإنتاج أزيدات تتفاعل أكثر لإعطاء أكسيد النيتروز والنيتروجين. نتريت الصوديوم معتدل السمية في التركيزات التي تزيد عن 100 مجم / كجم ، ولكن كميات صغيرة تستخدم في كثير من الأحيان لعلاج اللحوم وكمواد حافظة لتجنب التلف الجرثومي. كما أنه يستخدم لتخليق هيدروكسيل أمين ولإضفاء ثنائي على الأمينات العطرية الأولية على النحو التالي: [62]

النتريت هو أيضًا ليجند شائع يمكنه التنسيق بخمس طرق. الأكثر شيوعًا هو النيترو (المستعبدين من النيتروجين) والنيتروجين (المستعبدين من الأكسجين). إن تماثل النيترو نيتريتو شائع ، حيث يكون شكل النيتريتو عادة أقل استقرارًا. [62]

حمض النيتريك (HNO3) هو إلى حد بعيد أهم أحماض النيتروجين وأكثرها استقرارًا. إنه أحد الأحماض الثلاثة الأكثر استخدامًا (الآخران هما حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك) واكتشفه الكيميائيون لأول مرة في القرن الثالث عشر. يتم تصنيعه عن طريق الأكسدة التحفيزية للأمونيا إلى أكسيد النيتريك ، والذي يتأكسد إلى ثاني أكسيد النيتروجين ، ثم يذوب في الماء ليعطي حمض النيتريك المركز. في الولايات المتحدة الأمريكية ، يتم إنتاج أكثر من سبعة ملايين طن من حمض النيتريك كل عام ، يستخدم معظمها لإنتاج النترات للأسمدة والمتفجرات ، من بين استخدامات أخرى. يمكن تصنيع حمض النيتريك اللامائي عن طريق تقطير حمض النيتريك المركز مع خامس أكسيد الفوسفور عند ضغط منخفض في جهاز زجاجي في الظلام. لا يمكن صنعه إلا في الحالة الصلبة ، لأنه عند ذوبانه يتحلل تلقائيًا إلى ثاني أكسيد النيتروجين ، ويخضع حمض النيتريك السائل للتأين الذاتي بدرجة أكبر من أي سائل تساهمي آخر على النحو التالي: [62]

اثنين من الهيدرات ، HNO3· ح2O و HNO3· 3 ح2O ، من المعروف أنه يمكن بلورته. إنه حمض قوي ومحاليل مركزة هي عوامل مؤكسدة قوية ، على الرغم من أن الذهب والبلاتين والروديوم والإيريديوم محصنون ضد الهجوم. مزيج 3: 1 من حمض الهيدروكلوريك المركز وحمض النيتريك يسمى أكوا ريجيا، لا يزال أقوى ويذوب الذهب والبلاتين بنجاح ، لأن الكلور الحر وكلوريد النيتروزيل يتشكلان ويمكن أن تشكل الأنيونات الكلوريد معقدات قوية. في حامض الكبريتيك المركز ، تتم معالجة حمض النيتريك بالبروتونات لتكوين النترونيوم ، والذي يمكن أن يعمل ككهربائي للنترة العطرية: [62]

الثبات الحراري للنترات (بما في ذلك المستوى الثلاثي الزوايا NO -
3 أنيون) يعتمد على أساس المعدن ، وكذلك نواتج التحلل (التحلل الحراري) ، والتي يمكن أن تختلف بين النتريت (على سبيل المثال ، الصوديوم) ، والأكسيد (البوتاسيوم والرصاص) ، أو حتى المعدن نفسه (الفضة) اعتمادا على الاستقرار النسبي. النترات هي أيضًا ليجند شائع مع العديد من أنماط التنسيق. [62]

أخيرًا ، على الرغم من أن حامض الأورثونيتريك (H3لا4) ، والذي سيكون مشابهًا لحمض الفوسفوريك ، غير موجود ، أنيون رباعي السطوح orthonitrate NO 3−
4 معروف بأملاحه الصوديوم والبوتاسيوم: [62]

NaNO 3 + Na 2 O → 300 ∘ C لمدة 7 أيام Ag بوتقة Na 3 NO 4 < displaystyle < ce + Na2O- & gt [< ce <>

هذه الأملاح البلورية البيضاء حساسة جدًا لبخار الماء وثاني أكسيد الكربون في الهواء: [62]

على الرغم من كيميائها المحدودة ، فإن أنيون orthonitrate مثير للاهتمام من وجهة نظر هيكلية بسبب شكله الرباعي السطوح المنتظم وأطوال روابط N-O القصيرة ، مما يدل على الطابع القطبي الهام للرابطة. [62]

مركبات النيتروجين العضوية

يعتبر النيتروجين من أهم العناصر في الكيمياء العضوية. تشتمل العديد من المجموعات الوظيفية العضوية على رابطة كربون-نيتروجين ، مثل الأميدات (RCONR2) ، الأمينات (R.3N) ، imines (RC (= NR) R) ، imides (RCO)2NR ، أزيدات (RN3) ومركبات الآزو (RN2R) ، سيانات وأيزوسيانات (ROCN أو RCNO) ، نترات (RONO2) ، النتريل والأيسونيتريل (RCN أو RNC) ، النتريت (RONO) ، مركبات النيترو (RNO2) ، ومركبات النيتروز (RNO) ، والأوكسيم (RCR = NOH) ، ومشتقات البيريدين. روابط C - N مستقطبة بقوة نحو النيتروجين. في هذه المركبات ، يكون النيتروجين عادةً ثلاثي التكافؤ (على الرغم من أنه يمكن أن يكون رباعي التكافؤ في أملاح الأمونيوم الرباعية ، R4N +) ، مع زوج وحيد يمكن أن يضفي الأساس على المركب من خلال التنسيق مع البروتون. قد يتم تعويض ذلك من خلال عوامل أخرى: على سبيل المثال ، الأميدات ليست أساسية لأن الزوج الوحيد يتم تحويله إلى رابطة مزدوجة (على الرغم من أنها قد تعمل كأحماض عند درجة حموضة منخفضة للغاية ، يتم بروتوناتها عند الأكسجين) ، والبيرول ليس حمضيًا لأن يتم فصل الزوج الوحيد عن مكانه كجزء من حلقة عطرية. [63] يمكن تحديد كمية النيتروجين في مادة كيميائية بطريقة Kjeldahl. [64] على وجه الخصوص ، يعتبر النيتروجين مكونًا أساسيًا من الأحماض النووية ، والأحماض الأمينية ، وبالتالي البروتينات ، وجزيء الأدينوزين ثلاثي الفوسفات الحامل للطاقة ، وبالتالي فهو حيوي لجميع أشكال الحياة على الأرض. [63]

النيتروجين هو العنصر النقي الأكثر شيوعًا في الأرض ، حيث يشكل 78.1٪ من الحجم الكلي للغلاف الجوي. [4] على الرغم من ذلك ، فهي ليست وفيرة جدًا في القشرة الأرضية ، حيث تشكل 19 جزءًا فقط في المليون منها ، على قدم المساواة مع النيوبيوم والغاليوم والليثيوم. معادن النيتروجين المهمة الوحيدة هي النتر (نترات البوتاسيوم ، نترات البوتاسيوم) والسودانيتر (نترات الصوديوم ، ملح نترات التشيلي). ومع ذلك ، لم تكن هذه مصدرًا مهمًا للنترات منذ عشرينيات القرن الماضي ، عندما أصبح التخليق الصناعي للأمونيا وحمض النيتريك شائعًا. [65]

تتبادل مركبات النيتروجين باستمرار بين الغلاف الجوي والكائنات الحية. يجب أولاً معالجة النيتروجين ، أو "تثبيته" ، في شكل قابل للاستخدام في النبات ، وعادة ما يكون الأمونيا. يتم إجراء بعض عمليات تثبيت النيتروجين عن طريق الصواعق التي تنتج أكاسيد النيتروجين ، ولكن معظمها يتم بواسطة بكتيريا ديازوتروفيك من خلال الإنزيمات المعروفة باسم النيتروجيناز (على الرغم من أن تثبيت النيتروجين الصناعي للأمونيا مهم أيضًا). عندما تمتص الأمونيا بالنباتات ، فإنها تستخدم لتخليق البروتينات. ثم يتم هضم هذه النباتات من قبل الحيوانات التي تستخدم مركبات النيتروجين لتخليق البروتينات الخاصة بها وإفراز النفايات الحاملة للنيتروجين. أخيرًا ، تموت هذه الكائنات وتتحلل ، وتخضع للأكسدة البكتيرية والبيئية ونزع النتروجين ، مما يعيد الدينتروجين الحر إلى الغلاف الجوي. يتم استخدام تثبيت النيتروجين الصناعي من خلال عملية هابر في الغالب كسماد ، على الرغم من أن النفايات الحاملة للنيتروجين الزائدة ، عند ترشيحها ، تؤدي إلى إغناء المياه العذبة بالمغذيات وتكوين مناطق بحرية ميتة ، حيث يؤدي النمو البكتيري الذي يحركه النيتروجين إلى استنفاد أكسجين الماء لدرجة أن الجميع الكائنات الحية الأعلى تموت. علاوة على ذلك ، فإن أكسيد النيتروز ، الذي ينتج أثناء نزع النتروجين ، يهاجم طبقة الأوزون في الغلاف الجوي. [65]

تصنع العديد من أسماك المياه المالحة كميات كبيرة من أكسيد ثلاثي ميثيل أمين لحمايتها من التأثيرات التناضحية العالية لبيئتها. [66] في الحيوانات ، يعمل أكسيد النيتريك الجذور الحرة (المشتق من حمض أميني) كجزيء تنظيمي مهم للدورة الدموية. [67]

ينتج عن التفاعل السريع لأكسيد النيتريك مع الماء في الحيوانات إنتاج نتريت المستقلب. ينتج عن التمثيل الغذائي للنيتروجين في البروتينات بشكل عام إفراز اليوريا ، بينما ينتج عن التمثيل الغذائي الحيواني للأحماض النووية إفراز اليوريا وحمض البوليك. تنجم الرائحة المميزة لتعفن لحم الحيوان عن تكوين الأمينات طويلة السلسلة المحتوية على النيتروجين ، مثل البوتريسين والكادافيرين ، وهما نتاج تحلل الأحماض الأمينية الأورنيثين والليسين ، على التوالي ، في البروتينات المتحللة. [68]

غاز النيتروجين هو غاز صناعي ينتج عن طريق التقطير الجزئي للهواء السائل ، أو بوسائل ميكانيكية باستخدام الهواء الغازي (غشاء التناضح العكسي المضغوط أو امتصاص الضغط المتأرجح). عادةً ما تكون مولدات غاز النيتروجين التي تستخدم الأغشية أو الامتزاز المتأرجح بالضغط (PSA) أكثر تكلفة وكفاءة في استخدام الطاقة من النيتروجين الذي يتم تسليمه بكميات كبيرة. [69] غالبًا ما يكون النيتروجين التجاري منتجًا ثانويًا لمعالجة الهواء للتركيز الصناعي للأكسجين في صناعة الصلب وأغراض أخرى. عندما يتم توفيره مضغوطًا في أسطوانات ، غالبًا ما يطلق عليه OFN (نيتروجين خالٍ من الأكسجين). [70] يحتوي النيتروجين التجاري بالفعل على أكثر من 20 جزءًا في المليون من الأكسجين ، وتتوفر أيضًا درجات مُنقاة بشكل خاص تحتوي على 2 جزء في المليون من الأكسجين و 10 جزء في المليون من الأرجون. [71]

في المختبر الكيميائي ، يتم تحضيره عن طريق معالجة محلول مائي من كلوريد الأمونيوم مع نتريت الصوديوم. [72]

كميات صغيرة من الشوائب NO و HNO3 تتشكل أيضًا في هذا التفاعل. يمكن إزالة الشوائب عن طريق تمرير الغاز عبر حمض الكبريتيك المائي الذي يحتوي على ثنائي كرومات البوتاسيوم. [72] يمكن تحضير النيتروجين النقي جدًا عن طريق التحلل الحراري لأزيد الباريوم أو أزيد الصوديوم. [73]

تتنوع تطبيقات مركبات النيتروجين بشكل كبير للغاية بشكل طبيعي نظرًا للحجم الهائل لهذه الفئة: وبالتالي ، سيتم النظر فقط في تطبيقات النيتروجين النقي نفسه هنا. يباع ثلثا (2/3) النيتروجين الذي تنتجه الصناعة كغاز والثلث المتبقي (1/3) كسائل.

يستخدم الغاز في الغالب كجواء خامل كلما تسبب الأكسجين الموجود في الهواء في نشوب حريق أو انفجار أو خطر مؤكسد. بعض الأمثلة تشمل: [71]

  • كجواء معدل ، نقيًا أو ممزوجًا بثاني أكسيد الكربون ، للنيتروجين والحفاظ على نضارة الأطعمة المعبأة أو السائبة (عن طريق تأخير النتانة وغيرها من أشكال الضرر التأكسدي). يتم تمييز النيتروجين النقي كمضافات غذائية في الاتحاد الأوروبي برقم E E941. [74]
  • في المصابيح المتوهجة كبديل غير مكلف للأرجون. [75]
  • في أنظمة إخماد الحرائق لمعدات تكنولوجيا المعلومات. [71]
  • في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ. [76]
  • في حالة تصلب الفولاذ بالنترة. [77]
  • في بعض أنظمة وقود الطائرات لتقليل مخاطر الحريق (انظر نظام الخمول).
  • لنفخ إطارات سيارات السباق والطائرات ، [78] تقليل مشاكل التمدد والانكماش غير المنتظمين الناجمين عن الرطوبة والأكسجين في الهواء الطبيعي. [71]

يستخدم النيتروجين بشكل شائع أثناء تحضير العينة في التحليل الكيميائي. يتم استخدامه للتركيز وتقليل حجم العينات السائلة. يؤدي توجيه تيار مضغوط من غاز النيتروجين عموديًا على سطح السائل إلى تبخر المذيب مع ترك المذاب (المذاب) والمذيب غير المتبخر خلفه. [79]

يمكن استخدام النيتروجين كبديل ، أو بالاشتراك مع ثاني أكسيد الكربون لضغط براميل بعض أنواع البيرة ، خاصة الجعة والبيرة البريطانية ، بسبب الفقاعات الأصغر التي تنتجها ، مما يجعل البيرة الموزعة أكثر نعومة ورأسًا. [80] تسمح كبسولة النيتروجين الحساسة للضغط والمعروفة باسم "القطعة" بتعبئة البيرة المشحونة بالنيتروجين في علب وزجاجات. [81] [82] تحل خزانات النيتروجين أيضًا محل ثاني أكسيد الكربون كمصدر رئيسي للطاقة لبنادق كرات الطلاء. يجب الاحتفاظ بالنيتروجين عند ضغط أعلى من ثاني أكسيد الكربون2، مما يجعل N2 الدبابات أثقل وأكثر تكلفة. [83]

ادوات

تستخدم بعض معدات البناء غاز النيتروجين المضغوط لمساعدة النظام الهيدروليكي على توفير طاقة إضافية للأجهزة مثل المطرقة الهيدروليكية.

القتل الرحيم

أصبح غاز النيتروجين هو الغاز الخامل المفضل للاختناق بالغاز الخامل ، وهو قيد الدراسة كبديل للحقن المميتة في أوكلاهوما. [84] [85] غاز النيتروجين ، المتكون من تحلل أزيد الصوديوم ، يستخدم لتضخم الوسائد الهوائية. [86]

نظرًا لأن النيتروجين غاز خانق ، فقد اعتبرت بعض الولايات القضائية الاختناق بالغاز الخامل عن طريق استنشاق النيتروجين النقي كوسيلة لعقوبة الإعدام (كبديل للحقن المميت). [87] ومع ذلك ، اعتبارًا من عام 2020 [تحديث] ، لم يتم تنفيذ أي عمليات إعدام باستخدام غاز النيتروجين من قبل أي سلطة قضائية ، وعلى الأقل ولاية قضائية واحدة (أوكلاهوما) التي اعتبرت اختناق النيتروجين كبروتوكول تنفيذ قد تخلت عن هذا الجهد. [88]


تعليق على Zondle GCSE Biology Revision Challenge 1 الأسئلة

آمل أن يكون أولئك الذين لعبوا تحدي مراجعة GCSE في علم الأحياء بعد ظهر اليوم قد استمتعوا بهذه العملية. أود أن أرحب بالتعليقات على منشور المدونة هذا على غرار www (ما سار بشكل جيد) و ebi (حتى لو كان أفضل) & # 8230.

تم تجميع الأسئلة في عدة مجالات موضوعية.

الأسئلة من 1 إلى 4 كانت حول التنظيم الحراري. يعد فهم تضيق الأوعية وتوسع الأوعية والتعرق من الأمور الأساسية هنا ، وإذا كنت قد فعلت ذلك بالفعل ، فسأقرأ منشور المدونة الخاص بي حول هذا الموضوع.

كانت الأسئلة 5 & # 8211 9 حول نقل النباتات وقد تمت الإجابة عليها بشكل جيد من قبل جميع اللاعبين تقريبًا. تذكر أن أنابيب غربال اللحاء تحرك السكروز والأحماض الأمينية حول النبات. يتم نقل الماء والمعادن في أوعية نسيج الخشب بالطبع ، لكن الإجابات الأخرى التي تشتت الانتباه تضمنت بوليمرات مختلفة (نشا وبروتينات) مصنوعة في عملية التمثيل الضوئي في الأوراق ولكنها جزيئات كبيرة جدًا وغير قابلة للذوبان بحيث لا يمكن نقلها في اللحاء.

الأسئلة من 10 إلى 15 كانت كلها عن البكتيريا في دورة النيتروجين. هذا موضوع صعب ولكنه موضوع يكافئ العمل المريض من قبل المرشحين لإتقانه. في الواقع ، ليس من الصعب فهم دورة النيتروجين ولكن من السهل تشويش أسماء وأدوار الأنواع الأربعة للبكتيريا المعنية. مرة أخرى ، هناك زوجان من منشورات المدونة حول دورة النيتروجين التي أود أن أشجعك على قراءتها & # 8230.

الأسئلة 16-23 كانت عن الجهاز الهضمي. تمت الإجابة على هذه الأسئلة بشكل عام بشكل جيد على الرغم من أن العديد من اللاعبين لم يقدروا أن التمعج لا يحدث للتو في المريء: إنها العملية التي تنقل الطعام على طول أنبوب الأمعاء بالكامل من أعلى المريء إلى نهاية المستقيم. دور اللاكتيل في نقل الأحماض الدهنية والجلسرين بعيدًا عن الزغابات في الأمعاء الدقيقة هو أيضًا أحد الموضوعات الأكثر صعوبة هنا. تنتشر الأحماض الأمينية والسكريات في الشعيرات الدموية في الزغابة ، لكن الأحماض الدهنية والجليسرول (منتجات هضم الدهون) لا تدخل في الشعيرات الدموية ولكن بدلاً من ذلك في وعاء منفصل يسمى اللاكتيل. يشكل هذا جزءًا من الجهاز اللمفاوي وينتهي السائل المتكون مرة أخرى في الدم ولكنه يتخطى الكبد بشكل فعال ، مما يمنع خلايا الكبد من أن تكون محملة بالأحماض الدهنية بعد تناول وجبة دهنية.

الأسئلة 24-29 كانت عن القلب والدوران. كان هناك عدد غير قليل من الإجابات غير الصحيحة هنا ولكن ربما كان ذلك بسبب انخفاض مستويات الحماس & # 8230. يعد تدفق الدم عبر القلب موضوعًا مهمًا لتقدير & # 8211 إلى RA من خلال الوريد الأجوف ، ثم إلى RV من خلال الصمام AV الأيمن ، ثم إلى PA من خلال الصمام الهلالي ، ثم إلى الرئتين ، والعودة من الرئتين في الأوردة الرئوية ، إلى LA ، من خلال الصمام الأيسر AV إلى LV ، ثم إلى الشريان الأورطي من خلال الصمام الأبهر نصف القمري & # 8230 ..

عادة ما يُساء فهم أوتار القلب (أوتار القلب). لا يلعبون أي دور على الإطلاق في فتح أو إغلاق الصمامات الأذينية البطينية (يتم ذلك ببساطة عن طريق توازن ضغط الدم في الأذين والبطين) ولكنها توفر شدًا لإيقاف الصمام & # 8220 ينفخ للخلف & # 8221 وبالتالي فتح عندما ينقبض البطين . ألقِ نظرة على صور تشريح قلب حقيقي لترى أن هذه الأوتار تلتصق برقائق الصمام وتأكد من عدم إمكانية فتحها عندما يرتفع الضغط في البطينين أثناء تقلص البطين. اسألني لمزيد من التفاصيل إذا كان هذا لا يعني & # 8217t.


ملخص القسم

الاستتباب هو توازن ديناميكي يتم الحفاظ عليه في أنسجة وأعضاء الجسم. إنه ديناميكي لأنه يتكيف باستمرار مع التغييرات التي تواجهها الأنظمة. إنه توازن لأن وظائف الجسم تبقى ضمن النطاق الطبيعي ، مع بعض التقلبات حول نقطة محددة. الكلى هي أعضاء التنظيم التناضحي الرئيسية في أنظمة الثدييات ، فهي تعمل على تصفية الدم والحفاظ على تركيزات الأيونات الذائبة لسوائل الجسم. تتكون داخليا من ثلاث مناطق متميزة - القشرة ، النخاع ، والحوض. تنشأ الأوعية الدموية التي تنقل الدم من وإلى الكليتين وتندمج مع الشريان الأورطي والوريد الأجوف السفلي ، على التوالي. النيفرون هو الوحدة الوظيفية في الكلى ، والتي تعمل على ترشيح الدم وتوليد البول بشكل فعال. يخرج البول من الكلية عبر الحالب ويتم تخزينه في المثانة البولية. يفرغ البول من الجسم عبر مجرى البول.


شاهد الفيديو: تأثير الضغط تحت سطح الماء على الجسم - نيوشا كاشف (قد 2022).


تعليقات:

  1. Vigor

    أعتقد أن هذا غير موجود.

  2. Morenike

    سأتذكرك! سوف أحسب معك!



اكتب رسالة