למה כואב כשנכנסים לנו מים לאף?

כל מי ששחה אי פעם בחייו מכיר את התחושה הלא נעימה הזאת – אנחנו שוחים, צוללים או קופצים לבריכה, כשפתאום נכנסים לנו מים לאף ומשאירים אחריהם כאב וצריבה. ומצד שני, אנשים רבים משתמשים בטיפות אף כשהם מצוננים, ומגלים שלא רק שעצם הכנסת הנוזל לאף אינה כואבת כלל, אלא היא אף מקילה על הסבל. באופן מפתיע, ההבדל בתחושה שלנו בשני המקרים נובע מריכוז המלח במים, ובעיקר השאלה עד כמה הוא קרוב לריכוז המלח הטבעי בגופנו.

כ-60 אחוז מגוף האדם מורכב ממים, והם נמצאים בשפע בכל איברי גופנו. הרקמות ה"רכות", כמו אלה של הלב, הריאות והמוח, מורכבות בעיקר ממים (80-70 אחוז), ואפילו העצמות הקשות והיבשות לכאורה מכילות כ-30 אחוז מים. רוב המים הללו מצויים בתוך התאים – הם מעניקים להם את נפחם וצורתם ומאפשרים לשמור על טמפרטורה קבועה, להכניס פנימה חומרי מזון ולסלק פסולת מהתא.

אחד החומרים הנפוצים שמומסים במים האלה הוא מלח (נתרן כלורי: NaCl), שמתפרק בסביבה המימית הזאת ליונים של נתרן וכלור, כלומר אטומים טעונים במטען חשמלי. תאי הגוף זקוקים ליונים הללו לתפקודם, אך כמות גדולה או קטנה מדי עלולה להזיק להם.

מאזן היונים בין התאים נשמר בזכות הקרום השומני שעוטף כל תא ומשמש מחסום בררני – מולקולות קטנות ללא מטען חשמלי יכולות לעבור דרכו, אך הוא מווסת את מעברן של מולקולות גדולות ושל יונים בעלי מטען חיובי או שלילי. כך התא שומר על סביבה פנימית קבועה שהרכב המולקולות בתוכה שונה מהסביבה החוץ תאית. על בקרת התנועה הדו-כיוונית של יונים דרך הקרום אחראיות תעלות מיוחדות בתוכו, שכל אחת מהן מותאמת למעבר של יון מסוג מסוים ומסוגלת להיפתח ולהיסגר על פי צרכי התא.

מים יכולים להיכנס לתא דרך תעלות שנקראות אקוופורינים. בניגוד ליוני הנתרן והכלור הם אינם תלויים רק בתעלות. מי הבריכה מכילים פחות מלח מהמים בתוך התא, ולכן הם עוברים בקלות את הקרום ונכנסים לתא באמצעות אוסמוזה.

אוסמוזה היא תופעה שבה מולקולות מים חודרות מבעד למחסום חדיר למחצה (שמאפשר מעבר בררני של מולקולות) מהצד הדליל שבו הריכוז הנמוך יחסית לצד שבו ריכוז המלחים גבוה יותר, עד שהריכוז משני צידי הקרום מתאזן. במקרה זה, מי הבריכה שנכנסו לנו לאף, בעלי ריכוז המלחים הנמוך, חודרים לתוך תאי אפיתל האף כדי לאזן את ריכוז המלחים הגבוה בתוכם. הכניסה הפתאומית של כמות מים גדולה לתאים יוצרת לחץ על הרקמה, והאות על העלייה בלחץ עובר דרך העצבים שבאף אל המוח, ומתורגם שם לתחושת כאב. עוצמת הכאב מושפעת מההפרש בריכוז המלחים, כמו גם מכמות המים והמהירות בה הם נכנסים לאף. טיפות בודדות הנכנסות בהדרגה לא יעוררו תגובה חזקה, אך קפיצת ראש לבריכה יכולה למלא בפתאומיות את כל חלל האף במים ולגרום לתחושה מכאיבה מאוד.

בניגוד למי הבריכה, טיפות אף מיוצרות כך שריכוז המלחים בהן יהיה דומה לריכוז המלחים בתאי הגוף. לכן כשמרססים אותן לתוף האף הן אינן גורמות לחדירת מים לתאים, ולכן אינן יוצרות לחץ שמתורגם לכאב.