المكتبة الرياضية الشاملة - https://www.sport.ta4a.us/

المكتبة الرياضية الشاملة-

 


    المنظمات الحيوية Buffer system

    قسم : العلوم الإنسانية / التدريب الرياضى الكاتب: Tamer El-Dawoody تاریخ ارسال : 10 سبتمبر 2013 مشاهدة:2 970 شكوى

     

    المنظمات الحيوية Buffer system

     

    الدكتور/ فلاح حسن

    كلية التربية الرياضية - جامعة القادسية - العراق

     


    يستخدم مصطلح المنظمات الحيوية لوصف التفاعلات الكيميائية التي تقلل من تغيرات تركيز الهيدروجين إلى الحد الأدنى ، وتعد العامل الأساسي للحفاظ على اعتيادية مقياسPHالدم والمنظم الحيوي هو أي جزء يساعد على الوقاية من تغيراتPHالذي يحدث في الجسم نتيجة لزيادة تركيز أيون الهيدروجين ويعرف ذلك بالحمضنةAcidosisوعلى العكس من ذلك فالنقص في تركيز الهيدروجين يؤدي إلى القلونةAlkalosis، ويمكن في حالة عدم نجاح المنظمات الحيوية في القيام بدورها في معادلة أي خلل يحدث في تركيز الهيدروجين سوف يؤدي إلى حدوث الغيبوبة أو الوفاة .

     

    أن المنظمات عبارة عن الحامض ومحلولة الملحي حيث أنها تحافظ على درجة تركيز أيونات الهيدروجينPHفي الدم بالرغم من إضافة كميات محدودة من المادة الحمضية أو المادة القلوية ، أي أنها عبارة عن المواد التي تخففالصدمة التي قد تحدث للإنسان في حالة زيادة كميات الأحماض أو القلويات في الدم ،ومن المعلوم أن احتفاظ الدم بنسبة ثابتة من الهيدروجين يتوقف عليه استمرار الحياة بالنسبة للكائن الحي.

    كما تسمى المنظمات الحيوية بـ ( الدارئ ) وهي أي مادة تتمكن من ربط أيون الهيدروجين بشكل عكسي والشكل العام للتفاعل هو :

    وفي هذا المثال يتحدH+الحر مع الدارئ ليولد حامضاً ضعيفاً فعندما تزداد أيونات الهيدروجين يُدفع التفاعل إلى جهة اليمين ويرتبط مقدار أكبر من أيونات الهيدروجين مع الدارىء ما دام الدارئ متوافر وبالعكس فعندما ينخفض تركيز أيون الهيدروجين ينزاح التفاعل إلى جهة اليسار وتتحرر أيونات الهيدروجين من الدارئ.

    كما وأن المنظمات الحيويةBuffersإحدى الطرائق التي بها يستطيع الجسم تحمل زيادة تراكم حامض اللاكتيك , فالمنظمات تخفف من قوة حامض اللاكتيك فتجعله حامضاً ضعيفاً لدرجة أن توازنPHفي النسيج العضلي لا يتجه إلى الانخفاض بمعدل سريع ,و يعد معدل الجلكزة هي الطريقة المناسبة لاستمرار أنتاج الطاقة .

    ·أنواع المنظمات الحيوية

    هنالك ثلاثة أنواع رئيسية للمنظمات الحيوية وهي :

    ·المنظمات الحيوية الكيميائيةsystem chemical Buffering

    ·منظم التهوية الرئويةVentilator Buffer

    ·المنظم الحيوي الكلويRenal Buffer

    أن الأنظمة الكيميائية الدارئة لسوائل الجسم تعمل خلال جزء من الثانية لتقليل قيمة الأس الهيدروجين ، ولا تزيل هذه الأنظمة أيونات الهيدروجين من الجسم أو تضيفها أليه فحسب بل تعطل نشاطها فقط حتى تتم أعادة التوازن من جديد ، أما الخط الدفاعي الثاني وهوالجهاز التنفسي الذي يعمل خلال عدة دقائق على إزالةCo2ومن ثم حامض الكربونيك (H2Co2) من الجسم . وهذان الخطان الدفاعيان يحولان دون تغير تركيز أيون الهيدروجين إلى أن يستجيب خط الدفاع الثالث وهو الأكثر بطأ ( أي الكليتان ) ويتمكن من إزالة فائضالحمض أو القاعدة من الجسم ،إذ تعدالكليتان بطيئتين نسبياً للاستجابة مقارنة بالأنواعالأخرى ، إذ تحتاج لمدة ساعات أو عدة أيام لإعادة أحكام تركيز أيون الهيدروجين,وسيتم توضيح إلية عمل كل من تلك المنظمات الثلاثة .

     

    ·المنظمات الحيوية الكيميائيةchemical Buffering system

    تعرف بالمنظمات الحيوية الأساسية ، ويتكون المنظم الحيوي الكيميائي من حامض وقاعد أو ملح الحامض والقاعد ، وتوجد من هذه المنظمات أربعة أنواع في الدم وهي :

    1.نظام البيكربونات

    2.نظام الهيموكلوبين

    3.نظام البروتين

    4.نظام الفوسفات

    تقدر كمية المنظمات الحيوية الأساسية في حالة الراحة بحوالي 45 مللي مكافئ / لتر وهي توجد في بلازما الدم ما عدا نظام الهيموكلوبين ، وتساعد هذه المنظمات على تقليل مستوى أيون الهيدروجين في الدم ، ومثال على ذلك زيادة تركيز حامض اللاكتيك في الدم 10 أضعاف تركيزهفي وقت الراحة فأن المنظمات الحيوية تواجه هذه الزيادة بحيث لا يزيد تركيزأيون الهيدروجين بنفس الدرجة وبدرجة 1.5 مرة وليس 10 أضعاف تركيزه في وقت الراحة . ويطلق مصطلح الاحتياطي القلوي على كمية البيكربونات في الدم في الظروف العادية وهذا يدل على كمية الحامض التي يمكن الاتحاد معها في الدم ، ويبلغ مستوى الاحتياطي القلوي ( البيكربونات )في الدم في وقت الراحة 25 ملي مكافىء / لتر أي أنها تشكل حوالي 60% من حجم جميع المنظمات الحيوية الأساسية وهذا المقدار ينخفض أثناء العمل العضلي بنسبة تصل الى95% نتيجة مواجهة حامض اللاكتيك ، بينما تبقى النسبة 5% لمواجهة زيادة الأحماض الدهنية في بلازما الدم .

    وتوجد علاقة عكسية بين تركيز حامض اللاكتيك ومستوى البيكربونات ، فعند العمل العضلي ذي الشدة المنخفضة لا يتغير مستوى البيكربونات ، بينما ينخفض مع زيادة شدة الحمل.

    ·نظام البيكربونات

    يتكون نظام دارئ البيكربونات من محلول مائي يحتوي على مكونين أثنين هما :-

    أ- حامضالكاربونيكضعيفH2co3

    ب- ملح بيكربونات الصوديوم مثلNaHco3

    ويتشكلH2co3 في الجسم بواسطة تفاعلCo2مع الماء وكما في المعادلة

    هذا التفاعل بطيء وتتشكل فيه كميات قليلة جداً منH2co3أن لم يكن أنزيم الانهيدراز الكربوني موجوداً . ويتوافر هذا الأنزيم بشكل خاص في جدران الاسناخ الرئوية ، حيث يتحررco2كما يوجد أيضاً في الخلايا الظهارية للنبيبات الكلوية حيث يتفاعلco2 معH2OلتوليدH2co3ويتأين حمض الكربونيك بشكل ضعيف ليتشكل كميات صغيرة منH+وHco3وكما في المعادلة التالية :-

    أما المكون الثاني للنظام ، أي ملح البيكربونات فيوجد غالباً على شكل بيكربونات الصوديوم والذي يرمز له (NaHco3) في السائل خارج الخلايا ويتأين بيكربونات الصوديوم بشكل كامل تقريباً ليولد أيونات البيكربونات (Hco3-) وأيونات الصوديوم ( Na+) وكما في المعادلة.

    ويوضع مكوني النظامين معاً ، نحصل على ما يأتي :-

    وبسبب التفارق الضعيف لحامض الكربونيك يكون تركيزH+ضئيلاًجداً . وعندما يضاف حامض قوي مثل حامض الهيدروكلوريك (HCl)إلىمحلول دارئه البيكربونات فأن الزيادة في أيونات الهيدروجين المحررةمنالحمض يتم درؤها بواسطةHco3-

     

    وبالنتيجة يتشكلH2Co3أضافي مما يؤدي إلى زيادة أنتاجCo2وH2O وبذلك ترى أن أيون الهيدروجين المتحرر من الحامض القويHCl تتفاعل معHCo3-لتكون الحمض الضعيفH2Co3 الذي بدورهيتاين إلىCo2+H2Oوبذلك تزداد عملية التنفس لإزالةمنCo2من السائل خارج الخلايا .

    وتحدث تفاعلات معاكسة عندما تضاف قاعدة قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) إلى محلول دارئه البيكربونات.

    وفي هذه الحالة يتحد أيون الهيدروكسيل (OH-) منNaOHمعH2Co3لتشكيلHCo3 أضافي . ومن ثم تحل القاعدة الضعيفةNaHco3محل القاعدة القويةNaOHوفي الوقت نفسه ينخفضتركيزH2Co3( بسبب تفاعله معNaOH)Co2مع الماءH2Oلإعادةتشكيل حامض الكربونيكH2Co3.

    وبذلكتتجه النتيجة النهائية إلى تخفيض مستويات ثاني اوكسيد الكربون في الدم . إلا أن تناقصCO2الدم يثبط التنفس ويقلل معدل زفرة . ويعاوض الارتفاع فيHCO3الدم الذي يحصل بزيادة أفراغ الكلية لايون البيكربونات.ويساويPKفي نظام دارئ البيكربونات 6.1 وتعوض في المعادلة أعلاه لتصبح


    والمعادلة الأخيرة تسمى معادلة هندرسن هاسلباخ والتي تبين أن أي زيادة في تركيزHco3تسبب ارتفاعPHومن ناحية أخرى فان أي زيادةPo4تؤدي إلى انخفاضPH.

    ·التدريب الرياضي والية التنظيم

    بعدما تم توضيح إلية العمل بشكل مفصل لابد التعرف أيضا عن ماهية تأثير التدريب الرياضي على عمل المنظمات الحيوية , فكما هو معروف أن النظام اللاكتيكي هو أكثر أنظمة أنتاج الطاقة تأثيرا على جسم الإنسان وذلك بسبب شدة تأثيره على المركبات الكيميائية الذي يغير ويعطل من عمل تلك المواد الكيميائية مثل انتشار الغذاء والأملاح المعدنية وكذلك الناقلات العصبية .......الخ لذلك كان لابد من إيجاد خطوط دفاعية تقلل شدة التأثير السلبي التي من الممكن أن يسببها تراكم حامض اللاكتيك بكميات كبيرة وهنا جاء دور المنظمات الحيوية التي تعمل على درئ ايون الهيدروجين المتحررة من سلسلة تفاعلات تحلل السكر لاهوائياً وذلك من خلال ارتباط احد المنظمات الكيميائية بايون الهيدروجين وبذلك تقلل من ارتفاعه والمحافظة على حامضية الدم ضمن الحدود الطبيعية , أن هذه الميكانيزمية تمكن الجسم من العمل لأطول فترة ممكنه في مواجهة تراكم حامض اللاكتيك وكذلك التعب الناتج عن الجهد البدني العنيف.وفي دراسة أجراها الباحث على 12 لاعب كرة سلة فئة المتقدمين تعرضوا إلى تمرينات بشدة 80 -90 % لمدة 10 أسابيع وبواقع 30 وحدة تدريبية كان هدف الدراسة هو زيادة قدرة عضلات اللاعبين في مواجهة تراكم كميات من حامض اللاكتيك لتأخير التعب الناتج عن المجهود البدني من خلال كفاءة المنظمات الحيوية وكذلك أنزيمات التمثيل اللاهوائي المسؤولية عن أكسدة السكر لاهوتيا .

    وقد أظهرت النتائج وجود مؤشرات ايجابية عن تطور عمل تلك المنظمات الكيميائية (Hco3,H2co3,Hb) من خلال زيادة فترة العمل على جهاز السير المتحرك مقارنة بالاختبار القبلي وهذا يعني أن المنظمات واجهة زيادة ايون الهيدروجين في الدم لذلك فان التدريب المنتظم المبنية على أسس علمية يمكن ان يطور عمل تلك المنظمات كأحد أنواع التكيفات التي تحدث في العضلة والدم من جراء التدريبات المستمرة

    نسخة للطباعة التعليقات: 0

    ماذا يعني التوازن الحمضي القاعدي في التدريب الرياضي

    ماذا يعني التوازن الحمضي القاعدي في التدريب الرياضي المقدمة : نعني بالتوازن الحامضي القاعدي تنظيم أيونات الهيدروجين في سوائل الجسم لأن التغيير في هذا التركيز نتيجة التدريبات الرياضية ، يؤدي إلى حدوث تغيرات كبيرة في التفاعلات...

    حمض اللاكتيك

    حمض اللاكتيك تعبير " حمض اللاكتيك " يستخدم من قبل اللاعبين لوصف مقدار الألم الناتج جراء التمرين الشديد خاصةً في مسابقة جري 400م و 800م. عندما يتطلب استخدام جزء من الطاقة لأداء عمل أو جهد معين فإن الطاقة يتم أخذها من...

    ماذا تعني العتبة اللاكتيكية في التدريب بالعاب القوى

    ماذا تعني العتبة اللاكتيكية في التدريب بالعاب القوى تعددت المفاهيم والمصطلحات الخاصة بالعتبة اللاكتيكية وتناولها العديد من المؤلفين والباحثين بمجال فسيولوجيا التدريب الرياضي وقد سميت بعده مصطلحات منها العتبة الفارقة اللأوكسجينية...

    التمثيل الغذائي للكربوهيدرات أثناء التدريب البدني

    التمثيل الغذائي للكربوهيدرات أثناء التدريب البدني ان لكلايكوجين العضلة وكلوكوز الدم اهمية كبيرة في تكوين مايعرف بـATP اثناء الانقباض العضلي وتفيد نتائج الدراسات الحديثة في هذا المجال اهمية كل منهما اثناء التدريبات البدنية الطويلة...

    ×

    رسالة الموقع

    نعتذر عزيزي مجموعة الـ الزوار غير مسموح لها باستخادم خاصية التعليقات .
    فضلاً قم بالتسجيل لتتمكن من التعليق على المواضيع
يناير 2022 (14)
ديسمبر 2021 (3)
نوفمبر 2021 (9)
اكتوبر 2021 (1)
يوليو 2021 (4)
ابريل 2021 (3)
© Copyright 2020 - المكتبة الرياضية الشاملة.