تنفس لافوازييه 1784 – الآلة الحيوانية
في هذا المقال
يعلم العلماء اليوم أن عملية التنفس تنتج الطاقة اللازمة للجسم، وأن هذه الطاقة تأتي من أكسدة مواد مثل البروتينات والكربوهيدرات.
تحدث التفاعلات الكيميائية المهمة في هذه العملية داخل ميتوكوندريا الخلايا التي تستخدم الأكسجين أثناء التنفس.
- بالتنفس نأخذ الأكسجين من الهواء إلى رئتينا.
- يُنقل الأكسجين إلى خلايا الجسم بفضل الهيموغلوبين الموجود في خلايا الدم.
- نحتاج إلى الأكسجين لإنتاج الطاقة من الطعام.
- تُفكك الأغذية إلى جزيئات صغيرة تُستخدم لإنتاج الطاقة.
- تعالج تراكيب تُسمى الميتوكوندريا داخل خلايانا هذه الجزيئات.
- تحدث في الميتوكوندريا التفاعلات الكيميائية اللازمة لإنتاج الطاقة.
- وتتشكل خلالها جزيئات تخزن الطاقة تُسمى ATP.
- يُستخدم ATP لتلبية احتياجات خلايانا من الطاقة.
- ويُطرح ثاني أكسيد الكربون الناتج أثناء إنتاج الطاقة عن طريق التنفس.
حرارة الجسم والتنفس
من أوائل من ربطوا بين التنفس وحرارة الجسم والتعرق والهضم الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه. فقد وصف لافوازييه جسم الإنسان بأنه «آلة حيوانية» ، وذكر أن أساسه التنفس الذي يولد حرارة الجسم مع التعرق والهضم، وأن النظام يعمل بصورة دورية.
في عام 1784، ابتكر لافوازييه وعالم الرياضيات والفلك سيمون دي لابلاس جهازًا لقياس الحرارة وثاني أكسيد الكربون اللذين تنتجهما خنازير غينيا الحية. ووجد لافوازييه أن الحيوانات تنتج كميات محددة من الحرارة و«الهواء الثابت»، المعروف اليوم بثاني أكسيد الكربون، حين تحول أكسجين الهواء إلى ثاني أكسيد الكربون. وربط أيضًا بين غازات التنفس والغازات نفسها الناتجة والمستهلكة أثناء احتراق شمعة.
تغير استهلاك الأكسجين
أظهر لافوازييه أيضًا أن الجسم يستهلك أكسجينًا أكثر أثناء التمرين منه أثناء الراحة، واقترح إمكان تحديد كلفة الطاقة لكل نشاط بشري تقريبًا، مثل إلقاء خطاب أو العزف على آلة موسيقية. ورأى إمكان تقييم حتى الطاقة الميكانيكية المستهلكة أثناء تفكير فيلسوف.
للأسف أُعدم لافوازييه بالمقصلة أثناء الثورة الفرنسية. وفق العالم C. S. مينوت، «مقارنة بتقدم العلم، تُعد تبدلات الحكومات أحداثًا صغيرة. ولا يوجد مقياس صحيح للقيم حتى يُفهم بوضوح أن أخطر جرائم الثورة الفرنسية لم تكن إعدام الملك بل إعدام لافوازييه.»
يُعد لافوازييه من مؤسسي علم الكيمياء الحديث ، وقد قدم إسهامات مهمة في اكتشاف الأكسجين والهيدروجين.
الأكسجين: أسهم لافوازييه باكتشاف الأكسجين في كيمياء القرن 18، ما أدى إلى انهيار نظرية الفلوجستون . وهي نظرية وُضعت لتفسير الاحتراق، وتفترض أن المواد تفقد أثناءه مادة تُسمى «الفلوجستون». وأظهر لافوازييه بتجاربه في أعوام 1770 أن أوزان المواد تزداد أثناء الاحتراق نتيجة تفاعلها مع الهواء. وسمّى العنصر الجديد «الأكسجين»، فدحض نظرية الفلوجستون.
الهيدروجين: تمثل إسهام لافوازييه في اكتشاف الهيدروجين بفهم دوره في تركيب الماء. ففي عام 1783، أجرى مع زميله بيير-سيمون لابلاس تجارب أظهرت تشكل الماء أثناء احتراق الهيدروجين. وكشفت أن الهيدروجين أحد مكونات الماء الرئيسية وأن الماء يتكون من الهيدروجين والأكسجين. ويُعد هذا الاكتشاف خطوة مهمة في فهم المركبات الكيميائية.
أحدث لافوازييه بهذه الأعمال ثورة في الكيمياء، وأثر كثيرًا في اكتشاف العناصر وفهمها. وأدت إسهاماته في اكتشاف الأكسجين والهيدروجين دورًا مهمًا في إرساء أسس علم الكيمياء.
شرح صورة المقال: صورة لأنطوان لافوازييه وزوجته الكيميائية ماري-آن بييريت بولز، رسمها الفنان الفرنسي جاك-لوي دافيد
الشخصيات التاريخية المذكورة في المقال:أنطوان-لوران دي لافوازييه (1743–1794)، بيير-سيمون ماركيز دي لابلاس (1749–1827)
- الموضوع السابق: المستشفيات 1784 – مبانٍ مليئة بالأحلام
- الموضوع التالي: ديجوكسين 1785 - قفاز الثعلب من المعالجين الشعبيين إلى الطب الحديث
المصادر
هل كان هذا المقال مفيدًا لك؟
تساعدنا ملاحظاتك على تحسين المحتوى.
تعليقات القراء
شارك تعليقك
لا يُنشر اسمك وتعليقك إلا بعد موافقة المسؤول. لا يُعرض بريدك الإلكتروني للزوار مطلقًا.
كن أول من يعلّق.