آناتومی کلیه
آناتومی ظاهری
کلیه انسانی، یک جفت ارگان لوبیایی شکل است که در ناحیه خلف صفاقی (رتروپریتونئال) قرار گرفتهاند. محل قرارگیری آنها به صورت طبیعی در قسمت فوقانی تا محاذات دندهی 12 و قسمت تحتانی تا سومین مهرهی کمری قرار گرفته است. وزن تقریبی کلیهها در مردان gr170-125 و در زنان gr155-115 است. ضخامت کلیهها در حدود cm3-5/2 و طول آنها cm12-11 میباشد که نسبت به سن و جنس فرق دارد. عرض کلیه cm5/7-5 و ضخامت کورتکس حدوداً cm1 است. در سونوگرافی میتوان ابعاد کلیه را اندازه گرفت. در نارسایی حاد کلیه (ARF) سایز کلیه نرمال است ولی در نارسایی مزمن کلیه (CRF) چون زمان طولانی است سایز کلیه کوچک میشود.
در برش عمودی کلیهها، دو ناحیه مجزا مشاهده میشود. ناحیه بیرونی کمرنگتر یا کورتکس، حدود 1سانتیمتر ضخامت دارد. ناحیه تیرهرنگ داخلی مدولا نام دارد و از 6 تا 15 (به طور میانگین 8) ساختمان مخروطی شکل تحت عنوان هرم (پیرامید) تشکیل شده است. قاعده هریک از هرمها در محل اتصال کورتکس و مدولا قرار گرفته و رأس آن، پاپیلا، به سمت ناف کلیه امتداد مییابد. مدولا نیز متعاقباً به دو ناحیه خارجی که حاوی رشتههای خارجی و داخلی مدولای خارجی است و یک ناحیه داخلی که پاپیلا را دربر میگیرد تقسیم میشود. این تمایز که از نظر ظاهری واضح است، حائز اهمیت میباشد چرا که اجزای ویژه عروقی و توبولی هر ناحیه، همگی در عملکرد کلیه که در بخشهای بعدی توضیح داده میشوند مهم هستند.
ناحیه تورفته داخلی کلیه، محل ناف کلیه است که از آن شاخههای شریان و ورید کلیوی، لنفاتیک، اعصاب و نیز بخش متسع شده فوقانی حالب که لگنچه کلیوی نامیده میشود، عبور میکنند. لگنچه با یک فضای تخت داخل کلیوی که سینوس نامیده میشود، ارتباط دارد که در آن لگنچه به کالیسهای بزرگ (ماژور) و کوچک (مینور) تقسیم میشود تا ادرار تشکیل شده را از درن مجاری جمعکننده که در هرمهای کلیه به هم میپیوندند تخلیه کند.
خونرسانی کلیه
خون هر کلیه، از طریق شریان اصلی کلیوی که از آئورت در سطح مهره اول کمری جدا میشود، تأمین میگردد. شریان کلیوی از طریق ناف وارد شده و اغلب به دو شاخه اصلی سگمنتال تقسیم میشود که این شاخهها نیز متعاقباً به چندین شریان لوبی که نواحی فوقانی، میانی و پایینی کلیه را خونرسانی میکنند، تقسیم میشود. این عروق، همزمان با ورود به پارانشیم کلیه بیشتر تقسیم میشوند و شریانهای بین لوبی را میسازند که از حاشیه بیرونی هرمهای مدولری به سمت کورتکس امتداد مییابند. در محل اتصال کورتکس و مدولا، این شریانهای کوچکتر، شریانهای عمودی را به وجود میآورند که در مسیر قوسیشکل امتداد پیدا میکنند و شریانهای قوسی نامیده میشوند. شریانهای بین لوبولی از شریانهای قوسی منشأ میگیرند که به طور عمودی به داخل کورتکس شاخه شاخه میشوند. عروق گلومرولی خون را از شریانچههای آوران که خود از شاخههای انتهایی شریانهای بین لوبولی منشأ میگیرند، دریافت میکنند. شریانچههای وابران بستر عروق گلومرولی را ترک کرده و شبکهای عروقی در اطراف ساختمانهای توبولی تشکیل میدهند. شریانچههای وابران گلومرولهای نزدیک مدولا، حلقههای عروقی سنجاقی شکلی به نام عروق مستقیم (vasa recta) تشکیل میدهند که به طور عمقی درون مدولا امتداد مییابند.
عصبگیری کلیه
کلیهها به طور فراوانی توسط سیستم عصبی اتونوم عصبدهی میشوند. پایانههای عصبی سمپاتیک در تمامی قسمتهای عروقی کلیه، توبولها و دستگاه جنب گلومرولی (ژوکستاگلومرولی) وجود دارد. تحریک سیستم سمپاتیک کلیوی سبب آزادسازی رنین از سلولهای نزدیک گلومرول شده که باعث افزایش تولید آنژیوتانسین و آلدوسترون میشود.
نفرون
واحد اصلی ساختاری و عملکردی کلیه، نفرون است. هریک از کلیههای انسان به طور تقریبی، 1 میلیون نفرون دارد و هر نفرون از 2 قسمت عمده تشکیل شده است: 1) جزء فیلترهکننده که دربر گیرنده یک شبکه درهم پیچیده عروقی به نام جسمک کلیوی است و 2) توبولهای متصل به آن. اغلب اجزای جسمک کلیوی، درون گلومرول جای گرفته و شامل کپسول بومن است که به نوبه خود، مجموعه عروقی را محصور میکند. اجزای توبولی که از کپسول بومن خارج میشوند به ترتیب عبارتند از: لوله پیچیده نزدیک (توبول پروگزیمال)، یک قسمت پیچخورده و یک بخش مستقیم، قوس هنله (که از قسمت مستقیم توبول پروگزیمال، بازوی باریک نزولی، قسمت باریک صعودی نفرونهای با لوب بلند و قسمت ضخیم صعودی مدولری [MTAL] تشکیل شده است) و توبول دیستال، که خود شامل این بخشها است: قسمت کورتیکال بازوی صعودی ضخیم که در نزدیکی قطب گلومرولی حرکت کرده و ماکولا دنسا و جزء پس از ماکولا را میسازند و قسمت پیچیده توبول دیستال. در ادامه، سیستم مجاری جمعکننده قرار داشته که شامل بخش ارتباطی و مجاری جمعکننده بوده و دارای هر دو بخش کورتیکال و خارجی و داخلی مدولری میباشد.
نفرونها عمدتاً براساس داشتن قوس هنله بلند یا کوتاه به دو دسته تقسیم میشوند: 1) نفرونهای دارای قوس کوتاه معمولاً از مناطق سطحی و میانی کورتکس منشأ میگیرند و قوس هنله آنها در مدولای خارجی ختم میشوند. 2) در مقابل، نفرونهای با قوس بلند از ناحیه نزدیک مدولا (محل اتصال کورتکس به مدولا) منشأ میگیرند و قوسهای هنله آنها تا مدولای داخلی امتداد مییابد. جزء اندکی از این نفرونهای نزدیک مدولری قوسهایی دارند که به طور عمقی به مدولای داخلی نفوذ کرده که پیش از بازگشت به سمت بالا، به پاپیلا میرسند.
جسمک کلیوی (گلومرول)
گلومرول شبکه منحصر به فردی از مویرگهایی است که بین شریانچههای آوران و وابران آویزان هستند و توسط یک ساختمان اپیتلیالی محصور میشوند (کپسول بومن). مویرگها در ساختاری لوبولی، به نام دستههای گلومرولی سازمان یافتهاند و توسط یک لایه نازک سلولهای اندوتلیالی پوشیده شدهاند. قسمت مرکزی گلومرول حاوی مزانژیال بوده که از سلولهای مزانژیال و ماتریکس مزانژیالی اطراف آن تشکیل میشود. اجزای دیگر گلومرول عبارتند از: 1) غشای پایه گلومرولی و 2) سلولهای اپیتلیال جداری و احشایی.
شریانچههای آوران و وابران از قطب عروقی گلومرول وارد و خارج میشوند و کپسول بومن در قطب ادراری به صورت توبول پروگزیمال امتداد مییابد. شریانچه وابران، شبکه مویرگی دیگری را تشکیل میدهد که توبولهای مجاور را برای تشکیل شبکه مویرگی اطراف توبولی، دربر میگیرد.
بنابراین، اجزای جسمک کلیوی عبارتند از:
1) اپیتلیوم جداری کپسول بومن و
2) اپیتلیوم احشایی محصورکننده کلافه گلومرولی
3) سلولهای اندوتلیال مفروشکننده مویرگها،
4) غشای پایه گلومرولی
5) سلولهای مزانژیال داخل گلومرولی که در ماتریکس مزانژیال قرار دارند. این اجزا به صورت همزمان به منظور حفظ نفوذپذیری بالای مایعات عمل کرده و باعث نفوذپذیری انتخابی اندازه و بار، در فرایند اولترافیلتراسیون میشوند.
سلولهای اپیتلیال
سلولهای اپیتلیال احشایی یا پودوسیتها، پریسیتهای بسیار تمایزیافته با ساختارهای پیچیده سلولی و خصوصیات بارز سطحی هستند که به بهترین نحو به شکل بیرونزدگیهای انگشتی شکل که به سمت اندوتلیوم گلومرولی امتداد مییابند، توصیف شدهاند. بین این برجستگیها که زواید پایی نامیده میشوند، صفحه شکافداری قرار میگیرد، که مهمترین مانع در انتقال ماکرومولکولها به داخل ماده فیلتره شده است. انواع ارثی سندرم نفروتیک همراه با جهش در ژنهایی است که تولیدات آنها در ساختار صفحه شکافدار قرار میگیرند و از سلولهای پودوسیت مشتق میشوند. جهشها شامل جهش در نفرین، پودوسین، الفا- اکتین 4 و پروتئین همراه با CD2 میباشد. یک جهش فعالکننده در گیرنده کاتیونی کانال 6 (یک پروتئین پودوسیتی دیگر)، موجب نوع مادرزادی اسکلروز فوکال گلومرولی میشود که شروع این بیماری در هفته 3 و 4 زندگی است. آسیب به پودوسیتها باعث پروتئینوری میشود و اختلالات ساختار پودوسیت، باعث جمعشدگی و یا محوشدگی زواید پایی و نهایتاً پروتئینوری میگردد. این تغییرات، ویژگی اصلی تمامی سندرمهای پیشرونده بیماریهای کلیوی است.
سلولهای اندوتلیال
لایه نازکی از سلولهای اندوتلیال منفذدار، مجرای مویرگ گلومرولی را میپوشانند. این منافذ، از هر جای دیگر بدن بزرگتر هستند و به نوبه خود، مسئول ضریب بالای فیلتراسیون گلومرولهای انسانی هستند. پوشش سلولی که غنیاز گلیکوپروتئین پلیآنیونیک است سطح اندوتلیالی را میپوشاند و مسئول نفوذپذیری پایین پروتئینهایی با بار منفی، ماند آلبومین است و سدّ فیلتراسیون گلومرولی را میسازد. مانند سایر قسمتهای بدن، این سلولهای اندوتلیال مسئول تنظیم انعقاد، التهاب و تونوسیته وازوموتور میباشند. آنهای آنتیژنهای سطحی مجموعه سازگاری نسجی کلاس II و مولکولهای چسبان لوکوسیت را بروز میدهند، فاکتورهای IXa و Xa را جذب میکنند، فاکتور ونویلبراند را ترشح و جذب میکنند و نیز اندوتلین I و اکسید نیتریک را ساخته و ترشح میکنند. کاهش فعالیت فاکتور رشد اپیدرمال عروقی در سلول اندوتلیال گلومرولی عامل سندرم پره اکلامپسی است.
غشای پایه گلومرولی
غشای پایه گلومرولی، لایهای از ژل آبدار است که از گلیکوپروتئینهای حاوی رشتههایی از کلاژن درهمتابیده (کلاژن نوع IV و V) تشکیل شده است. هپارینازی که گلیکوپروتئینهای غنی از هپارین را تجزیه میکند سبب افزایش قابل توجه نفوذپذیری غشای پایه به پروتئینهای آنیونی میگردد که نشاندهنده این نکته است که غشای پایه شاخص مهمی در سدّ فیلتراسیون پروتئینی گلومرول است. این اجزاء هم توسط پودوسیت و هم سلولهای اندوتلیال ساخته میشوند. فقدان کلاژن IV به علت جهش ژن کدکننده بخش الفا5 از کلاژن نوع IV که بر کروموزوم X قرار دارد، باعث ایجاد سندرم آلپورت میگردد.
مزانژیوم
مویرگهای گلومرولی در داخل ساختاری قرار دارند که مزانژیوم نامیده میشود و شامل سلولهای مزانژیالی است که در ماتریکس مزانژیال قرار گرفتهاند. سلولهای مزانژیال خصوصیات ساختاری سلولهای عضله صاف را دارا هستند و در ساختمان خود اکتین، میوزین و آلفا- اکتین دارند. این سلولها توسط زواید سیتوپلاسمی به یکدیگر اتصال دارند و توسط میوفیبریلهایی که همراهی با فیبرونکتین، فراوانترین پروتئین ماتریکس مزانژیال، دارند اتصال محکمی با غشای پایه برقرار میکنند. این نحوه قرارگیری، نیروی انقباضی سلولهای مزانژیال را تحت تأثیر قرار میدهد. تعداد کمی از سلولهای مزانژیال در روند فاگوسیتوز ماکرومولکولهایی نظیر کمپلکس ایمنی دخالت دارند. این سلولها، گیرندههایی برای عوامل رشد، نظیر فاکتور رشد مشتقشده پلاکتی (PDGF)، پپتیدهای انقباضی مانند اندوتلین، آرژینین وازوپرسین و سیتوکاینها دارند. این سلولها به دنبال تحریک با این عوامل رشد، ماتریکس خارج سلولی تولید میکنند و ممکن است در تولید غیرطبیعی ماتریکس که در بسیاری از انواع بیماریهای گلومرولی وجود دارد، شرکت کنند.
دستگاه جنب گلومرولی (juxtaglomerular apparetus)
در محلی بین ورود و خروج شریانچهها، مجموعهای از سلولهای توبول دیستال که در ارتباط نزدیکی با هر گلومرول است، وجود دارد که ماکولا دنسا خوانده میشود. این سلولهای تخصصیافته، به همراه ماتریکس عملکردی مزانژیوم و سلولهای ویژه گرانولر شریانچههای شرکتکننده، دستگاه جنب گلومرولی را تشکیل میدهند. در شرایطی که دریافت نمک بدن تغییر میکند، این ناحیه فیلتراسیون گلومرولی را تنظیم میکند که طی آن، جریان ورودی کلرید سدیم (NaCl) به این ناحیه، در روندی که خودتنظیمی توبولوگلومرولار نام دارد، ثابت میماند. تعدیل خودتنظیمی توبولوگلومرولی توسط سیستم رنین آنژیوتانسین، اکسید نیتریک و آدنوزین میتواند با تخریب ژنتیکی این سیستمها، آشکار شود. تخریب سلولهای تولیدکننده رنین دستگاه جنب گلومرولی، باعث تکامل غیرطبیعی کلیه میشود، این نکته نشاندهنده این است که این سلولهای در شکلگیری و تکامل کلیه طبیعی نقش دارند. این ساختار همچنین محل ساختهشدن رنین است که آن هم به غلظت نمک حساس است. این سلولها، عصبرسانی غنی از نورونهای سمپاتیک دارند.
توبول
جسمک گلومرولی، مانده اولترافیلتره را به سمت توبولهای کلیوی هدایت میکند. توبول پروگزیمال، از قطب ادراری گلومرول آغاز میشود و دارای دو بخش است. بخش ابتدایی لوله، توبول پیچیده پروگزیمال است که در کورتکس قرار دارد. بخش دوم، قسمت مستقیم توبول پروگزیمال است که، در شعاعهای مدولری قرار دارد و برای تشکیل قسمتی از قوس هنله وارد مدولا میشود. بخش نازک نزولی قوس هنله در مدولا دور زده و به سمت کورتکس باز میگردد تا توبول دیستال را تشکیل دهند. توبول دیستال از دو بخش تشکیل شده است: 1) بخش ضخیم صعودی قوس هنله و 2) توبول پیچیده دیستال. توبول دیستال به ناحیه ارتباطی ختم میشود که منطقهای انتقالی بین توبول دیستال و لولههای جمعکننده است. بخش جمعکننده ادرار از مجرای جمعکننده کورتیکال (CCD) و مجاری جمعکننده مدولری داخلی و خارجی تشکیل شده است. قسمتهای مختلف مجرای جمعکننده در توزیع منطقهای، در مجموعه سلولی که در هر قسمت وجود دارد، در توزیع منطقهای انتقالدهندههای خاص هر قسمت و نیز حساسیت به هورمونها با یکدیگر تفاوت دارند. مجاری جمعکننده، در مجاری جمعکننده پاپیلری یا مجاری بلینی خاتمه مییابند و ادرار از نوک پاپیهای کلیه به لگنچه تخلیه میشود.
اجزای فیزیولوژی کلیه
عملکرد اصلی کلیههای حفظ و تنظیم ترکیب مایع بدن (شامل توده گلبول قرمز)، دفع مواد زاید تولید شده طی متابولیسم و نیز مواد خارجی تنظیم تعادل کلسیم و فسفر میباشد. ارگچه فیلتراسیون، بازجذب و ترشح، اجزای اصلی تنظیم ترکیب مایع بدن را تشکیل میدهند، اما توانایی کلیهها در ساخت، متابولیزه کردن و ترشح هورمونها و لیپیدهایی که در متابولیسم الکترولیتها و فشار خون دخالت دارند، کمتر روشن است. مرحله اصلی این روند تولید یک اولترافیلتره پلاسمایی در گلومرول است. این مایع که فاقد اجزای سلولی و بسیاری از پروتئینهای پلاسمایی است، از قسمتهای مختلف توبولی عبور میکند و محتوای اولیه آن با مکانیسمهای بازجذب و ترشح تغییر میکند تا میزان مایع و ترکیب یونی بدن که از طریق متابولیسم و رژیم غذایی دستخوش تغییر شده بود، مجدداً به حالت اولیه بازگردد.
جریان خون کلیهها
کلیهها تقریباً یک پنجم برونده قلبی را دریافت میکنند که بیشترین میزان جریان خون به ازای وزن هر عضو در بدن است. گلومرول، در هر دقیقه، یک چهارم از جریان خون رسیده به کلیه را فیلتره میکند. سلولهای خونی و پروتئین از سدّ فیلتراسیون عبور نمیکنند و وارد شبکه مویرگی اطراف توبولی شده که فشار بالای انکوتیک آنها به بازجذب مایع فیلتره شده از توبول به جریان خون کمک میکند. مدولا که از طریق خون پس از گلومرولی مویرگهای تخصص یافته وازارکتا مشروب میشود، تنها 15 درصد از جریان خون کلیوی (RBF) را دریافت میکند. کلیههای طبیعی توانایی خودتنظیمی RBF را دارا هستند و در مقادیر مختلف فشار شریانی، خون ثابتی به کلیهها میرسد. با افزایش فشار شریانی، با عملکرد این سیستم، مقاومت در شریانچه آوران افزایش و در شریانچه وابران کاهش مییابد و تغییرات معکوسی در هنگام کاهش فشار شریانی در مقاومت آوران وابران رخ میدهد. هم واکنش ذاتی شریانچهها به تغییرات فشار خونرسانی و هم عمل خودتنظیمی توبولوگلومرولار، در این تغییرات تطابقی در شرایط طبیعی دخالت دارند. به هر حال، در کلیههای نارسا، این فرایند بسیار محدود است.
میزان فیلتراسیون گلومرولی
ماده اولترافیلتره خونی در گلومرول با اعمال نیروهای استارلینگ همانند سایر بسترهای مویرگی، تشکیل میشود. گردش خون گلومرولی به خوبی برای میزان بالای اولترافیلتراسیون سازگاری یافته است: فشار بالای اولترافیلتراسیون توسط شریانچههای آوران و وابران که نفوذپذیری آبی غیرطبیعی بالایی در سدّ فیلتراسیو دارند، تولید میشود و نیز مسیر پیچخورده مویرگی گلومرول، سطح فیلتراسیون را افزایش میدهد و همه این عوامل سبب افزایش حجم مایع ورودی به توبول میشوند. میزان فیلتراسیون گلومرولی (GFR) طبیعی که برحسب جثه، سن، رژیم غذایی و شرایط فیزیولوژیک متفاوت است، به طور معمول برای زنان mL/min100، و برای مردان mL/min120 درنظر گرفته میشود. حاملگی طبیعی میزان GFR را میافزاید. اگرچه دقیقترین راه اندازهگیری GFR، بررسی کلیرانس اینولین است، اما انجام این روش بسیار مشکل بوده و بنابراین جهت مقاصد غربالگری بالینی مناسب نمیباشد. به جای آن، کلیرانس کراتینین سرم و کراتینین اندوژن، مصرف بالینی بیشتری در تخمین GFR دارد. بسیاری از تغییرات در عملکرد گلومرول، میتوانند سبب کاهش GFR شوند که ویژگی اصلی و برجسته بیماری کلیوی است. این تغییرات شامل این موارد است: کاهش تعداد نفرونها که در بیماری مزمن کلیه ایجاد میشود، کاهش خونرسانی گلومرول در زمینه افت جریان خون عمومی یا افزایش مقاومت به طور اختصاصی در شریانچههای آوران یا انسداد جریان ادراری در زمینه انسداد جریان خروجی مثانه، کاهش جریان خون، بدون کاهش فشار هیدروستاتیک که در موارد شدید نارسایی قلبی رخ میدهد نیز GFR را از طریق کاهش فشار خالص اولترافیلتراسیون میکاهد، بیماری کلیوی، خواه اولیه و خواه ثانویه، میزان تولید مایع فیلتره را با ترکیبی از این مکانیسمها کاهش میدهد.
عملکرد توبولی
محتوای مایع فیلتره شده گلومرولی با عبور از قسمتهای مختلف نفرون تا تشکیل ادرار، تغیر مییابد. جذب خالص از مایع فیلتره شده در مورد سدیم (+Na)، کلرید (-Cl)، آب، بیکربنات (-3HCO)، گلوکز، آمینواسیدها، فسفات، کلسیم (2+Ca)، منیزیم (2+Mg)، اسید اوریک و سایرین انجام میگیرد، در حالی که یون هیدروژن (+H)، یون آمونیوم (+4NH) و مقادیر زیادی از اسیدهای آلی و بازها به مایع فیلتره شده، اضافه میشوند. اوره و پتاسیم هم بازجذب و هم ترشح میشوند و نتیجه خالص، عمدتاً بستگی به شرایط فیزیولوژیک و رژیم غذایی دارد. یکی از خصوصیات ممتاز توبولهای کلیوی، انواع مختلف سلولی آن است و این تفاوتها، ویژگیهای منحصر به فرد انتقالی آنها را توضیح میدهد. پروتئینهای انتقالدهنده که خاص هر بخش میباشند و با داروهای متفاوت، عملکردشان مهار میشود گویای این تفاوت سلولی است. نقش هر بخش توبول در تولید نهایی ادرار به طور جداگانه توضیح داده میشود.
عملکردهای هوموستازی کلیه |
||
|
عملکرد |
مکانیسم |
اجزای درگیر |
|
دفع مواد زاید |
فیلتراسیون گلومرولی ترشح توبولی کاتابولیسم توبولی |
اوره، کراتینین اورات، لاکتات، داروها (دیورتیک) هورمونهای هیپوفیزی، انسولین |
|
تعادل الکترولیتی |
جذب توبولی NaCl ترشح توبولی +K ترشح توبولی +H بازجذب توبولی آب انتقال توبولی 2+Ca، فسفات، 2+Mg |
وضعیت حجمی، تعادل اسمولی غلظت پتاسیم تعادل اسید و باز تعادل اسمولی هوموستاز 2+Ca، فسفات، 2+Mg |
|
تنظیم هورمونی |
تولید اریتروپویتین فعالسازی ویتامین D |
توده گلبول قرمز خون هوموستاز کلسیم |
|
تنظیم فشار خون |
تغییر میزان دفع سدیم تولید رنین |
حجم خارج سلولی مقاومت عروقی |
|
هوموستازگلوکز |
گلوکونئوژنز |
تولید گلوکز در گرسنگی طولانی |
توبول پروگزیمال
توبول پروگزیمال حداقل 60 درصد از بار فیلتره شده +Na، -Cl، آب، اوره، پتاسیم و 90 درصد از بیکربنات فیلترشده را باز میگرداند. این میزان بالای جذب بدون تغییر در شیب اسموتیک بین خون و مایع فیلتره، انجام میپذیرد. تقریباً همه گلوکز و آمینواسیدها حین عبور از توبول پروگزیمال جذب میشوند. فسفات در این منطقه بازجذب میشود و میزان فعالیت انتقالدهنده آن، بستگی بسیار به هورمون پاراتیروئید (PTH) دارد. مکانیسم اولیه انتقال این محلولها از توبول پروگزیمال، وابسته به انتقال فعال +Na توسط انتقالدهنده سدیم پتاسیم آدنوزین تریفسفاتاز (ATPase، +K، +Na) در غشای قاعدهای جانبی است، در حالی که انتقالدهندههای فعال ثانوی در غشاهای حاشیه مسواکی سمت لومنی توبولهای پروگزیمال قرار دارند.
ویژگی ساختاری توبول پروگزیمال که حجم بالایی از انتقال داخل اپیتلیالی را ممکن میسازد، وجود حاشیههای مسواکی فراوان غشاهای لومینال است که سطح غشایی را بسیار بالا میبرد. این قطبیت اپیتلیوم کلیوی، زیربنای انتقال بالای اپیتلیومی نفرون است.
خصوصیت دیگری که برای اپیتلیوم انتقالدهنده توصیفشده است، وجود مناطق بسیار تخصصیافتهای است که سلولها در هم ادغام شدهاند و کمپلکسهای اتصالی نامیده میشوند. این کمپلکسها در غشای رأسی حضشور دارند و نه تنها سلولها را به هم متصل کرده و قطبیت را برقرار میسازد، بلکه یک فضای بالقوه نیز ایجاد میکند که آب و محلول میتوانند از مسیر اطراف سلولی عبور نمایند. طبقهبندی الکتریکی توبول پروگزیمال به عنوان اپیتلیوم نشتکننده (leaky epithelium) با ویژگیهای اختصاصی اجزای کمپلکس اتصالی تعیین میشود. عبور آب از میان این کانالها و تفاوت در انتخابی بودن آنها برای مواد محلول، منجر به ایجاد اثر کشش حلال میشود که حرکت زیاد آب و نمک را درپی دارد. اجزای پروتئینی کمپلکس اتصالی ممکن است نارسا باشد و به اختلال انتقال، نظیر هیپرکلسیوری مادرزادی ذکر شده در سندرم هیپرکلسیوری هیپومنیزمیک منجر شود، که در آن موتاسیون یکی از اجزای paracellin به نظر میرسد که مسئول دفع ادراری 2+Ca و 2+Mg است.
بازجذب -3HCO در توبول پروگزیمال، کارایی بینظیر ارتباطات عملکردی- ساختاری را آشکار میسازد. پروتونها از طریق عملکرد پمپ مبادلهکننده +H- +Na (NHE) که در حاشیه مسواکی قرار دارد، به داخل لومن ترشح میشوند. این انتقالدهنده توسط آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP) تنظیم میشود و عملکرد آن بستگی به ارتباطات ساختمانی ویژه بین فاکتورهای وابسته به NHE (NHERF) و اسکلت سلولی دارد. انرژی بالقوهای که از تفاوت غلظت +Na با عملکرد ATPase، +K، +Na ایجاد میگردد، نیروی محرکه این تبادل است. سپس -3HCO تولید شده، از غشای قاعدهای- جانبی به همراه +Na از راه انتقالدهنده همزمان (co-transpotr) -3HCO- +Na عبور میکند. عملکرد مؤثر این سیستم با دو ایزوآنزیم کربنیک انهیدراز تسهیل میشود، یکی که در غشای لومینال واقع است و اسید کربنیک تولید شده از راه ترشح +H به لومن را دهیدراته مینماید و دیگری که داخل سلول قرار دارد و از یون هیدروکسیل که از راه خروج +H از سلول ایجاد میشوند، -3HCO تولید مینماید. وقتی عملکرد NHE با مبادلهکننده formate/Cl- که در غشای رأسی توبول پروگزیمال قرار دارد، همراه گردد، اثر نهایی آن، بازجذب NaCl است. بنابراین، قطبیت این فرایندهای انتقالدهنده و جفتشدن آنها با یکدیگر سبب ترشح کارامد پروتون و بازجذب NaCl و -3HCO +Na با حداقل مصرف انرژی میگردد.
انتقال فسفات از طریق انتقالدهنده همزمان فسفات وابسته به سدیم در توبول پروگزیمال صورت میگیرد که توسط هورمونها تنظیم میشود. هورمون پاراتیروئید (PTH) ترشح شده از غدد پاراتیروئید، دفعکننده ادراری فسفات است و مانع انتقال فسفات از طریق گیرنده جفتشده با G- پروتئین میشود که این امر تولید آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP) را در سلول توبول پروگزیمال کاهش میدهد. مطالعات ژنتیکی بر روی اختلالات خانوادگی متابولیسم فسفات، نشان دادهاند که جهشها در ژنهایی است که بازجذب فسفاتر را تنظیم میکنند. فاکتور 23 رشدی فیبروبلاست (FGF-23) احتمالاً مهمترین عامل، در این زمینه میباشد و مهمترین تنظیمکننده بازجذب کلیوی فسفات و سنتز 25 و 1- دهیدروکسی ویتامین D است. جهشهای فعالکننده در FGF-23، عامل راشیتیسم هایپوفسفاتمیک اتوزومال غالب و استئومالاسی مرتبط با تومور، میباشد. FGF-23، مانع بازجذب فسفات از طریق کاهش بیان انتقالدهندههای فسافت وابسته به سدیم میشوند. منبع عمده FGF-23، استئوسیتها و استئوبلاستها هستند. افزایش بیش از حد سطح FGF-23 ویژگی نارسایی مزمن کلیوی است و احتمالاً عامل نقص در ساختن 25 و 1- دهیدروکسی ویتامین D، در این بیماری میباشد.
در بخش مستقیم توبول پروگزیمال، اسیدهای آلی مانند اسید اوریک و داروهایی مانند پنیسیلین ترشح میشوند. بسیاری از دیورتیکها نیز در این قسمت از نفرون ترشح میشوند و از انتقال لومینال مواد محلول در محلهای خاصی از نفرون ممانعت میکنند. به علاوه، ساخت آمونیوم که یک مرحله مهم در دفع اسید است، نیز در این بخش از توبول پروگزیمال انجام میشود. نیروهای فیزیکی اطراف توبول نیز، بازجذب آب و مواد محلول در توبول پروگزیمال را کنترل میکنند. برای مثال، فشار هیدروستاتیک بالا در مویرگهای اطراف توبولی که در زمان افزایش حجم رخ میدهد، در بازجذب آب و سدیم از توبول پروگزیمال اختلال ایجاد میکنند. در مقابل، فشار انکوتیک کلوئیدی بالا در این مویرگها، جذب آب و الکترولیتها از توبول پروگزیمال را تسریع مینماید. عامل تعیینکننده اولیه این نیروهای فیزیکی، کسر ترشحی و یا بخشی از پلاسما است که فیلتره میشود؛ این میزان در افزایش حجم، پایین و در نارسایی قلبی، بالا است.
قوس هنله
قوس هنله در محل تلاقی کورتکس و مدولا به صورت شاخه نازک نزولی آغاز میشود. سپس دور زده و نحنای سنجاق مانندی را ایجاد کرده و به شکل شاخه نازک صعودی ادامه مییابد. آنگاه در مدولای خارجی به شاخه ضخیم صعودی مدولاری (MTAL) تبدیل میشود و در نهایت در ماکولا دنسا در برابر گلومرولی که از آن منشأ گرفته بود، خاتمه مییابد. هر قسمت از قوس، نفوذپذیری متفاوتی برای آب و NaCl دارد در نتیجه حدود 15 درصد از حجم ماده ایزوسموتیک اولترافیلتره شده جذب میگردد، اما این میزان برای NaCl حدود 25 درصد میباشد. در نتیجه نفوذپذیری انتخابی این بخشها جذب غیرفعال آب در شاخه نازک نزولی و جذب نمک در شاخه نازک صعودی قوس انجام میپذیرد. این جذب متفاوت، مایع ایزوسموتیک ورودی از توبول پروگزیمال را به مایع رقیقی تبدیل میکند که به توبول دیستال تحویل داده میشود.
بخش اصلی شرکتکننده در فرایند رقیقسازی مایع توبولی و نیز ایجاد غلظت بالای بافت بینابینی مدولری، MTAL میباشد. شاخه MTAL، NaCl را طی یک روند فعال وابسته به انرژی جذب میکند. به طور اختصاصی، انتقالدهنده لومینال شامل یک انتقالدهنده همزمان Na+-K+-2Cl- میباشد (NKCC2). خروج –Cl از سلول از راه یک کانال کلری است که فعالیت آن با افزایش غلظت کلر داخل سلولی تقویت میشود. +K ورودی به سلول از راه این انتقالدهنده همزمان، مجدداً بازچرخش پیدا کرده، وارد کانالهای پتاسیمی در غشای لومینال شده و چندین نقش را ایفا میکند: به طوری که فعالیت انتقالدهنده همزمان را برقرار نگه میدارد، ترشح پتاسیم را امکانپذیر میسازد و یک پتانسیل مثبت بین سلولی فراهم میآورد که جذب +Na، 2+Ca و 2+Mg را از طریق مسیرهای کاتیونی اطراف سلولی پیش میبرد. این انتخابی بودن کاتیونی توسط پروتئینهای خاص اطراف سلولی Paracellin، تعیین میشود. نقص ژنتیک در هریک از این پروتئینها در بیماران مبتلا به سندرم بارتر کلاسیک دیده شده است. از آنجا که این بخش به آب نفوذناپذیر است، مایع خروجی از شاخه ضخیم صعودی در مقایسه با پلاسما به خاطر جذب فعال نمک، هیپوتونیک است، که مرحلهای حساس در رقیقسازی ادرار است. اضافه شدن NaCl به بافت بینابینی مدولا، اولین قدم در ایجاد و حفظ حالت هیپرتونیک بافت بینابینی است که جذب آب را از شاخه نازک نزولی و نیز از لولههای جمعکننده در زمان غلیظسازی ادرار ممکن میسازد. فوروسماید، یک بازدارنده قوی انتقالدهنده همزمان قوس هنله است. هورمون آنتیدیوریک (ADH) با افزایش cAMP داخل سلولی انتقال NaCl از شاخه ضخیم صعودی را میافزاید در حالی که پروستاگلاندینها از افزایش غلظت cAMP داخل سلولی و انتقال NaCl در اثر ADH ممانعت به عمل میآورند. اخیراً نقش تنظیمی جدیدی از راه فعالسازی گیرندههای حسکننده 2+Ca (CaSR) تشخیص داده شده است که با کاهش بازچرخش +K از انتقال NaCl ممانعت به عمل آورده و غلظت ادرار را میکاهد. کارکرد اخیر برای پیشگیری از تشکیل سنگ ادراری در دورههایی که کلسیم رژیم غذایی بالاست، مهم است.
نحوه قرارگیری سنجاقی شکل و جریان مخالف (countercurrent flow) قوس هنله، به حفظ اسمولاریتی بالای بافت بینابینی در مقایسه با وضعیت ایزوتونیک کورتکس کمک میکند. وضعیت قرارگیری مشابه وازارکتا اجازه میدهد که NaCl جذب شده از قوس هنله و اوره جذب شده از پاپیلاهای مجاری جمعکننده، در بافت بینابینی به دام افتاده و اسمولاریتی بینابینی را بیشتر افزایش دهند. حفظ تمامیت این ساختارهای آناتومیک برای توانایی کلیهها در تغلیظ ادرار ضروری است.
بازجذب بخش عمده کلسیم در قوس هنله انجام می شود. جذب کلسیم در بخش مدولری شاخه ضخیم صعودی با میزان مثبت بودن ولتاژ ترانس اپیتلیال لومینال که با جذب فعال نمک تولید میشود تغییر میکند و این بازجذب از طریق مسیرهای اطراف سلولی نفوذپذیر به کلسیم انجام میپذیرد. شاخه ضخیم صعودی قوس هنله، محل اصلی بازجذب منیزیم با مکانیسم مشابه نیز میباشد.
نفرون دیستال
نفرون دیستال به سه بخش تقسیم میشود: 1) توبول پیچیده دیستال (DCT)، 2) توبول ارتباطی (CNT) که اپیتلیوم ترانزیشنال است و 3) مجرای جمعکننده. مجرای جمعکننده قشری، دارای هر دو نوع سلول بینابینی (intercalated) و اصلی (principal) است، در حالی که مجاری جمعکننده مدولری تنها دارای سلولهای اصلی میباشند.
DCT، بخش نفوذناپذیر نفرون به آب است که روند رقیقسازی ادرار را که از شاخه ضخیم صعودی آغاز شده، را ادامه میدهد. جــذب +Na در توبول پیچیده دیستال، اساساً از طریق انتقالدهنده همزمان حساس به دیورتیک تیازیدی (TSC) و جفت شده با –Cl انجام میشود که مشابه با شاخه ضخیم صعودی است اما وابسته به پتاسیم نمیباشد. نقص ژنتیکی در انتقالدهنده همزمان NaCl، مسئول سندرم جیتلمن است. یک سری از کینازهایی که اخیراً توصیفشده، (WNKs بدون لیزین)، این انتقالدهنده همزمان را تنظیم میکنند. جهشها در ژنهای این گروه، با فعال کردن عملکرد TSC، عامل سندرمی هستند که تصویر آینهای سندرم جیتلمن است. این بخش همچنین در تنظیم تعادل کلسیم مهم است، زیرا PTH و ویتامین D انتقال کلسیم را افزایش میدهد. جذب کلسیم از طریق کانالهای واقع در غشای لومینال انجام میگیرد که شیب بالای الکتروشیمیایی، ورود کلسیم را پیش برده و توسط ژن KLOTHO که در اصل به عنوان ژن ضدّ پیری شناخته میشود، تنظیم میشود. اخیراً نیز در این مکان، افزایش بازجذب کلسیم دیده شده است. خروج کلسیم که فرایندی فعال است به طور عمده از راه مبادلهکننده 2+Ca-+Na و به میزان اندکی نیز از طریق ATPase-2+Ca انجام میپذیرد. مرحله خروج کلسیم، مرحله اصلی تنظیمشونده توسط PTH است. انتقال +Na در این بخش تحت اثر ADH و یا آلدوسترون قرار نمیگیرند. مهار انتقالدهنده همزمان NaCl، برای مثال توسط تیازیدها، بازجذب 2+Ca را از طریق افزایش ورود 2+Ca و پیشبرد خروج +Ca به دنبال کاهش ورود NaCl، تقویت میکند.
مجرای جمعکننده با توبول ارتباطی شروع میشود که دارای مخلوطی از خواص توبول دیستال و ویژگیهای انتقالی مجرای جمعکننده قشری (CCD) است. جنبههای عملکردی اپیتلیوم مجرای جمعکننده در حفظ هوموستاز نمک و آب حیاتی است. در شرایط افت حجمی و تولید حداکثر آلدوسترون، ادرار میتواند کاملاً عاری از +Na باشد. مناطق ابتدایی یا کورتیکال مجرای جمعکننده توسط مخلوطی از سلولهای بینابینی و اصلی پوشیده شده است. با نزول مجرای جمعکننده به سمت مدولا، میزان سلولهای بینابینی کاهش یافته و در مجاری جمعکننده پایینتر از قسمت ابتدایی مدولای داخلی دیگر این سلولها وجود ندارند. بازجذب ترانس اپیتلیالی +Na توسط کانالهای اپیتلیالی +Na (ENaC) در غشای لومینال و عملکرد ATPase- +K، +Na در غشای قاعدهای- جانبی انجام میگیرد. شیوه اصلی تنظیم ENaC، از طریق تنظیم بیان خود کانال سدیمی، در سطح لومینالی سلول است. آلدوسترون همانند ADH میزان انتقال Na از این بخش را میافزاید، در حالی که پروستاگلندینها و پپتیدهای ناتریورتیک آن را کاهش میدهد. آلدوسترون همچنین غشای قاعدهای- جانبی را هیپرپلاریزه کرده و سبب ترشح خالص +K از راه کانال پتاسیمی در هرغشا میگردد.
سلولهای بینابینی در بازجذب +Na و یا ترشح +K دخالت ندارند، اما در هوموستاز اسید و باز شرکت میکنند. دو نوع سلول بینابینی وجود دارد؛ نوع اول اسید ترشح میکند، در حالی که نوع دوم باز ترشح میکند و این تفاوت وابسته به قطبیت پروتئینهای انتقالی است. سلولهای نوع A مقادیر باقیمانده -3HCO را بازجذب نموده و با ترشح پروتون، مرحله نهایی تیتراسیون بافرهای ادراری، شامل آمونیاک را به انجام میرساند. شواهد، دلالت بر حضور –H و ATPase-+K، +H دارند. خروج -3HCO از غشای قاعدهای- جانبی از راه مبادله با کلرید از طریق یک مبادلهکننده آنیونی (پندرین) صورت میگیرد و کلرید واردشده به سلول از راه کانال کلریدی از سلول خارج میشود. تغییرات معکوس قطبیت پمپهای ترشح پروتونی و مبادلهکنندههای آنیونی، سبب ترشح -3HCO در سلولهای بینابینی نوع B میشود، اما این سلولها در نوارهای داخلی مدولای خارجی ناپدید میشوند. آلدوسترون عمدتاً از راه بازجذب +Na و افزایش بار منفی لومینال اسیدی شدن ادرار را افزایش میدهد. افزایش میزان تحویل +Na به این محلها، که در شرایط افزایش حجمی و مصرف دیورتیکها رخ میدهد، از راه تحریک انتقال +Na در این نواحی ترشح پروتون را افزایش میدهد. نقش سلول بینابینی در ترشح +K در قسمت بعدی، بحث میشود. سلولهای اپیتلیالی مجرای جمعکننده مدولای داخلی (inner medullary collecting duct IMCD) بلندتر هستند و نسبت به مجرای جمعکننده مدولای خارجی (outer medullary collecting duct OMCD) میتوکندری کمتری دارند. علاوه بر این، فضای بین سلولی جانبی بسیار ویژهای یافت شده است که احتمالاً انتقال آب و اوره تحریک شده توسط ADH را تسهیل مینماید. این محل دارای پروتئینهای ENaC پاسخدهنده به گوآنوزین منوفسفات حلقوی (cGMP) بازدارنده است که با پپتیدهای ناتریورتیک مانند پپتید ناتریورتیک دهلیزی (ANP) فعال میشوند. این ناحیه، محل بروز پدیده فرار است و کشش دهلیزی که در موارد افزایش حجم ایجاد میشود، منجر به آزادسازی ANP و مهار انتقال +Na و در نتیجه دفع سدیم در توبولهای جمعکننده میشود. تنظیمکننده کلیدی دیگر، اکسید نیتریک (NO) است که ENaC را از مسیر cGMP مهار کند. نارسایی این سیستمها در زمان نارسایی احتقانی قلبی (CHF)، شاخصه مهم ایجاد ادم، میباشد و پیشنهادکننده این نکته است که این منطقه میتواند یک محل سودمند برای اقدامات درمانی باشد.
ترشح پتاسیم از نفرون دیستال
بیشترین میزان ترشح پتاسیم، که ممکن است از شاخه نازک نزولی قوس هنله آغاز شود، از مجاری جمعکننده میباشد، زیرا پتاسیمی که در ادرار وجود دارد عمدتاً نتیجه ترشح از این بخشها است. کانال SK، که قابلیت هدایت کمی دارد، در سلولوهای اصلی مشاهده میشود در حالی که کانال +K-maxi، هم در سلولهای اصلی هم در سلولهای بینابینی وجود دارد. عوامل بسیاری ترشح پتاسیم را تحت تأثیر قرار میدهند که این عوامل به دو گروه فاکتورهای رأسی و اطراف توبولی طبقهبندی میشوند.
فاکتور رأسی اصلی در ترشح پتاسیم، میزان جریان توبولی است. میزان جریان توبولی علاوه بر کاهش غلظت لومینال +K و تحریک انتشار داخل سلولی +K به سمت لومن توبولی در جهت شیب غلظتی آن، خود ترشح +K را از طریق فعال کردن کانال +K-maxi، افزایش میدهد. افزایش دادن حجم با NaCl، تحویل +Na به مجرای جمعکننده را میافزاید که بازجذب +Na را تحریک کرده و بار منفی لومینال را افزایش میدهد. افزایش اسیدهای ضعیف لومینال و کاهش غلظت –Cl، ترشح +K را افزایش میدهد، در حالی که اسیدی بودن مایع داخل لومنی، مانع از ترشح +K میشود. مطالعات نشان دادهاند که اثر اخیر از راه کاهش قابلیت هدایت غشایی +K ایجاد میشود. بازدارندههای ترشح +K یا شامل بازدارندههای کانال سدیمی، مانند تریامترن و آمیلوراید هستند که پتانسیل غشای لومینال را دپلاریزه میکننده و یا شامل بازدارندههای خود کانال پتاسیمی مانند باریم هستند. فاکتورهای اطراف توبولی که انتقال +K را تحت تأثیر قرار میدهند عبارتند از: پتاسیم، هیدروژن، بیکربنات و هورمونها. افزایش غلظت پتاسیم در پلاسما ترشح +K را مستقیماً و از راه تحریک ترشح آلدوسترون میافزاید. این تحریک ترشح آلدوسترون، با اسپیرونولاکتون مهار میشود. ترشح دیستال پتاسیم با اسیدوز متابولیک کاهش و با آلکالوز متابولیک افزایش مییابد.
بازجذب آب در نفرون دیستال
توانایی نفرون دیستال در تغییر تواناییاش برای بازجذب آب و اوره در پاسخ به کاهش دریافت آب تفاوت چشمگیری با توبول پروگزیمالی دارد که به طور نسبتاً ثابتی آب را بازجذب میکند. این عملکرد، از طریق تغییر در نفوذپذیری نسبت به آب و اوره در پاسخ به ADH در طول نفرون ایجاد میشود. سلولهای نفرون دیستال در غیاب ADH، نفوذپذیری اندکی به آب و اوره دارند و در این حالت مایع هیپوتونی (mOsmol/kgH2O100-50) را که از توبول پیچیده دیستال رسیده است، بدون تغییر وارد ادرار میکنند. در حضور ADH، آب از دیواره توبول به راحتی عبور کرده و تونوسیته مایع درون مجرا به تونوسیته بافت بینابینی مجاور آن نزدیک میشود. ADH این عمل را، توسط جادادن کانالهای آبی از پیش شکل گرفته، در غشا لومینال سلولهای اصلی انجام میدهد. بنابراین حداکثر توانایی تغلیظ ادرار، به حضور ADH و گیرندههای آن نیز میزان هیپرتونیسیته بافت بینابینی مدولا بستگی دارد که مورد اخیر ناشی از جذب NaCl درشاخه ضخیم صعودی و به دام افتادن نمک و اوره از طریق سیستم جریان مخالف میباشد. اوره نقش ویژهای دارد، زیرا نفوذپذیری آن در اغلب بخشهای انتهایی مجرای جمعکننده افزایش مییابد. عبور اوره از طریق انتقال دهندههای مخصوص اوره که به ADH، حساس میباشند، در جهت شیب غلظتی برای انتشار اوره انجام میشود که این امر با بازجذب مداوم آب از قسمتهای پروگزیمال تا بخشهای انتهایی مجاری جمعکننده، تثبیت میشود. اورهای که به سمت بافت بینابینی عمقی مدولا حرکت میکند توسط سیستم جریان مخالف به دام افتاده و نیروی اسموتیک اضافی برای خروج آب از مجاری جمعکننده و شاخه نازک نزولی که به این منطقه امتداد یافته است، اعمال میکند. پروستاگلندینها بازجذب آب در توبول دیستال را از طریق چندین مکانیسم مختل میکنند که شامل متوقف ساختن عملکرد ADH در مجاری جمعکننده و نیز افزایش جریان خون مدولری میباشد. بنابراین، داروهای ضدّ التهابی غیراستروئیدی از طریق مهار پروستاگلندینها میتوانند در دفع آب آزاد از کلیه اختلال ایجاد کنند. اندوتلین نیز بازجذب آب را در این ناحیه، مهار میکند.
سایر عملکردهای هوموستاتیک کلیه
سایر عملکردهای هوموستاتیک کلیه که شامل دفع مواد زائد، تنظیم فشار خون، تنظیم هورمونی کلیه و تنظیم گلوکز پلاسمایی است.
دفع مواد زائد
کلیه مسئول دفع محصولات نیتروژنی حاصل از کاتابولیسم پروتئینهای است، که عمدتاً توسط فیلتراسیون گلومرولی انجام میگیرد. از آنجا که احتیاجات هوموستازی بدن، حفظ غلظت پایین این ترکیبات را ضروری میسازد، حجم بالایی از تشکیل ماده اولترافیلتره لازم است تا مقدار مطلق این مواد دفع شود. GFR نرمال، 180 لیتر در روز، این حجم بالای دفعی را ممکن میسازد.
ترشح توبولی، به ویژه در قسمت مستقیم توبول پروگزیمال، راه دیگری است که سموم از خون پاک میشوند. اسیدهای آلی (مثل هیپورات، اورات، لاکتات) و بازهای آلی (مثل مرفین) و اغلب مواد سمی از طریق فرایندهای وابسته به حامل دفع میشوند که این عمل توسط دو گروه پروتئینی انجام میگیرد: 1) نوارهای پروتئینی متصلشونده به آدنوزین تریفسفات (ATP) 2) پروتئینهای حامل مواد محلول. فرایند ترشحی، راه اصلی دفع موادی است که متصل به پروتئین هستند. تعداد زیادی از داروها از جمله آنتیبیوتیکها و دیورتیکها، با این مکانیسم دفع میشوند. مطالعات نشان دادهاند که جهش و پلیمرفیسم در این پروتئینها، عامل بالقوه احتباس نفروتوکسیک داروها بوده و تغییر در سطح این پروتئینها با پاسخ به شیمیدرمانی، مرتبط هستند. این پروتئینهای حامل در حوزه تحقیقات فارماکوژنومی مطرح شدهاند که درمانهای ویژه، به صورت اختصاصی اجزای ژنومی این حاملها را مورد هدف قرار میدهد.
تنظیم فشار خون
کلیههای نقشی اساسی در ایجاد هیپرتانسیون دارند که از طریق اختلالات ژنتیکی انتقال نمک به اثبات رسیده است. تنظیم فراوانی هریک از پروتئینهای اصلی انتقال نمک، در تنظیم کردن فشار خون نقش دارند. جهشهای فعالکننده در انتقالدهنده TSC، عامل سندر هیپرتانسیون و هیپرکالمی یا هیپرتانسیون هیپرکالمیک خانوادگی است. شاید بین آنها مهمترین اختلال، کسب عملکرد جدید، در اثر موتاسیونی است که در بیماران مبتلا به سندرم لیدل کشف شده، و موجب فعال شدن ENaC میشود. این بیماران هیپرتانسیون شدیدی دارند و علت مرگ، شروع زودرس بیماری قلبی عروقی و مغزی- عروقی میباشد.
جهشهای غیرفعالکننده در ENaC، سبب سودوهیپوآلدوسترونیسم نوع I (اختلال شدید دفع سدیم و هیپوتانسیون) میشود. به نظر میرسد که احتمالاً تغییرات ژنومی در پروتئینهای انتقالدهنده و مسیر تنظیمی آنها، عامل اصلی سندرم هیپرتانسیون اولیه است.
تنظیم هورمونی کلیه
کلیه به وسیله سلولهای توبولی در تخریب متابولیک بسیاری از هورمونهای پپتیدی، شامل اغلب هورمونهای هیپوفیزی، گلوکاگن و انسولین، شرکت میکند. کاهش کاتابولیسم کلیوی انسولین در بیماران دیابتی مبتلا به نارسایی کلیه، ممکن است دورههایی از هیپوگلیسمی را ایجاد کند.
کلیه همچنین محل اصلی تولید اریتروپویتین میباشد. این هورمون، نوعی پروتئین 39000 دالتونی است که به میزان زیادی گلیکوزیله شده است. اریتروپویتین در کورتکس کلیه تولید میشود اما هیچ سلول مترشحه ویژهای به طور خاص شناسایی نشده است. اریتروپویتین با اثر بر مغز استخوان، تولید گلبول قرمز را تحریک میکند. تولید اریتروپویتین در شرایط کاهش تحویل اکسیژن به بافتها، افزایش مییابد. این افزایش تولید میتواند در زمینه هیپوکسی مزمن (مثلاً در افرادی که در ارتفاعات زندگی میکنند یا بیماران مبتلا به بیماری ریوی) و یا کاهش ظرفیت انتقال اکسیژن خون (افراد مبتلا به کمخونی) رخ دهد.
کلیهها نه تنها با تنظیم مستقیم میزان دفع کلسیم، فسفات و اسید، بلکه از راه تولید هورمونی نیز در هوموستاز کلسیم مشارکت دارند. ویتامین D باید دوبار در بدن هیدروکسیله شود تا به هورمون قویتری تبدیل شود و جذب رودهای کلسیم را تنظیم کند. پس از هیدروکسیله شدن ویتامین D در موقعیت 25 در کبد، سلولهای توبولی پروگزیمال کلیه، یون هیدروکسیل دیگری را در موقعیت 1 یا 26 اضافه میکنند. این مرحله هیدروکسیلاسیون، با هورمونهای مختلف از جمله KLOTH، PTH و مقدار پایین فسفات سرم کنترل و تحریک میشود. همان طور که در بالا ذکر شد، سلولهای نزدیک گلومرولی، رنین را ساخته و ترشح میکنند. رنین سبب تشکیل آنژیوتانسین II میشود که یک منقبضکننده عروقی قوی است و محرک ترشح آلدوسترون میباشد. آلدوسترون جذب کلیوی سدیم و دفع کلیوی پتاسیم و یون هیدروژن را تحریک میکند. تولید بیش از حد اجزا سیستم رنین- آنژیوتانسین از جمله آلدوسترون عامل سندرمهای بالینی هایپرتانسیون است.
هوموستاز گلوکز
کلیه در تنظیم گلوکز پلاسمایی شرکت کرده و از مسیر گلوکونئوژنز، گلوکز تولید میکند. کلیهها از پیروات، لاکتات و آمینواسیدها برای گلوکونئوژنز استفاده میکنند. این عملکرد کلیه در شرایط گرسنگیهای طولانی مدت اهمیت مییابد، چرا که در این شرایط 40 درصد از گلوکز پلاسمایی توسط کلیهها ساخته میشود. فقدان این مسیرهای گلوکونئوژنز در بیماران با اختلال شدید کلیوی ممکن است در بروز هیپوگلیسمی بیماران دیابتی، نقش داشته باشد.
تست آزمایشگاهی برای بررسی کارکرد کلیه
1) اندازهگیری اوره: مقدار اوره خون وابسته به پروتئینهای مصرفی است. اگر کسی سوء تغذیه داشته باشد و از رژیم غذایی گیاهی استفاده کند مقدار اوره کاهش مییابد.
2) تست کراتینین: از کراتین و فسفوکراتین موجود در عضله استفاده میشود. پس این تست بستگی به توده (mass) عضلانی دارد. در مردان نسبت به زنان توده عضلانی بیشتر است. پس کراتین آنها بالاتر است. گوشت منبع دیگر کراتین است. در گوشت پخته کراتین به کراتینین تبدیل میشود. پس مقدار کراتین به رژیم غذایی فرد بستگی دارد.
برچسبها : آناتومی کلیه,آناتومی ظاهری,خونرسانی کلیه,عصبگیری کلیه,نفرون,جسمک کلیوی,گلومرول,سلولهای اپیتلیال,سلولهای اندوتلیال,غشای پایه گلومرولی,مزانژیوم,دستگاه جنب گلومرولی,juxtaglomerular apparetus,توبول,اجزای فیزیولوژی کلیه,جریان خون کلیهها,میزان فیلتراسیون گلومرولی,عملکرد توبولی,توبول پروگزیمال,قوس هنله,نفرون دیستال,ترشح پتاسیم از نفرون دیستال,بازجذب آب در نفرون دیستال,سایر عملکردهای هوموستاتیک کلیه,دفع مواد زائد,تنظیم فشار خون,تنظیم هورمونی کلیه,هوموستاز گلوکز,تست آزمایشگاهی,بررسی کارکرد کلیه
