متابولیسم درون انسان چگونه کار می کند؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

اولین سلول نمی توانست زنده بماند اگر به خاطر "اقلیم" ویژه زندگی ایجاد شده توسط دریا نبود. به همین ترتیب، هر یک از صدها تریلیون سلولی که بدن انسان را تشکیل می دهند بدون خون و لنف می میرند. طی میلیون‌ها سال از پیدایش حیات، طبیعت یک سیستم حمل‌ونقل داخلی ایجاد کرده است که از هر وسیله حمل‌ونقلی که تا به حال توسط انسان ساخته شده است، به‌طور بی‌شمار اصیل‌تر، کارآمدتر و کنترل‌شده‌تر است.

در واقع خون از انواع سیستم های حمل و نقل تشکیل شده است. به عنوان مثال، پلاسما به عنوان وسیله نقلیه ای برای سلول ها از جمله گلبول های قرمز، لکوسیت ها و پلاکت ها عمل می کند که در صورت نیاز به قسمت های مختلف بدن حرکت می کنند. گلبول های قرمز به نوبه خود وسیله ای برای انتقال اکسیژن به سلول ها و دی اکسید کربن از سلول ها هستند.

پلاسمای مایع بسیاری از مواد دیگر و همچنین اجزای خود را به صورت محلول حمل می کند که برای فرآیندهای حیاتی بدن بسیار مهم هستند. پلاسما علاوه بر مواد مغذی و مواد زائد، گرما را حمل می کند و در صورت نیاز آن را جمع می کند یا آزاد می کند و در نتیجه یک رژیم دمایی طبیعی را در بدن حفظ می کند. این محیط حامل بسیاری از مواد محافظ اصلی است که از بدن در برابر بیماری ها محافظت می کند، همچنین هورمون ها، آنزیم ها و سایر مواد شیمیایی و بیوشیمیایی پیچیده که نقش های متنوعی را ایفا می کنند.

پزشکی مدرن اطلاعات نسبتاً دقیقی در مورد نحوه انجام عملکردهای حمل و نقل ذکر شده توسط خون دارد. همانطور که برای مکانیسم های دیگر، آنها هنوز موضوع حدس و گمان های نظری باقی می مانند، و برخی، بدون شک، هنوز کشف نشده اند.

به خوبی شناخته شده است که هر سلول منفردی بدون تامین مداوم و مستقیم مواد ضروری و دفع فوری مواد زائد سمی می میرد. این بدان معناست که «حمل و نقل» خون باید مستقیماً با همه این تریلیون ها «مشتری» در تماس باشد و نیازهای هر یک از آنها را برآورده کند. عظمت این کار واقعاً تخیل انسان را به چالش می کشد!

در عمل، بارگیری و تخلیه در این سازمان حمل و نقل بزرگ از طریق میکروسیرکولاسیون انجام می شود - سیستم های مویرگی … این عروق ریز به معنای واقعی کلمه به تمام بافت های بدن نفوذ می کنند و در فاصله 0،125 میلی متری به سلول ها نزدیک می شوند. بنابراین، هر سلول بدن دسترسی خاص خود را به رودخانه حیات دارد.

ضروری ترین و دائمی ترین نیاز بدن به اکسیژن است. خوشبختانه، فرد مجبور نیست دائماً غذا بخورد، زیرا بیشتر مواد مغذی لازم برای متابولیسم می توانند در بافت های مختلف جمع شوند. وضعیت در مورد اکسیژن متفاوت است. این ماده حیاتی به مقدار ناچیزی در بدن تجمع می یابد و نیاز به آن دائمی و فوری است. بنابراین، یک فرد نمی تواند بیش از چند دقیقه نفس خود را متوقف کند - در غیر این صورت باعث جدی ترین عواقب و مرگ می شود.

برای پاسخگویی به این نیاز فوری به تامین مداوم اکسیژن، خون یک سیستم تحویل بسیار کارآمد و تخصصی ایجاد کرده است که از گلبول های قرمز ، یا سلول های قرمز خون … این سیستم بر اساس یک ویژگی شگفت انگیز است هموگلوبین به مقدار زیاد جذب شود و سپس بلافاصله اکسیژن را قطع کند.در واقع، هموگلوبین خون شصت برابر بیشتر از مقدار اکسیژن قابل حل در قسمت مایع خون حمل می کند. بدون این رنگدانه حاوی آهن، حدود 350 لیتر خون برای تامین اکسیژن به سلول های ما نیاز است!

اما این خاصیت منحصربه‌فرد جذب و انتقال حجم زیادی از اکسیژن از ریه‌ها به تمام بافت‌ها، تنها یک طرف از سهم واقعاً ارزشمندی است که هموگلوبین در کار عملیاتی سیستم انتقال خون می‌کند. هموگلوبین همچنین مقادیر زیادی دی اکسید کربن را از بافت ها به ریه ها منتقل می کند و بنابراین در هر دو مرحله اولیه و نهایی اکسیداسیون شرکت می کند.

هنگام تبادل اکسیژن با دی اکسید کربن، بدن با مهارت شگفت انگیزی از ویژگی های مایعات استفاده می کند. هر مایع - و گازی از این نظر مانند مایعات رفتار می کنند - تمایل دارند از یک منطقه با فشار بالا به یک منطقه کم فشار حرکت کنند. اگر گاز در دو طرف غشای متخلخل باشد و در یک طرف آن فشار بیشتر از طرف دیگر باشد، از ناحیه پرفشار از طریق منافذ به سمتی که فشار کمتر است نفوذ می کند. و به همین ترتیب، گاز تنها در صورتی در مایع حل می شود که فشار این گاز در جو اطراف از فشار گاز موجود در مایع بیشتر شود. اگر فشار گاز در مایع بیشتر باشد، گاز از مایع به اتمسفر خارج می‌شود، مثلاً وقتی یک بطری شامپاین یا آب گازدار باز می‌شود.

تمایل مایعات به حرکت به ناحیه ای با فشار کمتر مستحق توجه ویژه است، زیرا با سایر جنبه های سیستم انتقال خون مرتبط است و همچنین در تعدادی از فرآیندهای دیگر که در بدن انسان اتفاق می افتد نقش دارد.

جالب است که مسیر اکسیژن را از لحظه استنشاق ردیابی کنیم. هوای استنشاقی، غنی از اکسیژن و حاوی مقدار کمی دی اکسید کربن، وارد ریه ها می شود و به سیستم کیسه های کوچکی به نام می رسد. آلوئول ها … دیواره این آلوئول ها بسیار نازک است. آنها از تعداد کمی الیاف و بهترین شبکه مویرگی تشکیل شده اند.

در مویرگ هایی که دیواره آلوئول ها را تشکیل می دهند، خون وریدی جریان دارد و از نیمه راست قلب وارد ریه ها می شود. این خون تیره رنگ است، هموگلوبین آن، تقریباً فاقد اکسیژن، با دی اکسید کربن اشباع شده است که به عنوان مواد زائد از بافت های بدن خارج می شود.

یک تبادل دوگانه قابل توجه در لحظه ای رخ می دهد که هوای غنی از اکسیژن و تقریباً بدون دی اکسید کربن در آلوئول ها با هوای غنی از دی اکسید کربن و تقریباً بدون اکسیژن تماس پیدا می کند. از آنجایی که فشار دی اکسید کربن در خون بیشتر از آلوئول ها است، این گاز از طریق دیواره مویرگ ها وارد آلوئول های ریه می شود که پس از بازدم، آن را وارد جو می کند. فشار اکسیژن در آلوئول ها بیشتر از خون است، بنابراین گاز حیات فوراً از دیواره های مویرگ ها نفوذ می کند و با خون تماس پیدا می کند که هموگلوبین آن به سرعت آن را جذب می کند.

خونی که به دلیل اکسیژن، رنگ قرمز روشن دارد و اکنون هموگلوبین گلبول های قرمز را اشباع می کند، به نیمه چپ قلب باز می گردد و از آنجا به گردش خون سیستمیک پمپ می شود. به محض ورود به مویرگ ها، گلبول های قرمز به معنای واقعی کلمه "در پشت سر" از طریق مجرای باریک خود فشرده می شوند. آنها در امتداد سلول‌ها و مایعات بافتی حرکت می‌کنند، که در طول زندگی عادی، ذخیره اکسیژن خود را مصرف کرده‌اند و اکنون حاوی غلظت نسبتاً بالایی از دی اکسید کربن هستند. اکسیژن دوباره با دی اکسید کربن مبادله می شود، اما اکنون به ترتیب معکوس.

از آنجایی که فشار اکسیژن در این سلول ها کمتر از خون است، هموگلوبین به سرعت اکسیژن خود را از دست می دهد که از طریق دیواره های مویرگ ها به مایعات بافتی و سپس به سلول ها نفوذ می کند. در همان زمان، دی اکسید کربن با فشار بالا از سلول ها به داخل خون حرکت می کند.تبادل به گونه ای انجام می شود که گویی اکسیژن و دی اکسید کربن در جهات مختلف از طریق درهای گردان حرکت می کنند.

در طی این فرآیند انتقال و تبادل، خون هرگز تمام اکسیژن یا تمام دی اکسید کربن خود را آزاد نمی کند. حتی خون وریدی نیز مقدار کمی اکسیژن را حفظ می کند و دی اکسید کربن همیشه در خون شریانی اکسیژن دار وجود دارد، البته به مقدار ناچیز.

اگرچه دی اکسید کربن محصول جانبی متابولیسم سلولی است، اما خود نیز برای حفظ حیات ضروری است. مقدار کمی از این گاز در پلاسما حل می شود، بخشی از آن با هموگلوبین همراه است و قسمت خاصی در ترکیب با سدیم بی کربنات سدیم را تشکیل می دهد.

بی کربنات سدیم، که اسیدها را خنثی می کند، توسط "صنعت شیمیایی" خود ارگانیسم تولید می شود و برای حفظ تعادل حیاتی اسید و باز در خون گردش می کند. اگر در طول بیماری یا تحت تأثیر برخی مواد محرک، اسیدیته در بدن انسان افزایش یابد، خون به طور خودکار مقدار بی کربنات سدیم در گردش را افزایش می دهد تا تعادل مورد نظر را بازگرداند.

سیستم انتقال اکسیژن خون تقریباً هرگز بیکار نیست. با این حال، یک تخلف باید ذکر شود، که می تواند بسیار خطرناک باشد: هموگلوبین به راحتی با اکسیژن ترکیب می شود، اما حتی سریعتر مونوکسید کربن را جذب می کند، که مطلقاً هیچ ارزشی برای فرآیندهای حیاتی در سلول ها ندارد.

اگر حجم مساوی اکسیژن و مونوکسید کربن در هوا وجود داشته باشد، هموگلوبین برای بخشی از اکسیژن بسیار مورد نیاز بدن، 250 قسمت مونوکسید کربن کاملاً بی مصرف را جذب می کند. بنابراین، حتی با وجود محتوای نسبتاً کم مونوکسید کربن در جو، وسایل نقلیه هموگلوبین به سرعت با این گاز بی فایده اشباع می شوند و در نتیجه بدن را از اکسیژن محروم می کنند. هنگامی که اکسیژن به زیر سطح لازم برای بقای سلول ها می رسد، مرگ ناشی از به اصطلاح فرسودگی اتفاق می افتد.

جدای از این خطر خارجی که حتی یک فرد کاملاً سالم نیز از آن بیمه نیست، سیستم انتقال اکسیژن با استفاده از هموگلوبین از نظر اثربخشی، اوج کمال به نظر می رسد. البته این امر امکان بهبود آن را در آینده چه از طریق انتخاب طبیعی مداوم و چه از طریق تلاش آگاهانه و هدفمند انسان منتفی نمی کند. در پایان، طبیعت احتمالاً حداقل یک میلیارد سال خطا و شکست را به طول انجامید تا هموگلوبین را ایجاد کند. و شیمی به عنوان یک علم تنها چند قرن است که وجود داشته است!

* * *

انتقال مواد مغذی - محصولات شیمیایی هضم - توسط خون به اندازه انتقال اکسیژن مهم است. بدون آن، فرآیندهای متابولیکی که زندگی را تغذیه می کند متوقف می شود. هر سلول در بدن ما نوعی گیاه شیمیایی است که نیاز به پر کردن مداوم مواد خام دارد. تنفس باعث تامین اکسیژن سلول ها می شود. مواد غذایی آنها را با محصولات شیمیایی پایه - اسیدهای آمینه، قندها، چربی ها و اسیدهای چرب، نمک های معدنی و ویتامین ها تامین می کند.

همه این مواد و همچنین اکسیژنی که در فرآیند احتراق درون سلولی با آن ترکیب می شوند، مهمترین اجزای فرآیند متابولیک هستند.

معروف، متابولیسم متابولیسم یا متابولیسم از دو فرآیند اصلی تشکیل شده است: آنابولیسم و کاتابولیسم ، ایجاد و تخریب مواد بدن. در فرآیند آنابولیک، محصولات ساده گوارشی، با ورود به سلول ها، تحت پردازش شیمیایی قرار می گیرند و به مواد لازم برای بدن - خون، سلول های جدید، استخوان ها، ماهیچه ها و سایر مواد لازم برای زندگی، سلامت و رشد تبدیل می شوند.

کاتابولیسم فرآیند تخریب بافت های بدن است. سلول ها و بافت های آسیب دیده و فرسوده که ارزش خود را از دست داده اند، بی فایده هستند، به مواد شیمیایی ساده تبدیل می شوند.آنها یا انباشته می شوند و سپس دوباره به شکل مشابه یا مشابه استفاده می شوند - همانطور که آهن هموگلوبین دوباره برای ایجاد گلبول های قرمز جدید استفاده می شود - یا از بین می روند و به عنوان مواد زائد از بدن دفع می شوند.

انرژی در طی اکسیداسیون و سایر فرآیندهای کاتابولیک آزاد می شود. این انرژی است که باعث ضربان قلب می شود، به فرد اجازه می دهد تا فرآیندهای تنفس و جویدن غذا را انجام دهد، پس از تراموای خروجی بدود و اعمال فیزیکی بی شماری انجام دهد.

همانطور که حتی از این شرح مختصر می توان دید، متابولیسم یک تجلی بیوشیمیایی خود زندگی است. انتقال مواد درگیر در این فرآیند به عملکرد خون و مایعات مربوطه اشاره دارد.

قبل از اینکه مواد مغذی غذایی که می خوریم به قسمت های مختلف بدن برسند، باید در طی این فرآیند تجزیه شوند. گوارش به کوچکترین مولکولهایی که می توانند از منافذ غشاهای روده عبور کنند. به اندازه کافی عجیب، دستگاه گوارش بخشی از محیط داخلی بدن محسوب نمی شود. در واقع، این مجموعه عظیمی از لوله ها و اندام های مرتبط است که توسط بدن ما احاطه شده است. این توضیح می دهد که چرا اسیدهای قدرتمند در دستگاه گوارش عمل می کنند، در حالی که محیط داخلی بدن باید قلیایی باشد. اگر واقعاً این اسیدها در محیط داخلی انسان قرار می گرفتند، آنقدر آن را تغییر می دادند که منجر به مرگ می شد.

در طی فرآیند هضم، کربوهیدرات های موجود در غذا به قندهای ساده مانند گلوکز تبدیل می شوند و چربی ها به گلیسیرین و اسیدهای چرب ساده تجزیه می شوند. پیچیده ترین پروتئین ها به اجزای اسید آمینه تبدیل می شوند که حدود 25 گونه از آنها قبلاً برای ما شناخته شده است. غذای فرآوری شده به این روش در این ساده ترین مولکول ها آماده نفوذ به محیط داخلی بدن است.

نازک‌ترین دانه‌های درخت مانند که بخشی از غشای مخاطی سطح داخلی روده کوچک هستند، غذاهای هضم شده را به خون و لنف می‌رسانند. این برآمدگی های کوچک که پرز نامیده می شوند از یک رگ لنفاوی منفرد در مرکز و یک حلقه مویرگی تشکیل شده اند. هر پرز با یک لایه سلول های تولید کننده مخاط پوشیده شده است که به عنوان مانعی بین دستگاه گوارش و عروق داخل پرزها عمل می کند. در مجموع حدود 5 میلیون پرز وجود دارد که به قدری نزدیک به یکدیگر قرار گرفته اند که به سطح داخلی روده ظاهری مخملی می بخشد. فرآیند جذب غذا بر اساس همان اصول اولیه جذب اکسیژن در ریه ها است. غلظت و فشار هر ماده مغذی در روده بیشتر از خون و لنفاوی است که در پرزها جریان دارد. بنابراین کوچکترین مولکول هایی که غذای ما به آنها تبدیل می شود به راحتی از طریق منافذ سطح پرزها نفوذ کرده و وارد رگ های کوچک واقع در داخل آنها می شود.

گلوکز، اسیدهای آمینه و بخشی از چربی ها به خون مویرگ ها نفوذ می کنند. بقیه چربی ها وارد لنف می شوند. خون با کمک پرزها ویتامین ها، نمک های معدنی و ریز عناصر و همچنین آب را جذب می کند. بخشی از آب وارد جریان خون و از طریق روده بزرگ می شود.

مواد مغذی ضروری که توسط جریان خون حمل می شود وارد سیاهرگ باب شده و مستقیماً به آن تحویل داده می شود کبد ، بزرگترین غده و بزرگترین "گیاه شیمیایی" بدن انسان است. در اینجا، محصولات هضم به سایر مواد لازم برای بدن تبدیل می شوند، در ذخیره ذخیره می شوند یا دوباره بدون تغییر به خون ارسال می شوند. اسیدهای آمینه منفرد زمانی که وارد کبد می شوند به پروتئین های خون مانند آلبومین و فیبرینوژن تبدیل می شوند. برخی دیگر به مواد پروتئینی لازم برای رشد یا ترمیم بافت‌ها تبدیل می‌شوند، در حالی که بقیه به ساده‌ترین شکل خود به سلول‌ها و بافت‌های بدن فرستاده می‌شوند و آنها آن‌ها را می‌گیرند و فوراً بر اساس نیاز خود از آنها استفاده می‌کنند.

بخشی از گلوکز وارد شده به کبد مستقیماً به سیستم گردش خون فرستاده می شود که آن را در حالت حل شده در پلاسما حمل می کند. در این شکل، قند را می توان به هر سلول و بافتی که نیاز به منبع انرژی دارد، رساند. گلوکز، که بدن در حال حاضر به آن نیازی ندارد، در کبد به قند پیچیده تری تبدیل می شود - گلیکوژن، که به صورت ذخیره در کبد ذخیره می شود. به محض اینکه میزان قند خون به کمتر از حد طبیعی برسد، گلیکوژن دوباره به گلوکز تبدیل شده و وارد سیستم گردش خون می شود.

بنابراین، به لطف واکنش کبد به سیگنال های دریافتی از خون، محتوای قند قابل حمل در بدن در سطح نسبتاً ثابتی حفظ می شود.

انسولین به سلول ها کمک می کند تا گلوکز را جذب کرده و آن را به ماهیچه و دیگر انرژی تبدیل کنند. این هورمون از سلول های پانکراس وارد جریان خون می شود. مکانیسم دقیق اثر انسولین هنوز ناشناخته است. فقط مشخص است که عدم وجود آن در خون انسان یا فعالیت ناکافی باعث یک بیماری جدی می شود - دیابت شیرین که با ناتوانی بدن در استفاده از کربوهیدرات ها به عنوان منبع انرژی مشخص می شود.

حدود 60 درصد چربی هضم شده همراه با خون وارد کبد می شود و بقیه به سیستم لنفاوی می رود. این مواد چرب به عنوان ذخایر انرژی ذخیره می شوند و در برخی از حیاتی ترین فرآیندهای بدن انسان مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، برخی از مولکول های چربی در تشکیل مواد مهم بیولوژیکی مانند هورمون های جنسی نقش دارند.

به نظر می رسد چربی مهم ترین وسیله نقلیه برای ذخیره انرژی است. تقریباً 30 گرم چربی می تواند دو برابر مقدار مساوی کربوهیدرات یا پروتئین انرژی تولید کند. به همین دلیل قند و پروتئین اضافی که از بدن دفع نمی شود به چربی تبدیل شده و به عنوان ذخیره ذخیره می شود.

معمولا چربی در بافت هایی به نام انبار چربی رسوب می کند. همانطور که انرژی اضافی مورد نیاز است، چربی از انبار وارد جریان خون می شود و به کبد منتقل می شود و در آنجا به موادی تبدیل می شود که می توانند به انرژی تبدیل شوند. به نوبه خود، این مواد از کبد وارد جریان خون می شوند، که آنها را به سلول ها و بافت ها می برد و در آنجا استفاده می شود.

یکی از تفاوت های اصلی بین حیوانات و گیاهان توانایی حیوانات در ذخیره بهینه انرژی به شکل چربی متراکم است. از آنجایی که چربی متراکم نسبت به کربوهیدرات ها (ذخایر اصلی انرژی در گیاهان) سبک تر و کم حجم تر است، حیوانات برای حرکت مناسب ترند - آنها می توانند راه بروند، بدوند، بخزند، شنا کنند یا پرواز کنند. اکثر گیاهانی که زیر بار ذخایر خم شده اند به دلیل منابع انرژی کم فعالیت و تعدادی عوامل دیگر به یک مکان زنجیر شده اند. البته استثناهایی وجود دارد که بیشتر آنها به گیاهان دریایی کوچک از نظر میکروسکوپی اشاره دارند.

خون همراه با مواد مغذی، عناصر شیمیایی مختلفی را به سلول‌ها می‌برد و همچنین کمترین مقدار فلزات خاص را نیز به سلول‌ها منتقل می‌کند. همه این عناصر کمیاب و مواد شیمیایی معدنی نقش مهمی در زندگی دارند. قبلاً در مورد آهن صحبت کرده ایم. اما حتی بدون مس، که نقش یک کاتالیزور را ایفا می کند، تولید هموگلوبین دشوار خواهد بود. بدون کبالت در بدن، توانایی مغز استخوان برای تولید گلبول های قرمز خون می تواند به سطوح خطرناک کاهش یابد. همانطور که می دانید غده تیروئید به ید، استخوان ها به کلسیم و فسفر برای کار دندان ها و عضلات نیاز دارند.

خون نیز حامل هورمون است. این معرف های شیمیایی قوی مستقیماً از غدد درون ریز وارد سیستم گردش خون می شوند که آنها را از مواد خام به دست آمده از خون می سازد.

هر هورمون (این نام از فعل یونانی به معنای "تحریک کردن، القا کردن" گرفته شده است)، ظاهراً نقش ویژه ای در مدیریت یکی از عملکردهای حیاتی بدن دارد.برخی از هورمون ها با رشد و رشد طبیعی مرتبط هستند، در حالی که برخی دیگر بر فرآیندهای ذهنی و فیزیکی تأثیر می گذارند، متابولیسم، فعالیت جنسی و توانایی فرد برای تولید مثل را تنظیم می کنند.

غدد درون ریز دوزهای لازم از هورمون هایی را که تولید می کنند به خون می رسانند که از طریق سیستم گردش خون به بافت های مورد نیاز می رسد. در صورت وقفه در تولید هورمون ها و یا کمبود یا زیاد شدن چنین مواد قوی در خون، این امر باعث بروز انواع ناهنجاری ها و اغلب منجر به مرگ می شود.

زندگی انسان همچنین به توانایی خون برای حذف محصولات پوسیدگی از بدن بستگی دارد. اگر خون با این عملکرد مقابله نمی کرد، فرد بر اثر خود مسمومیت می میرد.

همانطور که اشاره کردیم، دی اکسید کربن، محصول جانبی فرآیند اکسیداسیون، از طریق ریه ها از بدن دفع می شود. سایر مواد زائد توسط خون موجود در مویرگ ها گرفته شده و به آن منتقل می شوند کلیه ها که مانند ایستگاه های فیلتر بزرگ عمل می کنند. کلیه ها تقریباً 130 کیلومتر لوله دارند که خون را حمل می کنند. کلیه ها هر روز حدود 170 لیتر مایع را فیلتر می کنند و اوره و سایر مواد زائد شیمیایی را از خون جدا می کنند. این دومی در حدود 2.5 لیتر ادرار دفع شده در روز غلیظ شده و از بدن خارج می شود. (مقدار کمی اسید لاکتیک و همچنین اوره از طریق غدد عرق دفع می شود.) مایع تصفیه شده باقیمانده، تقریباً 467 لیتر در روز، به خون بازگردانده می شود. این فرآیند فیلتر کردن قسمت مایع خون بارها تکرار می شود. علاوه بر این، کلیه ها به عنوان تنظیم کننده محتوای نمک های معدنی در خون عمل می کنند و هر گونه اضافی را جدا می کنند و دور می اندازند.

همچنین برای سلامتی و زندگی انسان بسیار مهم است حفظ تعادل آب بدن … حتی در شرایط عادی، بدن به طور مداوم آب را از طریق ادرار، بزاق، عرق، تنفس و راه‌های دیگر دفع می‌کند. در دما و رطوبت معمول و معمولی هر ده دقیقه به ازای هر 1 سانتی متر مربع از پوست حدود 1 میلی گرم آب آزاد می شود. مثلاً در بیابان های شبه جزیره عربستان یا ایران روزانه حدود 10 لیتر آب به صورت عرق از دست می دهد. برای جبران این از دست دادن مداوم آب، مایع باید دائماً به بدن جریان یابد که از طریق خون و لنف حمل می شود و در نتیجه به برقراری تعادل لازم بین مایع بافتی و مایع در گردش کمک می کند.

بافت هایی که به آب نیاز دارند، در نتیجه فرآیند اسمز، با بدست آوردن آب از خون، ذخایر خود را پر می کنند. خون نیز به نوبه خود، همانطور که گفتیم، معمولاً آب را برای انتقال از دستگاه گوارش دریافت می کند و منبع آماده مصرفی را حمل می کند که تشنگی بدن را رفع می کند. اگر در طی یک بیماری یا حادثه، فرد مقدار زیادی خون از دست بدهد، خون سعی می کند با هزینه آب، از دست دادن بافت را جایگزین کند.

عملکرد خون برای تحویل و توزیع آب ارتباط نزدیکی با سیستم کنترل حرارت بدن … میانگین دمای بدن 36.6 درجه سانتیگراد است. در زمان های مختلف روز می تواند در افراد و حتی در یک فرد کمی متفاوت باشد. به دلایلی نامعلوم، دمای بدن در اوایل صبح می تواند یک تا یک و نیم درجه کمتر از دمای عصر باشد. با این حال، دمای طبیعی هر فرد نسبتاً ثابت می ماند و انحراف ناگهانی آن از هنجار معمولاً به عنوان یک سیگنال خطر عمل می کند.

فرآیندهای متابولیکی که به طور مداوم در سلول های زنده اتفاق می افتد با انتشار گرما همراه است. اگر در بدن انباشته شود و از آن خارج نشود، ممکن است دمای داخلی بدن برای عملکرد طبیعی بیش از حد بالا باشد. خوشبختانه همزمان با افزایش گرما، بدن مقداری از آن را نیز از دست می دهد. از آنجایی که دمای هوا معمولاً زیر 36.6 درجه سانتیگراد است، یعنی دمای بدن، گرما از طریق پوست به جو اطراف نفوذ می کند، بدن را ترک می کند.اگر دمای هوا بالاتر از دمای بدن باشد، گرمای اضافی از طریق تعریق از بدن خارج می شود.

معمولاً یک فرد به طور متوسط حدود سه هزار کالری در روز دفع می کند. اگر بیش از سه هزار کالری به محیط منتقل کند، دمای بدنش پایین می آید. اگر کمتر از سه هزار کالری در جو آزاد شود، دمای بدن افزایش می یابد. گرمای تولید شده در بدن باید میزان گرمای وارد شده به محیط را متعادل کند. تنظیم تبادل حرارت به طور کامل به خون سپرده شده است.

همانطور که گازها از یک منطقه پرفشار به یک منطقه کم فشار حرکت می کنند، انرژی گرمایی از یک منطقه گرم به یک منطقه سرد هدایت می شود. بنابراین، تبادل حرارت بدن با محیط از طریق فرآیندهای فیزیکی مانند تابش و همرفت انجام می شود.

خون گرمای اضافی را جذب می کند و می برد به همان روشی که آب موجود در رادیاتور خودرو گرمای اضافی موتور را جذب کرده و می برد. بدن این تبادل گرما را با تغییر حجم خونی که در رگ های پوستی جریان دارد انجام می دهد. در یک روز گرم، این عروق گشاد می شوند و حجم بیشتری از خون نسبت به معمول به سمت پوست جریان می یابد. این خون گرما را از اندام‌های داخلی انسان می‌برد و با عبور از رگ‌های پوست، گرما به فضای خنک‌تری منتقل می‌شود.

در هوای سرد، رگ های پوست منقبض می شوند و در نتیجه حجم خون وارد شده به سطح بدن کاهش می یابد و انتقال گرما از اندام های داخلی کاهش می یابد. این در قسمت هایی از بدن که زیر لباس پنهان شده و از سرما محافظت می شود، رخ می دهد. با این حال، رگ‌های نواحی در معرض پوست، مانند صورت و گوش، گشاد می‌شوند تا با گرمای اضافی از آن‌ها در برابر سرما محافظت کنند.

دو مکانیسم خون دیگر نیز در تنظیم دمای بدن نقش دارند. در روزهای گرم، طحال منقبض می شود و مقدار بیشتری از خون را در سیستم گردش خون آزاد می کند. در نتیجه خون بیشتری به سمت پوست جریان می یابد. در فصل سرد، طحال منبسط می شود و ذخیره خون افزایش می یابد و در نتیجه میزان خون در سیستم گردش خون کاهش می یابد، بنابراین گرمای کمتری به سطح بدن منتقل می شود.

تشعشع و همرفت به عنوان وسیله ای برای تبادل گرما فقط در مواردی عمل می کنند که بدن گرما را به محیط سردتر می دهد. در روزهای بسیار گرم که دمای هوا از دمای طبیعی بدن بیشتر می شود، این روش ها فقط گرما را از یک محیط گرم به جسمی که گرمای کمتری دارد منتقل می کنند. در این شرایط تعریق ما را از گرمای بیش از حد بدن نجات می دهد.

بدن از طریق فرآیند تعریق و تنفس، گرما را از طریق تبخیر مایعات به محیط می دهد. در هر صورت، خون نقش کلیدی در رساندن مایعات برای تبخیر دارد. خون گرم شده توسط اندام های داخلی بدن بخشی از آب خود را به بافت های سطحی می دهد. به این ترتیب تعریق رخ می دهد، عرق از طریق منافذ پوست آزاد شده و از سطح آن تبخیر می شود.

تصویر مشابهی در ریه ها مشاهده می شود. در روزهای بسیار گرم، خون با عبور از آلوئول ها همراه با دی اکسید کربن، بخشی از آب خود را به آنها می دهد. این آب هنگام بازدم آزاد می شود و تبخیر می شود که به دفع گرمای اضافی از بدن کمک می کند.

از این راه ها و بسیاری راه های دیگر که هنوز کاملاً برای ما روشن نیست، حمل و نقل رودخانه زندگی به انسان خدمت می کند. بدون خدمات پرانرژی و سازمان‌دهی شده او، تریلیون‌ها سلولی که بدن انسان را تشکیل می‌دهند می‌توانند پوسیده شوند، از بین بروند و در نهایت از بین بروند.