2.2. Дифузія та смакові відчуття

Винайдення нової страви важливіше для щастя людства,

ніж відкриття нової планети

Жан – Антельм Брийя – Саварен

Виявляється, дифузія відіграє важливу роль і у смакових відчуттях. Смакові відчуття виникають при впливі на смакові області розчинних і здатних до дифузії речовин. Орган смаку у людини представлений багатьма ( близько 10 000) смаковими бруньками, розташованими у слизовій оболонці язика, піднебіння, надгортанника та задньої стінки глотки. Смакові бруньки мають місять тісно притиснені одна до одної смакові клітини. На верхівці бруньки є смакова пора. Різні смакові області мають різну чутливість до відчуттів солоного, кислого, солодкого й гіркого. На язиці найчутливіші: до солодкого – кінчик, до кислого та солоного – краї , а до гіркого – задня частина.

Розчинені в слині речовини дифундують через пору в наповнений рідиною простір над смаковою брунькою, і там вони стикаються з мікроворсинками смакових клітин. Молекула речовини, що викликає певне смакове відчуття, може зв'язатися тільки зі своїм рецептором. Якщо такого рецептора немає, то речовина й не викличе смакового відчуття.

Чому при нежиті губиться смак? Погіршується проходження повітря верхню частину носових ходів, де розташовані нюхові клітки. Тимчасово пропадає нюх, тому ми погано почуваємо й смак теж, оскільки ці два відчуття найтіснішим образом зв'язані (причому нюх тим важливіший, чим богатша їжа ароматами). Пахучі молекули вивільняються в роті, коли ми пережовуємо їжу, піднімаються по носових ходах і там розпізнаються нюховими клітками. Наскільки важливий нюх у сприйнятті смаку, можна зрозуміти, затиснувши собі ніс. Кава, наприклад, стане просто гіркою. До речі, люди, які скаржаться на втрату смаку, насправді, в основному, мають проблеми з нюхом.

С макові відчуття залежать від температури. Оскільки при збільшенні температури швидкість дифузії зростає, ми припускали, що смакові відчуття теж покращуються. Виявилось, що найкраща температура для смакових відчуттів . Теплі розчини краще дифундують через слизову оболонку язика. Але за температури розбухання епітелію, навпаки, призводить до погіршення дифузії.

2.3. Ми дихаємо завдяки дифузії

П роцес дихання, як виявляється, теж відбувається завдяки дифузії. Як саме дихає людина? В цьому процесі бере участь вся поверхня тіла. Цікаво, що за інтенсивністю дихання ділянок шкіри значно перевершує легеневе дихання. З однакової за розмірами поверхні тут може поглинатися кисню на 28% а виділятися вуглекислого газу навіть на 54% більше, ніж у легенях. Однак у всьому дихальному процесі участь шкіри мізерна, в порівнянні з легенями, тому що загальна площа поверхні легенів, якщо розгорнути всі 300 мільйонів альвеол ( мікроскопічних пухирців, через стінки яких відбувається газообмін між повітрям і кров'ю) становить близько 90 – 100 квадратних метрів, а загальна площа поверхні шкіри людини близько 2 квадратних метрів, тобто в 45 – 50 разів менше.

Дихання – складний процес, і його поділяють на ряд етапів:

• Зовнішнє дихання – обмін газами між атмосферним та альвеолярним повітрям, що здійснюється шляхом чергування вдоху та видоху.

• Дифузія газів в легені – перехід кисню з альвеолярного повітря в кров і вуглекислого газу – в протилежному напрямку.

• Транспорт газів кров’ю.

• Дифузія газів в тканинах.

• Тканинне дихання.

В рамках даної роботи нас цікавлять другий і четвертий етапи. Розглянемо їх детальніше. В альвеолах безупинно йде газообмін. Завдяки цьому процесу клітини одержують кисень і звільняються від отруйного для них вуглекислого газу. Кисень розчиняється в тонкому шарі рідини, що покриває стінки кожної альвеоли, а потім шляхом дифузії через тонкі стінки альвеол проникає в кровоносні капіляри, де поглинається клітинами крові.

Вуглекислий газ переноситься за допомогою дифузії в протилежному напрямку – з крові в повітря, що заповнює альвеоли. При подиху в легені надходить свіже повітря, що постачає в організм кисень, а з легенів виходить відпрацьоване повітря, що містить вуглекислий газ. Вдихуване повітря містить 21% кисню й 0,04% вуглекислого газу. У видихуваному повітрі 16% кисню й близько 4% вуглекислого газу.

У період вагітності необхідно забезпечити й дихання майбутньої дитини. Кисень, розчинений у крові матері, потрапляє в кров плода шляхом простої дифузії. Вуглекислий газ постійно утворюється в тканинах плоду, так само, як він утворюється в тканинах матері, але швидкість його дифузії через плаценту в 20 разів вища за швидкість дифузії кисню.

Як відомо, найінтенсивніше дифузія відбувається між газами й між газом і рідиною. При чому, залежить вона від тиску. При зниженні тиску газу над поверхнею рідини розчинений у ній газ виділяється у формі пухирців. Це явище лежить в основі кесонної хвороби, на яку страждають водолази. Відомо, що на глибині під водою водолаз дихає повітрям при підвищеному тиску, й кров насичується повітрям, особливо азотом. У результаті різкого зниження тиску при поверненні на поверхню води азот виділяється з крові у вигляді пухирців, які можуть потрапити в кровоносну судину невеликого діаметра. У цьому випадку можлива закупорка судини. Явище це називається газовою емболією. Закупорка судини в життєво важливих органах може мати серйозні наслідки для організму. Щоб уникнути цього, доводиться повертати водолаза на поверхню дуже повільно (після роботи на глибині 80 м протягом 1 години на підйом треба затратити близько 9 годин або ж використати спеціальні декомпресійні камери).