2.4. Роль дифузії в харчуванні живих організмів

З авдяки дифузії, а, очніше, завдяки осмосу як одному з її видів, відбувається засвоєння поживних речовин у кишково – шлунковому тракті. Основні процеси травлення відбуваються, як не дивно, не в шлунку, а в кишечнику. Кишечник людини має довжину, близько 7 метрів, а площу всмоктування поживних речовин – наближену до 250 квадратних метрів. Кишечник вкритий ворсинками,що являють собою виступи слизової оболонки кишечника, яких може бути д о 40 штук на одному квадратному міліметрі! Всередині кожної ворсинки є лімфатична судина, а також капілярна сітка. На рисунку схематично показано, як всмоктуються поживні речовини в кишечнику людини.

Осмос є основним чинником, що забезпечує процес усмоктування води в товстий кишечник. У цьому випадку розчинником є вода, розчиненим речовиною – поварена сіль. Областю з меншою концентрацією розчиненої речовини (повареної солі) є вода, що потрапила в товстий кишечник, після того як ми її випили. А областю з більшою концентрацією розчиненої речовини є плазма крові, одне із внутрішніх середовищ нашого організму. Мембраною є зовнішні поверхні кишкових ворсинок.

Процес засвоєння організмом води з товстого кишечника можна описати наступним чином. Молекули води проникають крізь зовнішню поверхню ворсинок, а потім усередину капілярів і лімфатичних судин. Після цього «засвоєні» молекули води струмом крові й лімфи розносяться по всьому організму.

Ц ікаве запитання: чому моряки, яким вдалось врятуватись після затонення корабля, вмирали від спраги у відкритому морі? Чому ми не можеммо пити морську воду? Все тому, що концентрація солі в морській воді більша, ніж у плазмі крові. Якщо випити морську воду, то вона не тільки не всмоктуватиметься в кишечнику, а навпаки, викличе зворотний рух води із внутрішнього середовища організму назовні в просвіт товстого кишечнику. Це призведе до ще більшого зневоднення організму.

2.5. Осмос і робота нирок

Розглянемо механізми, що забезпечують виведення шкідливих для організму речовин назовні. Одним із органів, які забезпечують даний процес, у людини є нирки. Роль нирок важко переоцінити, адже вони регулюють склад усіх рідин тіла. Саме в нирках відбувається всмоктування необхідних речовин із утворюваної сечі, осмотичне всмоктування води. Щодоби через нирки дорослої людини проходить близько 1700 літрів крові. Кровоносна система містить 5,6 літрів крові, таким чином, кожна краплина крові проходить через нирки майже 500 разів. За добу нирками фільтрується близько 180 літрів рідини, а сечі утворюється, приблизно, 1 літр.

Кількість сечі, що створюється нирками, залежить від кількості води, яка надходить в організм. Якщо кількість спожитої людиною рідини недостатня, то нирки виробляють сечу з вищою концентрацією солей. Проте, така їх здатність не безмежна. Морські птахи, морські ссавці, щури, а також деякі види тварин, які мешкають у пустелі, можуть жити, споживаючи лише морську воду. Їх нирки здатні виробляти надзвичайно концентровану сечу, що містить максимум солей, розчинених у мінімальній кількості води. У деяких організмів солі виводяться назовні з а допомогою й інших органів. Зокрема, у морських риб значна частина шкідливих речовин виділяється шляхом дифузії з крові у воду через зябра.

Перед прісноводними рибами постає протилежна проблема: зябра мають постійно омиватись водою, щоб риба могла дихати; при цьому вони осмотично поглинають прісну воду та втрачають важливі для організму солі. У цьому випадку зябра транспортують солі в організм шляхом дифузії, а нирки зберігають їх шляхом всмоктування та утворення розбавленої сечі.

Л юдина не може жити без нирок, тож захворювання цих органів надзвичайно небезпечні. Інколи необхідна навіть пересадка нирки, а доки пацієнт чекає на операцію, застосовують апарат «штучна нирка» ( вперше використаний німецьким лікарем Вільямом Кольфом). Апарат являє собою пристрій, у якому кров дотикається через напівпроникну мембрану із соляним розчином. Внаслідок осмосу з крові в соляний розчин крізь мембрану проходять молекули речовин, які підлягають виведенню з організму. Апарат являє собою систему каналів, розділених тонкими целофановими плівками, по яких зустрічними потоками повільно р ухаються кров і соляний розчин. Апарат підключається до кровоносної системи хворого. Цим досягається очищення крові.

Людина, в якої відмовили нирки, потребує постійного лікування, в тому числі процедури діалізу (за допомогою апарату «штучна нирка») «Армія» рабів апарату чисельна: в Японії – близько 2 мільйонів людей, в США – 1 мільйон, в Іспанії та Франції – по 650 тисяч, в Україні – менше тисячі ( не всі мають змогу одержувати таке лікування). Апарат «штучна нирка» не може замінити справжні органи. Так, виживання хворих, які застосовують апарат, протягом 5 років – 87%, протягом 10 років – 78%, протягом 20 років – 43%.

П роцедура триває близько 6 годин, за цей час кров людини контактує зі 120 літрами води. Такої процедури людина потребує тричі на тиждень.

Щороку в Україні пересадки нирки потребують близько 4000 людей, а одержують її лише 100. В середньому донорська нирка живе 6 – 7 годин. Інтернет заповнений сотнями оголошень, у яких громадяни України пропонують продати свою нирку за $2000 – 50 000. У світі гостро стоїть проблема «чорної трансплантології»; багато – хто переконаний, шо існує викрадення людей заради вилучення їх органів для пересадки. Тож, пересадка нирки – життєва необхідність для тисяч людей, і для багатьох із них вона так і залишиться нездійсненою. Ми не знаємо достеменно, чи існує торгівля людьми заради донорства, але, якщо про це говорять, то, можливо, не безпідставно. Про зацікавленість громадскості цим питанням свідчить, зокрема, велика кількість плакатів, малюнків, які закликають зупинити торгівлю органами.