اهمیت کلیه‌ها در تنظیم محیط داخلی بدن؛ چگونگی کار کلیه در تشکیل ادرار

دفع مواد زاید از بدن

واکنش‌های شیمیایی زیادی در درون سلول‌های زنده صورت می‌گیرد که موجب زنده ماندن سلول می‌شوند. بعضی از مواد حاصل از این واکنش‌ها سمی و زیان آورند که باید از بدن خارج شوند. مثلا شکستن مولکول‌های گلوکز در جریان تنفس سلولی، تولید دی اکسیدکربن می‌کند، که به وسیله شش‌ها از بدن خارج می‌شود. آمینو اسیدهای اضافی بدن در کبد تجزیه می‌شوند و تولید گلیکوژن و اوره می‌کنند. اوره به وسیله خون به کلیه‌ها منتقل شده و از کلیه‌ها به بیرون از بدن دفع می‌شود.

اوره و مواد زاید مانند اسید اوریک که از تجزیه پروتئین‌ها بوجود می‌آیند، دارای نیتروژن هستند، و آن‌ها را مواد زاید نیتروژندار نیز می‌گویند. ضمن خوردن غذا معمولا نمک و آب بیش از میزان موردنیاز وارد بدن می‌شوند. بنابراین مقدار اضافی آن‌ها از طریق کلیه‌ها خارج می‌شوند. هورمونها نیز پس از اثر در بافتهای هدف به وسیله کبد تغییر شکل یافته و به وسیله کلیه‌ها از بدن خارج می‌شوند.

کلیه، همه این مواد را به صورت ادرار از بدن خارج می‌کند. اندام‌های خارج کننده مواد زاید عبارتند از:

۱- شش‌ها

در عین حال که اکسیژن را از هوا جذب و به خون می‌دهند، دی اکسید کربن را از خون گرفته و از بدن خارج می‌کنند.

۲- کلیه‌ها

مواد زاید نیتروژندار و نیز آب و املاح اضافی و همچنین هورمونها و مواد دارویی را از بدن دفع می‌کنند.

٣- کبد

صفرا را از بدن خارج می‌کند. صفرا دارای ماده رنگی (زرد) بنام بیلی روبین است که از تجزیه هموگلوبین گلبول‌های خون به دست می آید. همین ماده است که رنگ تقریبا قهوه‌ای مدفوع را موجب می‌شود.

۴- پوست

در پوست غدد عرق وجود دارد.

عرق شامل آب و مقداری نمک (کلرید سدیم) و مقدار کمی‌آوره است.

عرق کردن یک نوع عکس‌العمل بدن در مقابل افزایش درجه حرارت و موجب خنک کردن بدن می‌شود. گرچه عرق مقداری مواد زاید از بدن خارج می‌کنند، ولی در اصل به منظور دفع مواد زاید انجام نمی‌گیرد.

ساختار و عمل کلیه در انسان

کلیه‌ها در اندام لوبیایی شکل هستند که رنگ آن‌ها تقریبا قهوه‌ای است و به وسیله پرده نازک شفاف و بی رنگی پوشیده شده اند. کلیه‌ها در سطح پشتی حفره شکمی‌در دو طرف ستون مهره‌ها جای دارند شکل (۱).

شکل ۱- نمایش دستگاه دفع ادرار

سرخرگ کلیوی که از آئورت جدا می‌شود، خون اکسیژندار را به کلیه می‌آورد و سیاهرگ کلیوی خون را از کلیه خارج می‌کند و به بزرگ سیاهرگ زیرین می‌ریزد.

لوله‌ای بنام میزنای از هر کلیه خارج شده و به مثانه که در پایین حفره شکمی قرار دارد متصل می‌شود. کلیه از کنار هم قرار گرفتن تعداد زیادی لوله بنام لوله ادرارساز درست شده است که در لابه لای آن‌ها تعداد بسیار زیادی مویرگ وجود دارد. اگر برشی طولی از کلیه تهیه کنیم، خواهیم دید که کلیه از دو بخش قشری (با رنگ تیره تر) و مرکزی (با رنگی روشن تر) تشکیل شده است. در وسط بخش مرکزی کلیه حفره‌ای به نام لگنچه وجود دارد که به میزنای متصل است (شکل ۲).

شکل ۲- ساختمان درونی کلیه

هر لوله ادرارساز (نفرون) از بخشی بنام کپسول بومن درست شده که در داخل آن یک شبکه مویرگی بنام دانه مالپیگی قرار دارد. کپسول بومن به لوله پر پیچ و خمی متصل است که بخش انتهایی آن که لوله جمع کننده ادرار نامی‌ده می‌شود به لگنچه ختم می‌شود. چندین هزار کپسول بومن در بخش قشری هر کلیه وجود دارد.

فشار خون موجود در دانه مالپیگی باعث تراوش مقداری از پلاسمای خون به درون کپسول بومن می‌شود. پروتئین‌های موجود در پلاسما مولکول‌های درشتی هستند و نمی‌توانند از جدار مویرگ‌ها خارج شوند، بنابراین مایع تراوش شده به کپسول بومن فاقد پروتئین است. بیشتر ترکیب آن را آب، املاح معدنی، گلوکز، اوره و اسید اوریک تشکیل می‌دهد. خون تراوش شده به کپسول بومن وارد لوله پیچ و خم دار نفرون شده و با شبکه مویرگی دیگری که دور این لوله را فرا می‌گیرد مواجه می‌شود. این شبکه مواد لازم پلاسما را از محلول درون لوله نفرون باز جذب می‌کند و مواد باقیمانده ادرار را بوجود می‌آورند، که از انتهای لوله نفرون به سینوس کلیه ریخته و از آنجا وارد لگنچه و میزنای می‌شود، و از طریق میزنای به مثانه می‌رود و در آنجا می ماند تا در موقع دفع ادرار از بدن خارج شود.

شکل ۳- ساختمان و کار یک لوله ادرارساز

در جدول زیر تفاوت‌های ترکیب ادرار و پلاسما را در مورد موادی که معمولا توسط ادرار دفع می‌شوند، مشاهده می‌کنید. ترکیب ادرار در نتیجه نوع غذا، درجه حرارت و فعالیت بدن و میزان آبی که می خوریم، تغییر می‌کند.

 گنجایش مثانه حدود ۴۰۰ سانتیمتر مکعب است. مجرای خروج ادرار به وسیله یک عضله حلقوی بنام اسفنگتر بسته است که نمی‌گذارد ادرار خارج شود. در موقع خروج ادرار این عضله از انقباض خارج می‌شود و عضلات دیواره مثانه منقبض می‌شوند و ادرار با فشار از مثانه خارج می‌شود.

کودکان از ۳ سالگی به بعد می‌توانند به طور ارادی اسفنگتر خروج ادرار را کنترل کنند.

تنظیم آب و فشار اسمزی داخل بدن

بدن ما با نوشیدن آب و خوردن غذا مقداری آب بدست می‌آورد و از راه تبخیر و ادرار و دفع مدفوع مقداری آب از دست می‌دهد.

تبخیر از پوست بدن، همیشه صورت می‌گیرد ولی در موقع عرق کردن مقدار آن افزایش می‌یابد، هوای خارج شده از شش‌ها نیز به مقدار زیادی بخار آب دارد (از بخار آب اشباع شده است) با وجود این میزان آب موجود در مایعات بدن مانند خون تقریبا ثابت است. این تنظیم را کلیه انجام می‌دهد. اگر خون رقیق تر شود (یعنی آب آن زیادتر شود)، از میزان آب باز جذب شده در لوله‌های نفرون (لوله‌های ادرارساز) کاسته می‌شود. پس مقدار آب دفع شده از راه ادرار افزایش می‌یابد.

اگر خون غلیظ تر شود (یعنی آب آن کمتر شود)، آب بیشتری از لوله‌های نفرون باز جذب می‌شود و مقدار آب دفع شده از راه ادرار کاهش می‌یابد.

همانطور که در بحث اسمز خوانده اید، فشار اسمزی درون خون و سایر مایعات بدن باید ثابت باشد (و یا تغییرات آن بسیار کم و محدود باشد). کلیه علاوه بر تنظیم مقدار آب خون، تنظیم فشار اسمزی خون را نیز به عهده دارد.

کاهش و افزایش باز جذب آب در لوله‌های نفرون را هورمونی بنام ADH که از هیپوفیز یسین ترشح می‌شود کنترل می‌کند. وقتی آب خون کم شود ترشح ADH افزایش می‌یابد و باعث افزایش میزان باز جذب آب می‌گردد. وقتی آب خون زیاد می‌شود ترشح ADH کاهش می‌یابد و در نتیجه میزان باز جذب آب کم می‌گردد.

پرسش‌ها

۱- چه تفاوت‌هایی بین ترکیب خون در سرخرگ و سیاهرگ کلیوی وجود دارد؟

۲- هریک از کارهای زیر در کدام بخش دستگاه ادراری انجام می‌شود؟ تراوش – باز جذب – ذخیره ادرار – تنظیم فشار اسمزی خون

۳- معمولا در زمستان مقدار ادرار افزایش می‌یابد و در تابستان کاهش نشان می‌دهد. علت آن را توضیح دهید.

۴- مسیر مولکول‌های اوره را از محل تولید تا محل دفع از بدن مشخص کنید.

منابع

۱- Albert Kaskel – Merill Biology – 1992

۲-D. G. mackean – GCSE Biology – 1988

۳- Eldon D.Enger Concepts in Biology – 1991

۴- گایتون – فیزیولوژی پزشکی – ۱۹۸۳

۵- سند گل – فیزیولوژی