تنظیم اسمزی و دفع مواد زائد؛ هم ایستایی و کلیه‌ها؛ زیست‌شناسی

ویرایش بر اساس کتاب چاپ ۱۴۰۲

تنظیم اسمزی و دفع مواد زائد

گرچه ما انسان‌ها در خشکی زندگی می‌کنیم اما یاخته‌های ما با محیط مایع در ارتباط‌اند. آنچه دربارهٔ این محیط مایع حائز اهمیت است، مشابه بودن غلظت آن با غلظت درون یاخته‌ها به عبارت دقیق‌تر مشابه بودن فشار اسمزی آنهاست. اگر غلظت مایع اطراف یاخته‌ها رقیق‌تر یا غلیظ‌‌تر از یاخته‌ها باشد، تهدیدی جدی برای ادامهٔ حیات ما خواهد بود؛ چون ممکن است به ورود بیش از حد آب به یاخته یا خروج آب از آن منجر شود. بدن ما چگونه فشار اسمزی مایع اطراف یاخته‌ها را تنظیم می‌کند؟ چگونه ترکیب شیمیایی آن را ثابت نگه می‌دارد؟ آیا روش‌هایی که بدن انسان به‌کار می‌گیرد، در سایر جانوران هم‌دیده می‌شود؟ ادرار چگونه تشکیل می‌شود؟ ترکیب شیمیایی ادرار چه اطلاعاتی را دربارهٔ وضعیت درونی بدن فراهم می‌کند؟ اینها نمونه پرسش‌هایی است که پاسخ آنها را در این فصل خواهیم یافت.

گفتار ۱.       هم‌ایستایی و کلیه‌ها

اگر در یک روز گرم تابستانی ورزش کنید، عرق می‌کنید و احتمالاً متوجه خواهید شد که از مقدار ادرار شما کاسته خواهد شد. می‌دانید چرا؟ چون بدن شما در نتیجهٔ عرق کردن، آب از دست می‌دهد و بنابراین مقدار ادرار را کاهش می‌دهد تا آب از دست رفته را جبران کند.
کمبود آب، اکسیژن و مواد مغذی یا انباشته شدن مواد دفعی یاخته‌ها مثل کربن‌دی‌اکسید و مواد دفعی نیتروژن‌دار از جمله مواردی‌اند که ادامهٔ حیات را تهدید می‌کنند. حفظ وضعیت درونی بدن در محدوده‌ای ثابت (هم‌ایستایی)، برای تداوم حیات، ضرورت دارد.
اگر وضعیت درونی بدن از تعادل خارج شود، بعضی مواد، بیش از حدِ لازم یا کمتر از حدِ لازم به یاخته‌ها می‌رسند. بسیاری از بیماری‌ها در نتیجهٔ برهم خوردن هم‌ایستایی پدید می‌آیند.
کلیه‌ها در هم‌ایستایی نقش اساسی دارند. حفظ تعادل آب، اسید‌-باز، یون‌ها و نیز دفع مواد سمی و مواد زائد نیتروژن‌دار، از جمله وظایف کلیه‌اند.

واژه شناسی

هم‌ایستایی (Homeostasis/ هومئوستازی)

هومئو به معنای هم یا همان و ستازی به معنی وضعیت ثابت و ایستا است و برای حفظ تعادل و پایداری وضعیت طبیعی بدن به‌کار می‌رود. هم‌ایستایی کلمه‌ای است که از ترکیب هم با صفت فاعلی ایستا به معنی ایستادن تشکیل شده است.

کلیه‌ها

ساختار بیرونی کلیه و حفاظت از آن: کلیه‌ها، اندام‌هایی لوبیایی شکل‌اند و به تعداد دو عدد در طرفین ستون مهره‌ها و پشت محوطهٔ شکمی قرار دارند. اندازهٔ کلیه در فرد بالغ، تقریباً به اندازه مشت بستهٔ اوست. به علت موقعیت قرارگیری و شکل کبد، کلیهٔ راست قدری پایین‌تر از کلیه چپ واقع است (شکل ۱).

شکل۱- موقعیت کلیه‌ها در انسان از نمای پشت

دنده‌ها از بخشی از کلیه محافظت می‌کنند. علاوه بر این، پرده‌ای از جنس بافت پیوندی به نام کپسول کلیه، هر کلیه را در بر گرفته است (شکل ۲). چربی اطراف کلیه، علاوه بر اینکه کلیه را از ضربه محافظت می‌کند در حفظ موقعیت کلیه نقش مهمی دارد. تحلیل بیش از حد این چربی در افرادی که برنامه کاهش وزن سریع و شدید به‌کار می‌گیرند ممکن است سبب افتادگی کلیه و تاخوردگی میزنای شود. در این صورت، فرد با خطر بسته شدن میزنای و عدم تخلیهٔ مناسب ادرار از کلیه روبه‌رو می‌شود که در نهایت به نارسایی کلیه خواهد انجامید.

شکل ۲- کپسول کلیه

ساختار درونی کلیه: در برش طولی کلیه، سه بخش مشخص دیده می‌شود که از بیرون به درون عبارت‌اند از بخش قشری، بخش مرکزی و لگنچه (شکل ۳).
در بخش مرکزی، تعدادی ساختار هرمی‌شکل دیده می‌شود که هرم‌های کلیه نام دارند. قاعدهٔ هرم‌ها به سمت بخش قشری و رأس آنها به سمت لگنچه است. هر هرم و ناحیهٔ قشری مربوط به آن را، یک لَپ کلیه می‌نامند.
لگنچه، ساختاری شبیه به قیف دارد. ادرار تولید شده، به آن وارد و به میزنای هدایت می‌شود تا کلیه را ترک کند.

شکل ۳- برش طولی کلیه

واژه‌شناسی

 لپ (Lobe /  لوب)

لوب به هر یک از بخش‌های متمایز اندام‌هایی نظیر مغز و شش و کبد گفته می‌شود و معادل آن لپ است که همان معنی بخش یا قطعه را در زبان فارسی دارد.

بیشتر بدانید

از کلیه‌های خود چگونه مراقبت کنیم؟

• فعالیت بدنی داشته باشید.

• قند و فشار خون را کنترل کنید.

• از غذاهای آماده کمتر استفاده کنید.

• وزن خود را کنترل کنید.

• آب کافی بنوشید.

• سیگار نکشید.

• هیچ دارویی را خودسرانه مصرف نکنید.

فعالیت

تشریح کلیهٔ گوسفند

وسایل لازم: کلیهٔ گوسفند، قیچی، چاقوی جراحی، گمانه

۱- یک عدد کلیهٔ گوسفند تهیه کنید. اگر چربی‌های اطراف آن کنده نشده باشد بهتر است.

۲- در بین چربی‌ها میزنای، سرخرگ و سیاهرگ کلیه را تشخیص دهید.

۳- کپسول کلیه با بریدن قسمتی از آن، به‌راحتی جدا می‌شود.

۴- با یک برش طولی در سطح محدّب کلیه، آن را باز کنید و مطابق شکل روبه‌رو بخش‌های مختلف آن را تشخیص دهید.

۵- در وسط لگنچه، منفذ میزنای مشخص است. با وارد کردن گمانه و جلو بردن آن درون میزنای، می‌توانید اطمینان پیدا کنید که میزنای را درست تشخیص داده‌اید.

گردیزه (نفرون)ها

هر کلیه از حدود یک میلیون گُردیزه تشکیل شده است که فرایند تشکیل ادرار در آنها انجام می‌شود. ابتدای گُردیزه شبیه قیف است و کپسول بومن نام دارد. ادامهٔ گُردیزه، لوله‌ای شکل است و در قسمت‌هایی از طول خود، پیچ‌خوردگی‌هایی دارد و بر این اساس، به قسمت‌های مختلفی نام‌گذاری می‌شود (شکل ۴). این قسمت‌ها به ترتیب عبارت‌اند از لولهٔ پیچ خوردهٔ نزدیک، قوس هنله که U شکل است و لولهٔ پیچ خوردهٔ دور که گُردیزه را به مجرای جمع‌کننده متصل می‌کند.

شکل۴- گُردیزه و مجرای جمع‌کننده

نقدی بر کتاب درسی

نحوه آرایش بخش های مختلف نفرون

juxtaglomerular

دستگاه جنب گلومرول (جوکستا گلومرولار) دستگاه juxtaglomerular (هم چنین به عنوان کمپلکس juxtaglomerular نیز شناخته می شود) ساختاری در کلیه است که عملکرد هر نفرون (واحدهای عملکردی کلیه) را تنظیم می کند. دستگاه juxtaglomerular نامگذاری شده است زیرا در کنار گلومرول قرار دارد. دستگاه juxtaglomerular از سه نوع سلول تشکیل شده است:

۱. macula densa، بخشی از لوله توپی دیستول از همان نفرون است.

۲. سلول های juxtaglomerular، (همچنین به عنوان سلول های گرانول شناخته می شوند که ترشح کننده رنین است.

۳. سلول های mesangial (سلول های mesangial بین شریان های ادراری و آوران به سمت قطب عروقی گلومرول یافت می شوند. وظیفه اصلی سلولهای mesangial حذف بقایای به دام افتاده و پروتئین جمع شده از زیر غشا است.

..

اگر به شکل ها و متن این مقاله توجه شود و با شکل های کتاب مقایسه شود؛ متوجه می شویم کتاب کدام بخش مهم را حداقل در شکل نشان نداده است.

ماکولا دنسا قسمتی در دیستال توبول (لوله پیچ خورده دور) در نزدیکی گلومرول و شبکه عروقی آن است که از سلول‌های کشیده تر و با هسته واضح تشکیل شده که در میکروسکوپ نوری تیره‌تر به نظر می‌آیند (علت نامگذاری). این سلول ها سنسور سدیم و کلر در دیستال توبول هستند. کاهش سدیم باعث افزایش سیگنال برای کاهش مقاومت عروقی در شریان‌آوران و افزایش GFR به وسیله افزایش فشار هیدرواستاتیک می‌شود. به علاوه باعث افزایش ترشح رنین از سلول های جوکستاگلرومرولار و فعالیت محور رنین-آنژیوتنسین می‌شود که کنترل فشار و حجم خون را بر عهده دارند.

ـــ

گردش خون در کلیه

منشأ ادرار از خون است و بنابراین بین گُردیزه و رگ‌های خونی، ارتباط تنگاتنگی وجود دارد. با توجه به اینکه تبادل مواد از طریق مویرگ‌ها رخ می‌دهد در اینجا نیز شبکه‌های مویرگی را می‌بینیم. دو شبکهٔ مویرگی در ارتباط با گُردیزه مشاهده می‌شود. اوّلی به نام کلافک (گلومرول) که درون کپسول بومن قرار دارد و دومی به نام دورِ لوله‌ای که اطراف قسمت‌های دیگر گُردیزه را فرا گرفته است.
به هر کلیه، یک سرخرگ وارد می‌شود. انشعابات این سرخرگ از فواصل بین هرم‌ها عبور می‌کند و در بخش قشری به سرخرگ‌های کوچک‌تری تقسیم می‌شود. انشعاب انتهایی این سرخرگ‌ها، سرخرگ آوران نامیده می‌شود. سرخرگ آوران در کپسول بومن، شبکۀ مویرگی کلافک را می‌سازد. خون از طریق سرخرگ آوران به کلافک وارد می‌شود و از طریق سرخرگ وابران آن را ترک می‌کند. سرخرگ وابران در اطراف لوله‌های پیچ‌خورده و قوس هنله، شبکهٔ مویرگی دورِ لوله‌ای را می‌سازد. این مویرگ‌ها به یکدیگر می‌پیوندند و سیاهرگ‌های کوچکی به‌وجود می‌آورند که پس از عبور از فواصل بین هرم‌ها سرانجام سیاهرگ کلیه را می‌سازند. این سیاهرگ، خون را از کلیه بیرون می‌برد (شکل ۵).

شکل۵- شبکه‌های مویرگی مرتبط با گُردیزه

واژه شناسی

گُردیزه (Nephron/ نفرون)

نفرون به معنی واحد ساختاری و کارکردی کلیه در مهره‌داران است و معادل آن گردیزه انتخاب شده است که از اسم گُرده و پسوند ایزه تشکیل شده است. گُرده در فرهنگ دهخدا به معنی کلیه و قلوه و ایزه پسوند تصغیر است و همان معنی کوچک‌ترین واحد ساختاری کلیه را دارد.

کلافک

(Glomerulus/ گلومرول)

گلومرول به شبکه مویرگی اول واقع در کپسول بومن در کلیه مهره‌داران گفته می‌شود. به دلیل در هم پیچیده بودن مویرگ‌ها به صورت کلاف کوچکی دیده می‌شود که واژه کلافک برای آن مناسب است.