Table of Contents
הדרך הארוכה להבנת האוויר
לפני המאה ה-18, האוויר נחשב לחומר יחיד ובלתי ניתן לגילוי חיוני לחיים.פילוסופים יווניים עתיקים כמו אמפדולס ואריסטו כללו אוויר בין ארבעת האלמנטים הבסיסיים.השקפה זו נמשכה כמעט אלפי שנים, עם חוקרים בנוגע לאטמוספירה כנושא פשוט של הכוח החיוני שמשך הן את הלהבות והן ישויות החיים.הטבע האמיתי של האוויר החל להופיע רק כאשר פילוסופים טבעיים החלו למדוד את תכונותיו ולבודד את מרכיביו.
יאן בפטפטיסט ואן הלמונט, רופא פלמי מהמאה ה-17 ואלצ'מיסט, היה בין הראשונים להבחין בין סוגים שונים של חומרים דמויי אוויר, אשר הוא כינה "גזים" נגזר "צ'וס" שראה כי פחם בוער ויין תוסס יצרו חומר כבד ובלתי נראה שיכול לכבות להבה.
תיאוריית הפילוגסטון והחידות של הבעירה
התיאוריה הכימית הדומיננטית של המאה ה-17 וה-18 הייתה phlogiston, שפותחה על ידי כימאים גרמניים יוהאן ג'ואכים בז'ר וג'ורג' ארנסט סטאהל, על פי התיאוריה הזאת, כל החומרים החשופים הכילו "עקרון האש" אוניברסלי - פולוגון - ששוחרר במהלך שריפתו.נר איבד את הפילוסופי שלו לאוויר הסובב, והותיר אחריו כמות קטנה יותר של אווירי, כאשר הוא חדל מנקה, כאשר הוא חי, כאשר הוא חדל ממזגן, כאשר הוא חי, הוא חדל מנקה, הוא חי, הוא חי, ונשך, כאשר הוא חי, הוא חדל מנקה, הוא חדל מנקה, כאשר הוא חי, הוא חי, הוא חדל מנקה, כאשר הוא חי, הוא חי, הוא חי, הוא חי, הוא חדל מנקה, כאשר נר איבד את הפילו את הפילו את הפילו את הפילו את הפילו את הפילוסופי, כאשר הוא חי.
באמצע שנת 1700, המודל הפילוקרטיסטיון היה תחת לחץ.הניסויים הבחינו כי כמה מתכות ירד במשקל כאשר מחומם באוויר, עובדה שמנוגדת לרעיון של איבוד phlogiston חסר משקל.האוויר שנותר לאחר שבעירה לא יכול עוד לתמוך בלהבה או בחיים, אך אף אחד לא זיהה מה הוסר ממנה.
גילוי החמצן: שלושה מדענים, אחד היסודות
ג'וזף כמרים ודהפולוג אוויר
ב-1 באוגוסט 1774, הכמרים האנגליים והמדען החובבני ג'וזף כמרים השתמש בעדשה בוערת גדולה כדי להתמקד באור השמש על מדגם של תחמוצת mercuric (הגביע האדום של כספית) בתוך כלי זכוכית סגור.הוא הבחין שהחומר שנפסל במהירות, משחרר גז שאסף על פני המים.גז זה נדהם אותו: נר נשרף בו עם להבה נמרצת, ועכבר שהיה בסכנת אוויר סגורה יותר מאשר תחושה רגילה, אשר שמרה, אשר הייתה ידועה יותר מאשר "ה" גז רגיל," שהיה מוכרעתופתופתופתופתופתו, "ה" היה חזק יותר מכחול," היה מסוגלות אווירית גז, "הוא היה חזק יותר מכחול רגיל," היה מסוגלות אווירית," היה חזק יותר, "הוא היה חזק יותר," היה חזק יותר," שהיה מוכרעתופתופתופתופתופתופתופתופתופת, "מדומה יותר," היה חזק יותר," שהיה מסוגלות אווירי, "הוא היה מסוגלות גז," היה מסוגלות גז, "הוא היה מסוגלות אווירי," היה מסוגלות אווירי," היה מסוגלות גז רגיל, "מדומה
כמרים היו חסידים של תורת הפילוגסטון ומעולם לא נטשו אותה לחלוטין, גם כאשר גילויו שלו סייע לפרק אותה.
קרל וילהלם שישלל - Fire Air
לא ידוע ככוהן, האמרה השוודית והכימאי קרל וילהלם שיל כבר הפיק חמצן לפחות שנתיים קודם לכן, בסביבות 1772 שיל התחמם מגוון של חומרים - אלפטר (פוטאסיו ניטראט), מגנזיום ניטר ואחרים - אספה גז שהוא כינה "אוויר אש" משום שהוא תומך בגניבה כה נמרצת שהוא צפה בתכונות האוויריות שלו (כיום נקראות "מרכיב אווירי" אחר כך ברור).
[ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]][ה]]]], [ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'''''']'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
Antoine Lavoisier והמהפכה הכימית
מנהל המס הצרפתי והכימאי ה-Vituoso Antoine Lavoisier שמע על ממצאיו של הכוהני במהלך ביקור בפריז באוקטובר 1774. הוא מיד תפס את ההשלכות העמוקות יותר. Lavoisier חזר על הניסויים של כמרים עם שליטה קפדנית של gravimetric, במשקל כל התגובות והמוצרים בתותחים הנטושים.
ב-1777, לאבוזיאר זיהה את השבריר הזאת כגורם כימי מובהק שהוא כינה אותו בשם "FLT:0" (oxygèneFLT:1), מן השורשים היווניים שמשמעותו "הפיקד-פור" (acid-former) הוא האמין – נכון, עבור מקרים רבים – שהחמצן היה העיקרון מאחורי כל החומציות, רעיון מתוקן מאוחר יותר אך רב עוצמה בעת ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ההההההההההת-הט"ב"ב"ב"ב"ב"ב"מהפכה"ב"ב"מהפכה"מהפכה"מהפכה"מהפכה"מהפכה"ב"ב"מהפכה"ב"ב"ב"ב"ב"ב"המאה ה': "המאה ה')"המאה ה' (בראשית כ"ב[[19: "המאה ה') של ה')"ב[[1924]], ו[[1924]], ב[[1924]], ו[[1924]], [[המאה ה[[1924]], [[ה
מתוך ציות לנשימה: Insight of Lavoisier
לאבוזיאר לא הפסיק בבעירה.הוא הרחיב מיד את אותה ההיגיון לתפקוד הגוף החיות.עם המתמטיקאי פייר-סמנה לפלס, הוא בנה calqua המוטבע קרח ב-1780, שאיפשר להם למדוד את החום המיוצר על ידי חזיר פיראטיות, ולהשוות אותו ישירות עם החום המשוחרר על ידי שריפת כמות מוכרת של פחמן, הם הראו כי הנשימה, אכן, היא נשאה באופן טבעי, בנשימה, אך ורק בנשימה איטית, אך ורק בנשימה, ואטת, עם אטמוספירה, וחמצן, אך היא הפכה לאטמוספירה, אך היא הפכה לאטמוספירה, אך ורק בנשימה, אך ורק בנשימה, אך היא הפכה לאטמוספירה, אך היא הפכה לאטמוספירה, אך ורק עם חום, עם חום, עם חום, עם חום, עם חום, עם חום, עם חום, וחמצן, וחמצן, וחמצן, וחמצן, אך ורק עם חום, וחמצן, וחמצן, אשר נעשה באופן טבעי, וחמצן, באופן טבעי, אך הוא נשאה, עם חום, הוא נשאה, באופן טבעי, באופן טבעי, באופן טבעי, וחמצן, וחמצן, הוא נשאה, אך הוא נשאה, באופן טבעי, באופן טבעי, וחמצן, באופן טבעי, אך הוא נשאה, באופן טבעי
גילוי זה מחדש ביסודו של דבר פיזיולוגיה.החיים יכולים כעת ללמוד כתהליך כימי, לא כוח חיוני מסתורי.הריאות כבר לא נראו רק כאיברים קירור או פעמונים, אלא כאתר הראשי שבו הדם לקח חמצן מהאוויר ושחרר את מוצרי הבעירה מטבולית.העבודות של לאבו-איינר ביססו את הבסיס להבנת חילוף החומרים באנרגיה – חוט מדעי שבסופו של דבר יובילו לסקסולריות, לקצב המדע המטבולי, ולקצב המטבולי, לדיאטה המודרנית.
הובלת חמצן והפיזיולוגיה המתפתחת של הנשימה
לאחר שתפקידו של החמצן היה ברור, התעוררו שאלות חדשות.איך הגוף נושא את הגז החיוני הזה מהריאות לרקמות העמוקות ביותר?פילוסיולוגים מהמאה ה-19 הראשונים חשדו שהחמצן פשוט מומס בסרום הדם, אך על ידי 1860, מחקרים מפורטים של גז על ידי מדענים כגון פליקס-סנדלר הראו כי הדם יכול להחזיק הרבה יותר חמצן מאשר כוח פיזי מותרות בלבד.
בשנת 1864, הכימאי הגרמני ארנסט פליקס הופ-סיילר (ההוויפ-סיילר) הקריא חלבון אדום מדמם וקרא לו Haemoglobin.מאוחר יותר מחקר גילה כי המוגלובין מכיל קבוצות המכילות ברזל המכילות קבוצות heme המכילות חמצן המכילות חמצן באופן רציני - נכס שמאפשר לחלבון לטעון חמצן בריאות ולאט אותו בדיוק היכן הוא פעיל ביותר זה צבע כהה יותר.
תגליות תת-קרקעיות התפתחו במהירות: עקומת החמצן הסמויה של ה-Buhr המתארת כיצד דו-חמצני מוגבר וחומצה מקדם שחרור חמצן, ותפקיד של 2,3-bisphosphoglycerate ב- Fine-tuning Haemoglobin's affinity של ה- .ממצאים אלה התגבשו את הרעיון של מערכת נשימה פנימית שבה הדם, הלב, הלב, והעבודה הריאה משולבת ישירות.
פיראטיות תאית: האש הפנימית של התא
מודל ההבעירה המוצע על ידי Lavoisier היה נכון במקווי המתאר אך לא נכון במהלך המאה ה-19, הנשימה הייתה נפוצה לחשוב להתרחש בריאות או בזרם הדם, שם החמצן נחשב "שורר" תת-קרקעית פחמן-נושאת.תיאטרון אמיתי של הנשימה עבר בתחילת המאה ה-20, כאשר הביוכימיסטים הפנו את תשומת לבם למבנים ברגעים בתוך התאים.
בשנות ה-20 וה-30 של המאה ה-20, אוטו וורבורג ובהמשך הנס קרסלס ניסח את הנתיבים המורכבים שבהם תאים מוציאים אנרגיה מחומרי חומרים מזינים.מחזור הקרבס (או מחזור חומצה סוציאלית), שהובעה על ידי קרסבס בשנת 1937, נמצא להיות המרכז המרכזי שבו מוצרים של פחמימות, שומן וחלבונים מחמצן, עם ייצור בו זמנית של צינורות אנרגיה, אשר דורשות באמצעות זרם אלקטרונים מורכבים, החליקציה של אלקטרו-אומטית, החלת, כלומר, דרך החמצן הפנימי של חומרת, החליקטיבית הדם, החליקטיבית הדם, החליקטיבית הדם החמצן, החליקטיבי, החליקטיבי, החליקטיבי, החליקטיבי, החליקטיבי, החליקטיבי, החליקטיבי, החליקטיבי, החל מחמצן הפנימי, החליקטיבי, דרך החמצן, החליקטיבי, כלומר, דרך פעולות אלקטרון, החליקטיבית של אלקטרו-אונקציה, החליקטיבית של אלקטרו-אונקמי, החליקומי חמצן פנימי, החליקטיבית, החליקטיבית, החליקומי חלבונים, החליקומי חלבונים, החליקומי חמצן פנימי, החליקטיבית, החליקטיבית של חומרת, החליקטיבי
הבנה זו שהפכה את הביולוגיה.המיטוכונדריה, המתוארת לעתים קרובות כמעצמות התא, הם למעשה מנועים מיקרוסקופיים המבצעים גרסה מוסדרת הדוקה של הבעירה לאבו-סיסיר שתוארה היום החמצן שאנו שואפים אליו מגיע למבנים הדקים של הזמנים, ומקיים כל מחשבה, תנועה, ופעימת לב.
סודיות קלינית ורפואית של גילויי חמצן
זיהוי החמצן ששפך בקרוב ממדע טהור לרפואה מעשית.עד סוף המאה ה-18 ותחילת המאה ה-19 החלו המתרגלים להתנסות בשאיפת חמצן למגוון מחלות, מאסטמה ועד לצריכה. תומס באדוס פתח את המוסד הפנומטי בבריסטול ב -1799, שם החמצן והגזים האחרים ניתנו לחולים, תוך זיוף טיפול נשימתי מודרני.
יישומים אמיתיים בעולם מואצים לאחר ההכרה כי מחלות רבות לגרום hypoxia.טיפול חמצן הפך אבן הפינה של טיפול בבית חולים, מן הקנונל הפשוט לאוורור מכני ביחידות טיפול אינטנסיבי. Anaesthesiology, אשר מסתמכ על תערובת מדויקת של חמצן וגזים אחרים, גדל ישירות מן המהפכה הכימית Lavoisier סייעה לשגרה.
יתר על כן, גילוי תפקידו של חמצן בנשימה הביא לידי לידה לתחומים שלמים: פיזיולוגיה של פעילות גופנית, רפואה בעלת חשיבות גבוהה, והמחקר של מינים חמצן תגובתיים.מדענים מבינים שבעוד שהחמצן חיוני לייצור ATP, צורותיו הפחתות חלקית – רדיקלים חופשיים – יכולים להזיק לדנ"א, חלבונים ושומנים.טבע כפול זה של חמצן הוא כעת נושא מרכזי בהזדקנות, הגנה, ופיתוח של מערכות התרופות המודרניות של מערכת הבריאות המודרנית:
המחשבה המדעית ששינתה את הנשימה לנצח
הסיפור של גילוי החמצן אינו רק כרוניקה של אלמנט יחיד; הוא נרטיב על האופן שבו דרך חדשה של חשיבה – אנטי-טטיבית, ספקנית של כלמה תורשתית, וניסוי ללא רחמים – יכול לעצב מחדש מדע שלם. כמרים, שילל, וליבו-אינר ניגשו לאותה תעלומה מזוויות שונות, וביחד שלהם מבטלים את התיאוריה הפילוסופית והחמצן שעדיין נשנו את הכימיה.
כאשר לאבוזיאר הכריז כי "שום דבר לא אבוד, שום דבר לא נוצר, הכל משתנה", הוא הניח את היסודות האינטלקטואליים לעקרון שימור המסה, ובו זמנית לפיזיולוגיה שבה החום והתנועה של הגוף הם תוצאה מאוזנת של חילופי כימיקלים עם הסביבה.גילוי החמצן קשר כך את העולם החי של התבוסות מינרלים עם עולם הנשימה והמטבוליזם, שטוף את הפיזיקה, ומסגרת אלגנטית, בביולוגיה אחת.
מ תחמוצת החרדה של כמרים ביום קיץ ועד ל mitochondriologist המודרנית ממפה את שרשרת התחבורה האלקטרונית, הנתיב של גילוי חמצן היה אחד הזיכוך המתמשך ולהעמיק את התובנה.הנשימה שאנו שואבים מחברת אותנו לרגע מהמאה ה-18 – רגע שבו קומץ של אנשים סקרנים למדו לקרוא את השפה הנסתרת של האווירה, ובכך להאיר את העבודה הפנימית של החיים עצמם.
הגבול הסופי של מחקר החמצן
גם לאחר יותר ממאתיים שנה, חמצן ממשיך לאתגר את החוקרים.שדות של נוירו-אקטיביסטים, חילוף החומרים של סרטן (אפקט Warburg), וביולוגיה תאי גזע כל פונים כיצד תאים מרגישים ולהגיב לזמינות חמצן. פרס נובל לשנת 2019 בפיזיולוגיה או ברפואה הוענק לויליאם ג'קלין ג'וניור, סר פיטר ג' רפיף, וגר גרג ל.סנזה ל תגליותיהם של איך חושים והסתגלות לסיפור מוקדם של פעילות מולקולרית, הוא בעל מאות ביטויים של גנים.
מה שהחל כגז מוזר בכלי חתומה הפך לאחד המולקולות המלומדות ביותר בהיסטוריה האנושית.גילויו לא רק הסביר מדוע נר נשרף בבהירות בגז חדש, אלא גם מדוע עלינו לנשום – וממשיך לעצב את הדרך שבה אנו מתייחסים למחלה, מבינים את גיל ההתבגרות, ולחקור את גבולות החיים בסביבה קיצונית.