تنفس لاووازیه در 1784 — ماشین حیوانی

امروزه دانشمندان می‌دانند فرایند تنفس انرژی لازم بدن را تولید می‌کند و این انرژی از اکسیدشدن موادی مانند پروتئین و کربوهیدرات به دست می‌آید. 

واکنش‌های شیمیایی مهم این فرایند در میتوکندری سلول‌هایی رخ می‌دهند که هنگام تنفس اکسیژن مصرف می‌کنند. 

1. با نفس کشیدن، اکسیژن هوا را به ریه می‌بریم.
2. هموگلوبین موجود در سلول‌های خون، اکسیژن را به سلول‌های بدن می‌رساند.
3. برای تولید انرژی از خوراک، به اکسیژن نیاز داریم.
4. غذا به مولکول‌های کوچکی تجزیه می‌شود که برای تولید انرژی استفاده می‌شوند.
5. ساختارهای سلولی به نام میتوکندری این مولکول‌ها را پردازش می‌کنند.
6. در میتوکندری، واکنش‌های شیمیایی لازم برای تولید انرژی انجام می‌شوند.
7. در این روند، مولکول‌های ذخیره‌کننده انرژی به نام ATP ساخته می‌شوند.
8. ATP برای تأمین نیاز انرژی سلول‌ها استفاده می‌شود.
9. دی‌اکسید کربن حاصل از تولید انرژی، با تنفس بیرون می‌رود.

دمای بدن و تنفس

یکی از نخستین کسانی که میان تنفس، دمای بدن، تعریق و گوارش ارتباط برقرار کرد، شیمی‌دان فرانسوی Antoine Lavoisier است. لاووازیه "ماشین حیوانی" را برای توصیف بدن انسان به کار برد و گفت پایه بدن، تنفسی است که همراه تعریق و گوارش دمای بدن را ایجاد می‌کند و این سامانه به شکل چرخه کار می‌کند.

در 1784، لاووازیه و ریاضی‌دان و اخترشناس Simon de Laplace دستگاهی برای سنجش گرما و دی‌اکسید کربن تولیدشده توسط خوکچه‌های هندی زنده اختراع کردند. لاووازیه دریافت حیوانات هنگام تبدیل اکسیژن هوا به دی‌اکسید کربن، مقداری گرما و «هوای ثابت»، یعنی دی‌اکسید کربن امروزی، می‌سازند. همچنین ارتباطی میان گازهای تنفس و گازهای تولید و مصرف‌شده هنگام سوختن شمع برقرار کرد.

مصرف متغیر اکسیژن

لاووازیه همچنین نشان داد بدن هنگام ورزش بیش از استراحت اکسیژن مصرف می‌کند و مطرح کرد هزینه انرژی تقریباً هر فعالیت انسانی، مانند سخنرانی یا نواختن ساز، قابل‌تعیین است. به باور او حتی انرژی مکانیکی صرف‌شده هنگام اندیشیدن فیلسوف را نیز می‌شد ارزیابی کرد.

متأسفانه لاووازیه در انقلاب فرانسه با گیوتین جان باخت. به گفته دانشمند C. S. Minot، «تغییر دولت‌ها در مقایسه با پیشرفت علم رویدادهایی کوچک‌اند. تا زمانی که روشن نشود جدی‌ترین جرم انقلاب فرانسه اعدام پادشاه نبود، بلکه اعدام لاووازیه بود، معیار درستی برای ارزش‌ها وجود ندارد.»

لاووازیه، از بنیان‌گذاران علم شیمی نوین دانسته می‌شود و در کشف اکسیژن و هیدروژن سهم مهمی داشته است.

اکسیژن: لاووازیه با کمک به کشف اکسیژن، در شیمی سده 18 فروپاشی نظریه فلوژیستون را رقم زد. این نظریه برای توضیح سوختن مطرح شده بود و می‌گفت ماده هنگام سوختن چیزی به نام فلوژیستون از دست می‌دهد. لاووازیه در آزمایش‌های دهه 1770 نشان داد وزن ماده هنگام سوختن بیشتر می‌شود و این به علت تعامل با هواست. او عنصر تازه را «اکسیژن» نامید و نظریه فلوژیستون را رد کرد.

هیدروژن: سهم لاووازیه در کشف هیدروژن، شناخت نقش آن در ترکیب آب بود. در 1783، او و دوست دانشمندش Pierre-Simon Laplace آزمایش‌هایی انجام دادند که نشان می‌داد سوختن هیدروژن آب می‌سازد. این کار نشان داد هیدروژن از اجزای اصلی آب است و آب از هیدروژن و اکسیژن تشکیل می‌شود؛ کشفی که گامی مهم در شناخت ترکیب‌های شیمیایی دانسته می‌شود.

لاووازیه با این کارها در شیمی انقلاب ایجاد کرد و بر کشف و شناخت عناصر اثر مهم گذاشت. سهم او در کشف اکسیژن و هیدروژن، در پایه‌گذاری علم شیمی نقشی مهم داشت.

توضیح تصویر نوشته: پرتره Antoine Lavoisier و همسر شیمی‌دانش Marie-Anne Pierrette Paulze، اثر نقاش فرانسوی Jacques-Louis David

شخصیت‌های تاریخی نام‌برده در نوشته: Antoine-Laurent de Lavoisier (1743–1794), Pierre-Simon, Marquis de Laplace (1749–1827)

• موضوع پیشین: بیمارستان‌ها در 1784 — بناهایی پر از رؤیا
• موضوع بعدی: دیگوکسین در 1785 — گل انگشتانه از درمانگران تا پزشکی نوین