آناتومی و فیزیولوژی دستگاه ادراری

فیزیولوژی دستگاه ادراری انسان
دستگاه ادراری شامل :
کلیه ها Kidney
میزنای یا حالب Ureter
مثانه Urinary Bladder
مجاری ادراری یا پیشابراهUrethra
وظایف کلیه ها
اعمال دفعی کلیه ها
كليه ها مواد زايد حاصل از متابوليسم مواد غذايي را دفع مي كند مثل :
– اوره حاصل از اسيد آمينه ها – کراتینین حاصل از كراتين فسفات – اسید اوریک حاصل از اسيدهاي نوكلئيك – بیلیروبین حاصل از هموگلوبين – متابولیت هورمونها سموم داخلي و خارجي
• اعمال تنظیمی کلیه ها
كليه ها در تنظيم اعمال زير دخالت دارد :
– تنظيم PH بدن – تنظيم الكتروليت ها – تنظيم فشار اسمزي خون -تنظيم حجم آب بدن – تنظيم فشارخون
• اعمال ترشحی کلیه ها
– ترشح رنين – ترشح اريتروپويتين – تبديل ويتامين D غير فعال به حالت فعال
ساختمان کلیه:
1- قشر (كورتكس) – خارجي ترين لايه كليه است .2 – مدولا – بخش داخلي كليه است .
3 – هرم – حاوي لوله هاي جمع كننده است .4 – پاپيلا (نوك هرم) – محل باز شدن لوله ها به درون كاليس ها مي باشد .5 – كاليس ها – باعث ارتباط هرم به لگنچه مي شود .6 – لگنچه – محل اتصال كليه به حالب است .

ناحیه روشن خارجی یا قشری (cortex)
.I کلافه های عروقی .II لوله های کلیوی
ناحیه تیره داخلی یا مرکزی (medulla)
ساختمان کلیه ها
کلیه ها اندامهاي لوبيائي شكلي که در ديواره خلفي شكم و بيرون از صفاق قرار دارند.
• وزن g 170 – 115 طول cm 11 عرض cm 6
• ضخامت cm 3

اگر كليه را به دو نيم ببريم دو ناحيه در آن مشاهده مي شود:
• Cortex Medulla
مدولا در انسان به 18 – 8 توده مخروطي شكل به نام هرم (pyramid) تقسيم مي شود قائده هر هرم به طرف قشر و رأس آن به طرف پايين است. رأس پيراميد را (papilla) مي نامند.
جریان خون کلیه
•خون كليه ها توسط شريان كليوي (شاخه اي از آئورت شكمي) تامين مي شود.
• پس از ورود به كليه و تقسيمات متعدد، گلومرولهاي داخل كپسول بومن را مي سازد.
• كليه عضو پرخوني است.
• 22 در صد از كل برون ده قلبي از كليه مي گذرد (كسر كليوي).
• اين مقدار خون براي تامين فيلتراسيون گلومرولي ضروري است.

• جريان خون كليه بيش از % 22 برون ده قلب را دريافت مي كند. اين در حالي است كه كليه ها کمتر از نیم درصد وزن بدن را به خود اختصاص مي دهند.
Renal artery segmental artery Inter lobar artery Arcuate artery Interlobular arteriole Afferent arteriole Efferent arteriole
سرخرگ كليوي » سرخرگ قطعه اي – سرخرگ بين لوبي – قوسي – بين لوبولي – آرتريول آوران – گلومرول – آرتريول وابران – شبكه مويرگي اطراف توبولي و رگهاي مستقيم – شبكه وريدي داخل كليه – وريد كليوي – وريد اجوف تحتاني
مسیر جریان خون کلیه
• نفرون Nephron :واحد ساختماني و عملي كليه هاست كه ادرار توليد مي كند. كليه حدود 2/1 ميليون نفرون دارد. بعد از 40 سالگی هر 10 سال حدود 10٪ نفرونها عملکردشان کاهش میابد.
• هر نفرون شامل قسمتهای زیر می باشد :
گلومرول، كپسول بومن، توبول پروگزيمال، قوس هنله (شاخه نزولي و صعودي)، قطعه ماكولا دنسا، توبول ديستال، توبول رابط، توبول جمع كننده قشري، مجراي جمع كننده قشري، مجراي جمع كننده مركزي و پاپيلا .
گلومرول مسئول فيلتراسيون خون، ماكولا دنسا مسئول كنترل عمل نفرون و بقيه قسمتهاي نفرون مسئول بازجذب و ترشح و توليد ادرار نهايي مي باشد.

Renal corpuscle (Glomerule + Bowman ,s capsule)

Proximal tubule ( S1 + S2 )

Loop of Henle Thin segment of ascending limb :

Descending limb
Thick segment of ascending limb
Distal tubule (macula densa + early segment + late segment)

Connecting tubule

Collecting tubule :

Cortical Collecting tubule

Outer medullary Collecting tubule

Inner medullary Collecting tubule

انواع نفرون

1. Superficial : سطحی، یا نفرون های قشری  در سطح خارجی کلیه ها قرار گرفته اند، هنله کوتاه دارند، 70 الی 80 درصد کل نفرون ها را تشکیل میدهند و شبکه وسیع مویرگ دور توبولی دارند.)
2. Juxtamedullary : جنب مرکزی، پهلوی مرکزی 20-30٪   گلومرول آنها در قسمت داخلی قشر و نزدیک به مدولا قرار گرفته v لوپ هنله بلند ، هنله بلند و عروق خونی دارای ساختار منظم که رگهای مستقیم یا Vasa recta وازارکتا نام دارد . مویرگ های  مستقیم با هنله آنها در تماس بوده و در تغلیظ ادرار نقش دارند.)

ادرار Urine

• مايع كهربايي رنگ با واكنش اسيدي و داراي :

– تركيبات آلي ( اوره، اسيد اوريك،  كراتين و…)

• غير آلي ( يونها)
• ادرار در نفرون ها تشكيل شده و پس از گذشتن از مسيرهاي توبول جمع كننده، مجراي جمع كننده، پاپيلای کلیوی ، كاليس، لگنچه، حالب، مثانه و مجراي ادرار از بدن دفع مي شود.

1100 – 1200 ml خون در هر دقیقه از کلیه یعنی 22٪ برون ده قلبی از طریق سرخرگ کلیوی به کلیه ها وارد می شود  24 ساعت  180 لیتر تصفیه می شود.

مراحل تشکیل ادرار در نفرون

تشکیل ادرار حاصل سه فرایند است.

1.فیلتراسیون گلومرولی:

مقدار زیادی از ترکیبات پلاسما از جدار گلومرول ها وارد کپسول بومن و توبول پروگزیمال می شود.

2. بازجذب :

بیشتر مواد فیلتر شده بصورت انتخابی از داخل توبول جذب مویرگهای اطراف توبولی می شود.

3. ترشح:

بعضی از مواد بطور مستقیم توسط سلول های جدار توبول ها بداخل توبول (ادرار) ترشح می شود.

(Secretion) ترشح + (Reabsorption) بازجذب –(Filtration) فیلتراسیون = (Excretion) میزان دفع ادراری

گلومرول

یک شبکه مویرگی از شریانچه آوران در داخل کپسول بومن است.

غشاء گلومرولی از سه لایه منفذدار (اندوتلیوم مویرگی، غشاء پایه، اپی تلیوم) تشکیل شده است و باعث خروج پلاسما به فضاي داخل كپسول مي شود. اين مايع فيلتراي گلومرولي گفته مي شود. تركيب آن شبيه پلاسما بوده ولي سلول هاي خوني ندارد و مواد چسپیده شده به Pr پلاسما مثل اسید چرب و Ca⁺⁺ و سلول های خون هم رد نمی شوند. غشاء گلومرولي داراي بار منفي بوده و به مواد درشت و بخصوص با بار منفي اجازه فيلتراسيون را نمي دهد .

کلیه ها با سه مکانیزم، تغییرات GFR را کنترل می کند.

کنترل عصبی : افزایش فعالیت سمپاتیک با انقباض آرتریول آوران و وابران و کاهش جریان خون کلیه باعث کاهش GFR می شود.

کنترل هورمونی : هورمون های اپی نفرین، نوراپی نفرین، آنژیوتانسین II و آندوتلین ، GFR را کاهش و اکسید نیتریک، پروستاگلاندین و برادی کینین باعث افزایش GFR می شوند.

مکانیزم خود تنظیمی : کلیه ها ذاتاً توانایی دارند که با وجود نوسانات شدید فشار خون (160 – 75) GFR و جریان خون کلیه را تا حدی ثابت نگه دارند.

بازجذب و ترشح

فيلتراي گلومرولي داخل كپسول بومن از توبول پروگزيمال، هنله، توبول ديستال، توبول جمع كننده و مجاري جمع كننده گذشته و وارد لگنچه مي شود. در اين مسير بيشتر مواد مورد نياز بدن مثل آب، گلوكز، املاح و پروتئين ها بطورانتخابي بازجذب مويرگ هاي دور توبولي مي شود ( 99% ).

بعضي مواد ديگر مثل مواد زايد، سموم و بعضي از اسيدها و بازهاي آلي (به غير از مقادير فيلتره) بطور انتخابي به داخل مجاري نفرون ها ترشح شده تا فيلتراي حاصله بعنوان ادرار از بدن دفع شود.

مکانیزم پایه بازجذب و ترشح از غشای پایه

مواد داخل نفرون بصورت انتقال فعال يا غير فعال جذب سلولهاي جدار نفرون و بعد مايع ميان بافتي نفرونها و مويرگ هاي دور توبولي مي شوند.

1. انتقال فعال – يون هاي سديم، كلسيم با انتقال فعال اوليه و گلوكز و اسيد آمينه با انتقال فعال ثانويه باز جذب مي شوند. بعضي از پروتئين هاي بزرگ با پينوسيتوز بازجذب مي شوند. يونهاي هيدروژن، پتاسيم، اورات بطور فعال بداخل توبول ترشح مي شوند .
2. انتقال غیر فعال – آب بیشتر بصورت اسمز و یون های کلر ، اوره بصورت انتشار ساده بازجذب می شوند.

بازجذب و ترشح در توبول پروگزیمال

65 درصد از تركيبات فيلتراي گلومرولي در توبول پروگزيمال بازجذب مي شوند .

تركيبات سديم ، پتاسيم ، گلوكز ، اسيدهاي آمينه، اسيد اوريك، ويتامينC و اسيد لاكتيك بصورت فعال بازجذب مي شوند .

آب، دي اكسيد كربن، پروتئين، كلر و اوره بصورت غير فعال باز جذب مي شوند .

هيدروژن، اسيدها، املاح صفراوي،اورات فعالانه بداخل توبول پروگزيمال ترشح مي شوند .

بازجذب و ترشح درقوس هنله

در قسمت نزولي فقط آب (20 %) بطور غير فعال بازجذب مي شود . در قسمت ضخيم هنله يون هاي پتاسيم، سديم، كلر(25 %) فعالانه باز جذب مي شود. و هيدروژن بصورت انتقال تبادلي با سديم ترشح مي شود .

بازجذب و ترشح در توبول دیستال

اوايل توبول ديستال بعنوان قطعه رقيق كننده شناخته مي شود. چون با جذب املاح و عدم جذب آب باعث رقيق شدن محتواي توبولي در اين قطعه مي شود. سديم در اين قطعه تحت هورمون آلدوسترون و آب تحت هورمون ADH باز جذب مي شود. و كلر نيز بطور پاسيو جذب مي گردد. در انتهاي ديستال و توبول جمع كننده آمونياك، پتاسيم و هيدروژن بصورت تبادل با سديم ترشح مي شوند .

بازجذب و ترشح درمجاری جمع کننده

آب باقي مانده(10 %) در حضور ADH بازجذب مي شود. هيدروژن در خلاف شيب غلظتي ترشح و اوره به علت شيب غلظتي بازجذب مي شود.

انتقال فعال اوليه سديم

پمپ سديم – پتاسيم ATPase موجود در غشاي قاعده اي – جانبي (طرف مايع خارج سلولي) سديم را از سلول اپيتليوم توبولي خارج و پتاسيم را وارد سلول مي كند.

كاهش سديم داخل سلول باعث مي شود كه سديم از داخل مجراي نفرون بعلت گراديان الكتريكي و گراديان غلظتي هم با انتشار ساده و هم توسط پروتئين حامل با انتشار تسهيل شده وارد سلول مي شود .

سلولهای اصلی و بینابینی

در قسمت هاي انتهايي توبول ديستال و توبول هاي جمع كننده دو نوع سلول در ساختمان نفرون وجود دارد .

– سلول اصلي كه سديم (و آب) را باز جذب و پتاسيم را بداخل مجرا ترشح مي كند .

– سلول بينابيني (انتركاله) كه هيدروژن را ترشح و پتاسيم (به همراه بيكربنات) را بازجذب مي كند .

میزان تصفیه پلاسمایی (کلیرانس)

حجمي از پلاسما كه درهر دقيقه از يك ماده پاك مي شود. مثلاً كليرانس اوره 70 ميلي ليتر در دقيقه است .

تنظیم اسمولالیته مایع خارج سلولی

افزايش يا كاهش مقادير آب و يون سديم در مايع خارج سلولي باعث تغيير اسمولاليته مايع خارج سلولي

مي شود (285 mosm/lit) .

افزايش آب مايع خارج سلولي (كاهش اسمولاليته) باعث مي شود كه ترشح هورمون ضد ادراري (ADH) از هيپوفيز خلفي كاهش يابد و با كاهش باز جذب آب در كليه و توليد ادرار بيشتر اسمولاليته را به حالت طبيعي برگرداند .

كاهش آب مايع خارج سلولي (افزايش اسمولاليته) روند معكوس دارد .

تنظیم اسمولالیته مایع خارج سلولی توسط سدیم

سديم و آنيون هاي وابسته بيشترين (94 %) يون مايع خارج سلولي را تشكيل مي دهند و كنترل كننده اصلي اسمولاليته مايع خارج سلولي است. لذا افزايش يا كاهش سديم باعث افزايش يا كاهش اسمولاليته ميشود.

مکانیسم کنترل سدیم مایع خارج سلولی

1. كنترل توسط ADH- افزايش سديم با افزايش ترشح ADH باعث جذب آب بيشتر در توبول و مجاري جمع كننده شده و اسمولاليته را تنظيم مي كند .
2. مكانيسم تشنگي – افزايش سديم )افزايش اسمولاليته( با افزايش تمايل به خوردن آب اسمولاليته را تنظيم مي كند .
3. اثر آلدوسترون – كاهش سديم مايع خارج سلولي با ترشح هورمون آلدوسترون از غده فوق كليه بازجذب سديم از ادرار را بيشتر مي كند .
4. اشتها به نمك – كاهش سديم مايع خارج سلولي تمايل به خوردن نمك را بيشتر مي كند .

تنظیم حجم خون ومایع خارج سلولی

1. گيرندههاي حجمي – افزايش حجم خون (فشار خون) با تحريك گيرنده ها در قلب باعث انقباض عروق كليه و مهار توليد ADH مي شود .
2. گيرنده هاي فشار – تحريك گيرنده هاي فشار خون باعث دفع بيشتر آب مي شود .
3. فاكتور دهليزي دفع كننده سديم ، هورمون آلدوسترون ، ADH

تنظیم پتاسیم

65 % پتاسيم درتوبول پروگزيمال، 27 % درقوس هنلهباز جذب مي شود.

– درتوبول ديستال در مبادله با سديم ترشح مي شود .

عواملي مثل افزايش غلظت پتاسيم، سديم، هورمون آلدوسترون و كاهش هيدروژن همه باعث افزايش دفع پتاسيم از كليه مي شوند .

7/4= PHنرمال

• از سیستمهای تنظیم (دستگاه بافری) شامل خون، تنفس و   کلیه است.

کمتر از7/4       اسیدوز

بیشتر از 7/4      آلکالوز

با آلکالوز دفع کلیوی بیکربنات زیاد می شود و با اسید وز افزایش باز جذب بیکربنات زیاد می شود تا H⁺ را خنثی نماید . در حالت اسیدی بدن دفع H افزایش می یابد و در حالت الکالوز دفع بیکربنات افزایش می یابد.

خونریزی یا کم شدن خون :

کاهش GFR

تحریک ماکولادنسا