كيف ينتشر الماء: آليات وعوامل انتشار الماء في الدروس التعليمية

العملية الإسموزية هي انتشار الماء

يُطلق على عملية انتشار الماء اسم العملية الإسموزية، وتحدث هذه العملية عند فصل المحاليل ذات التراكيز المختلفة باستخدام الأغشية شبه المنفذة والتي تسمح بمرور جزيئات المذيب صغيرة الحجم وتمنع مرور جزيئات المذاب كبيرة الحجم، ممّا يسمح بانتقال الماء من المنطقة الأقل تركيزاً إلى المنطقة الأعلى تركيزاً، وتُعتبر هذه العملية مهمّةً جداً على المستوى البيولوجي، وكان عالم فيزيولوجيا النبات الألماني فيلهلم فيفر أول من درسها بدقة عالية سنة 1877م.¹²

ترتبط الإسموزية بمقارنة تراكيز المذاب بين المحلولين على طرفي الغشاء شبه المنفذ، وتُستخدم مصطلحات عدةّ شائعة للتعبير عن ذلك،³ وتُشرح هذه المُصطلحات وتأثيرها على خلايا الكائنات الحية كما يأتي:³⁴

• فرط الإسموزية: (بالإنجليزية: Hypertonic)؛ يُعبّر عن حالة المحلول الذي يحتوي على تراكيز عالية من المُذاب، ويتسبّب هذا المحلول بانكماش الخلية وذبولها عندما توضع فيه؛ فعندما يكون تركيز المواد الذائبة في جسمها أقل من تركيزها في محيط الخلية ينتقل الماء من الخلية لمحيطها عبر غشاء الخلية شبه المنفذ.
• انخفاض الإسموزية: (بالإنجليزية: Hypotonic)؛ يُعبّر عن حالة المحلول الذي يحتوي على تركيز أقل من المذاب، ويتسبّب بانتفاخ الخلية وانفجارها عندما توضع فيه في بعض الحالات التي يكون فيها تركيز المواد المذابة في محيطها أقل منه في جسم الخلية، حيث ينتقل الماء من خارج الخلية إلى جسمها عبر غشائها شبه المنفذ.
• تساوي الضغط الإسموزي: (بالإنجليزية: Isotonic)؛ يُعبّر عن الحالة التي تتساوى تراكيز المواد الذائبة في الماء على جانبي غشاء الخلية شبه المنفذ، ويتسبّب ذلك باستمرار تحرّك الماء بالاتجاهين من وإلى الخلية بكميات متساوية.

أهمية انتشار الماء لجسم الإنسان

تتمثّل أهمية انتشار الماء في جسم الإنسان بانتقال الماء والمواد الأخرى عبر أغشية الخلايا شبه المنفذة، كما أنّ الماء هو المذيب في جسم الإنسان، فإنّ هذه العملية تتمّ بفعل تأثير الضغط الإسموزي،² وتتضح أهمية الخاصية الإسموزية في جسم الإنسان كالآتي:⁵

• المعدة والأمعاء: تتمثّل أهمية الخاصية الإسموزية في المعدة والأمعاء في انتقال الماء والمواد المغذية من الكيموس عبر أغشية الخلايا الطلائية شبه المنفذة التي تُغطّي الأمعاء الدقيقة إلى مجرى الدم، والكيموس هو الاسم الذي يُطلق على نواتج هضم واختلاط الطعام والشراب بعصارة المعدة والتي تنتقل بعد ذلك إلى الأمعاء الدقيقة.
• الكليتان: تتمثّل أهمية العملية الإسموزية في الكليتين تحديداً بتصفية مُخلّفات الجسم التي يحملها الدم في الوحدات الكلوية، فإسموزية اللُبّ الذي يُعدّ من أجزاء الكلية أعلى من إسموزية الوحدات الكلوية التي تُحيط به، ممّا يتسبّب بانتقال الماء من الوحدات الكلوية إلى اللُب عبر غشائها شبه المنفذ، وعليه فإنّ البول المركّز يبقى في الوحدات الكلوية حتّى ينتقل عبر الحالب إلى المثانة ويُطرح خارج الجسم.

ما هو الانتشار

يُعرَّف الانتشار على أنّه انتقال جزيئات المادة من المنطقة الأعلى تركيز إلى المنطقة الأقل تركيزاً، وعليه فإنّ الانتشار هو عملية انتقال المواد وفقاً لتدرّج التركيز، ويُذكر أنّ الجزيئات تستمرّ بالانتقال بين المنطقتين حتّى تتساوى التراكيز، ممّا يعني أنّ العملية المسؤولة عن نقل المواد من وإلى خلايا الكائنات الحية هي عملية الانتشار.⁶⁷