گفتار 1
هم‌ایستایی و کلیه‌ها
فشار اسمزی و نقش آن در محیط درونی یاخته‌ها
تأثیر فشار اسمزی بر یاخته‌های بدن انسان
گرچه انسان موجودی خشکی‌زی است، یاخته‌های بدن او درون محیطی مایع قرار دارند که به‌طور مستقیم بر عملکرد و حیات آن‌ها اثر می‌گذارد. یاخته‌ها عملاً درون این محیط مایع زندگی می‌کنند.
این محیط:
همان مایع بین‌یاخته‌ای است.
باید از نظر فشار اسمزی با درون یاخته‌ها در تعادل باقی بماند.
در واقع، غلظت مواد حل‌شده در مایع اطراف یاخته باید با مایع درون یاخته (ماده زمینه سیتوپلاسم) مشابه باشد. در غیر این صورت، یاخته دچار اختلال عملکرد می‌شود.
فشار اسمزی و رابطه آن با غلظت
فشار اسمزی به‌طور مستقیم با غلظت مواد در محلول رابطه دارد. هرچه محلول غلیظ‌تر باشد، فشار اسمزی آن بیشتر است.
دو حالت بحرانی:
اگر فشار اسمزی مایع بیرونی کمتر از فشار اسمزی درون یاخته باشد:
آب به درون یاخته وارد می‌شود.
یاخته متورم می‌شود.
در موارد شدید ممکن است یاخته بترکد.
اگر محیط اطراف یاخته غلیظ‌تر باشد:
آب از درون یاخته به بیرون کشیده می‌شود.
یاخته آب از دست می‌دهد.
یاخته چروکیده می‌شود.
نقش تنظیم فشار اسمزی در هم‌ایستایی بدن
این تغییرات در فشار اسمزی، تهدیدی جدی برای تداوم حیات یاخته‌ها هستند. به همین دلیل است که بدن انسان به‌صورت هماهنگ و پیوسته، فشار اسمزی و ترکیب شیمیایی مایع بین‌یاخته‌ای را تنظیم می‌کند.
این تعادل حیاتی بخشی از فرایند کلی‌تری به نام هم‌ایستایی است که در ادامه بررسی خواهد شد.
هم‌ایستایی و نقش کلیه‌ها در تنظیم آن
هم‌ایستایی (هومئوستازی)
بدن ما همواره در تلاش است وضعیت درونی خود را در محدوده‌ای نسبتاً ثابت نگه دارد. این ویژگی در تمام جانداران به‌عنوان هم‌ایستایی شناخته می‌شود.
هم‌ایستایی شامل اعمال هماهنگ است که با وجود تغییرات محیط بیرونی، شرایط درونی بدن را پایدار نگه می‌دارد. این ویژگی یکی از اصول اساسی حیات در جانداران است.
نمونه‌ای از هم‌ایستایی:
در هوای گرم و هنگام فعالیت بدنی، بدن آب از دست می‌دهد (تعریق).
در پاسخ، تولید ادرار کاهش می‌یابد.
این واکنش از کاهش شدید آب بدن و آسیب به یاخته‌ها جلوگیری می‌کند.
عوامل تهدیدکننده هم‌ایستایی
کمبود آب، اکسیژن یا مواد مغذی
انباشته شدن مواد دفعی یاخته‌ها مانند:
کربن دی‌اکسید
مواد زائد نیتروژن‌دار
در صورت اختلال در هم‌ایستایی:
برخی مواد ممکن است بیش از حد یا کمتر از حد لازم به یاخته‌ها برسند. بسیاری از بیماری‌ها در نتیجه بر هم خوردن هم‌ایستایی پدید می‌آیند.
این عدم تعادل زمینه‌ساز بروز بیماری‌هایی می‌شود، مانند:
برخی کم‌خونی‌ها
اختلالات انعقادی (به‌علت تغییر در غلظت ویتامین K یا یون کلسیم)
نقرس، سنگ کلیه، دیابت بی‌مزه
نقش کلیه‌ها در هم‌ایستایی
کلیه‌ها از اندام‌های حیاتی برای حفظ هم‌ایستایی بدن هستند و وظایف زیر را بر عهده دارند:
تنظیم تعادل آب بدن با توجه به شرایط محیطی
حفظ تعادل اسید-باز برای ثابت نگه‌داشتن pH خون
تنظیم غلظت یون‌های ضروری برای عملکرد یاخته‌ها
دفع مواد زائد نیتروژن‌دار و ترکیبات سمی حاصل از سوخت‌وساز
کلیه‌ها: ساختار بیرونی
محل و موقعیت کلیه‌ها در بدن انسان
کلیه‌ها دو اندام لوبیایی‌شکل هستند.
در پشت ناحیه شکمی و در دو طرف ستون مهره‌ها قرار دارند.
اندازه هر کلیه در یک فرد بالغ تقریباً به اندازه مشت بسته او است.
به‌دلیل وجود کبد، کلیه راست کمی پایین‌تر از کلیهٔ چپ قرار دارد. این اختلاف ارتفاع در نحوه محافظت آن‌ها توسط دنده‌ها تأثیرگذار است.
نکته: شکل و موقعیت کبد باعث می‌شود که:
کلیه چپ نسبت به کلیه راست، کمی بالاتر باشد.
نیمه راست دیافراگم نسبت به نیمه چپ آن کمی بالاتر باشد.
محل اتصال کولون افقی به کولون بالارو، کمی پایین‌تر از محل اتصال کولون افقی به کولون پایین‌رو باشد.
شکل 1 - موقعیت کلیه‌ها در انسان از نمای پشت
سه ساختار پیوندی محافظ کلیه‌ها
۱. دنده‌ها:
از نوع بافت پیوندی استخوانی هستند.
تنها دو دنده انتهایی (11 و 12) نقش حفاظتی از کلیه‌ها دارند.
کلیهٔ راست فقط از سوی دنده 12 حفاظت می‌شود (چون در موقعیت پایین‌تری قرار دارد).
کلیهٔ چپ از سوی هر دو دنده محافظت می‌شود.
۲. کپسول کلیه: پرده‌ای محافظ از جنس بافت پیوندی متراکم مستقیماً کلیه را در بر می‌گیرد.
۳. چربی اطراف کلیه:
بافت پیوندی چربی
با ایجاد یک لایه محافظ نرم، مانع از آسیب فیزیکی می‌شود و به حفظ موقعیت کلیه کمک می‌کند.
در افراد با کاهش وزن شدید و سریع، ممکن است چربی محافظ کلیه تحلیل رود ← کلیه جابه‌جا شود ← سبب افتادگی کلیه و تاخوردگی میزنای شود.
در این صورت، فرد با خطر بسته شدن میزنای و عدم تخلیه مناسب ادرار از کلیه روبه‌رو می‌شود که در نهایت به نارسایی کلیه خواهد انجامید.
شکل 2 - کپسول کلیه
مقایسه ساختارهای پیوندی محافظ کلیه‌ها
ساختار پیوندی | نوع بافت | نحوه حفاظت | ویژگی برجسته |
دنده‌ها | بافت پیوندی استخوانی | حفاظت فیزیکی از طریق اسکلت | فقط دنده‌های 11 و 12 نقش حفاظتی دارند؛ کلیه راست فقط با دنده 12 |
کپسول کلیه | بافت پیوندی متراکم | پوشش مستقیم و محافظت از کلیه | پرده‌ای محافظ که مستقیماً کلیه را در بر می‌گیرد. |
چربی اطراف کلیه | بافت پیوندی چربی | ممانعت از آسیب فیزیکی و حفظ موقعیت کلیه | با تحلیل رفتن در کاهش وزن شدید می‌تواند باعث جابه‌جایی کلیه شود. |
کلیه‌ها: ساختار درونی
در برش طولی کلیه، سه ناحیه متمایز قابل مشاهده است:
ناحیهٔ قشری
ناحیهٔ مرکزی
لگنچه
در بخش مرکزی:
ساختارهای هرمی‌شکل به نام هرم‌های کلیه دیده می‌شوند.
قاعدهٔ هرم‌ها رو به قشر کلیه است.
رأس هرم‌ها رو به لگنچه قرار دارد. لگنچه:
ساختاری قیف‌مانند در بخش میانی کلیه
وظیفه: دریافت ادرار و هدایت آن به سمت میزنای
هر هرم کلیه + بافت قشری اطراف = لَپ کلیه
شکل 3 - برش طولی کلیه
تشریح کلیه گوسفند
در بررسی ساختار کلیهٔ گوسفند مشاهده می‌شود که در ناحیهٔ ورود و خروج رگ‌های خونی و مجرای ادرار، سه ساختار اصلی از بالا به پایین قرار دارند:
سرخرگ کلیوی
سیاهرگ کلیوی
میزنای.
در میان چربی‌های اطراف کلیه، این سه مسیر به‌خوبی قابل تشخیص‌اند.
سرخرگ کلیوی خون را از آئورت به کلیه می‌رساند.
سیاهرگ کلیوی خون را به بزرگ‌سیاهرگ زیرین بازمی‌گرداند.
در بخش میانی کلیه، لگنچه سفیدرنگ دیده می‌شود که محل تجمع ادرار پیش از ورود آن به میزنای است. در مرکز لگنچه، دهانهٔ میزنای مشخص است. کپسول کلیه با بریدن قسمتی از آن به راحتی جدا می‌شود.
کلیه گوسفند
گردیزه (نفرون)ها
هر کلیه از حدود یک میلیون واحد عملکردی به‌نام نفرون (گردیزه) تشکیل شده است. این ساختارها مسئول انجام فرایند تولید ادرار هستند.
هر نفرون دارای یک بخش ابتدایی قیفی‌شکل به نام کپسول بومن است.
کپسول بومن تنها بخش غیرلوله‌ای نفرون به‌شمار می‌رود.
ادامهٔ نفرون به‌صورت لوله‌ای با بخش‌هایی دارای پیچ‌خوردگی و خم‌شدگی است که شامل قسمت‌های زیر می‌شود:
لولهٔ پیچ‌خوردهٔ نزدیک
قوس هنله (با ساختار U شکل)
لولهٔ پیچ‌خوردهٔ دور
در پایان:
لولهٔ پیچ‌خوردهٔ دور به مجرای جمع‌کننده می‌پیوندد.
اگرچه این مجرا بخشی از نفرون نیست، اما در تنظیم و هدایت ادرار نقش مؤثری دارد و در ادامه فصل بررسی می‌شود.
شکل 4 - گُردیزه و مجرای جمع کننده
بخش‌های مختلف نفرون
بخش نفرون | شکل کلی | نوع ساختار |
کپسول بومن | قیفی‌شکل | غیرلوله‌ای |
لولهٔ پیچ‌خوردهٔ نزدیک | لوله‌ای با پیچ‌خوردگی | لوله‌ای |
قوس هنله | لوله‌ای با ساختار U شکل | لوله‌ای |
لولهٔ پیچ‌خوردهٔ دور | لوله‌ای با پیچ‌خوردگی | لوله‌ای |