تشکیل ادرار و تخلیه آن – گفتار دوم تنظیم اسمزی و دفع مواد

فرایند تشکیل ادرار، شامل سه مرحله تراوش، بازجذب و ترشح است.

تراوش

تراوش، نخستین مرحله تشکیل ادرار است. در این مرحله بخشی از خوناب در نتیجه فشار خون از کلافک خارج شده به کپسول بومن وارد می‌شوند. این فرایند را تراوش می‌نامند. هم ساختار کلافک و هم ساختار کپسول بومن برای تراوش متناسب شده است. مویرگ‌های کلافک از نوع منفذدار هستند و بنابراین امکان خروج مواد از آن‌ها به خوبی فراهم است. مولکول‌های بزرگ نمی‌توانند وارد کپسول بومن شوند.

برای اینکه فشارِ تراوشی به حد کافی زیاد باشد سازوکار ویژه‌ای در نظر گرفته شده است. قطر سرخرگ آوران بیشتر از قطر سرخرگ وابران است و این، فشار تراوشی را در مویرگ‌های کلافک افزایش می‌دهد. اطراف کلافک را کپسول بومن احاطه کرده است. کپسول بومن شامل دو دیواره است؛ یکی بیرونی و دیگری درونی. دیواره بیرونی از یاخته‌های پوششی سنگ‌فرشی ساده و دیواره درونی که با کلافک در تماس است، از یاخته‌هایی به نام پودوسیت تشکیل شده است.

هریک از پودوسیت‌ها رشته‌های کوتاه و پا مانند فراوانی دارد. پودوسیت‌ها با پاهای خود اطراف مویرگ‌های کلافک را احاطه کرده‌اند. شکاف‌های باریک متعددی که در فواصل بین پاها وجود دارد به خوبی امکان نفوذ مواد را به دیواره درونی فراهم می‌کند.

۱-سرخرگ آوران از سرخرگ وابران قطورتر است.

۲-سرخگ آوران نسبت به سرخرگ وابران هماتوکریت کمتر و مواد زائد بیشتری دارد.

۱-هسته سلول پودوسیت و دیواره خارجی کپسول بومن هر دو بیضی‌ست اما هسته پودوسیت بزرگتر است.

۲-پودوسیت هم از سلول دیواره بیرونی بزرگتر است.

باز جذب

در تراوش، مواد براساس اندازه وارد گُردیزه می‌شوند و هیچ انتخاب دیگری صورت نمی‌گیرد. بنابراین، هم مواد دفعی مثل اوره وهم مواد مفید مثل گلوکز و آمینواسیدها به گُردیزه وارد می‌شوند. مواد مفید دوباره باید به خون بازگردند. این مواد از طریق مویرگ‌های دورِ لوله‌ای، دوباره جذب و به این ترتیب به خون وارد می‌شوند. این فرایند را بازجذب می‌نامند.

به محض ورود مواد تراوش شده به لوله پیچ‌خورده نزدیک، بازجذب آغاز می‌شود. دیواره لوله پیچ خورده نزدیک از یک لایه بافت پوششی مکعبی تشکیل شده است که ریزپرز دارند. ریزپرزها سطح بازجذب را افزایش می‌دهند. به علت وجود ریزپرزهای فراوان در لوله پیچ‌خورده نزدیک، مقدار مواد بازجذب شده در این قسمت از گُردیزه، بیش از سایر قسمت‌هاست.

در بیشتر موارد، بازجذب فعّال است و با صرف انرژی انجام می‌گیرد؛ گرچه بازجذب ممکن است غیرفعّال باشد مثل بازجذب آب که با اسمز انجام می‌شود.

در کسپول بومن بازجذب نداریم. بازجذب در لوله پیچ خورده نزدیک آغاز می‌شود.

هر بخشی از کلیه که بازجذب دارد لزوما در نفرون نیست و می‌تواند مجرای جمع کننده باشد.

۱-هسته و میتوکندری‌ها در سلول مکعبی پیچ خورده نزدیک از ریزپرز دور و به غشای پایه نزدیک تر هستند.

۲-در نزدیک سطح غشای پایه نیز یک سری چین‌خوردگی‌ها دیده می‌شود.

۳-در سطح زیر ریزپرزها تعداد زیاد وزیکول وجود دارد.

ترشح

ترشح در جهت مخالف بازجذب رخ می‌دهد و در آن موادی که لازم است دفع شوند از مویرگ‌های دورِ لوله‌ای یا خودِ یاخته‌های گُردیزه به درون گُردیزه ترشح می‌شوند. این فرایند را ترشح می‌نامند. ترشح در بیشتر موارد به روش فعّال و با صرف انرژی زیستی انجام می‌گیرد.

ترشح در تنظیم میزان pH خون، نقش مهمی دارد. اگر pH خون کاهش یابد، کلیه‌ها یون هیدروژن را ترشح می‌کنند. اگر pH خون افزایش یابد، کلیه بی‌کربنات بیشتری دفع می‌کند و به این ترتیب pH خون را در محدوده ثابتی نگه می‌دارد. بعضی سموم و داروها به وسیله ترشح دفع می‌شوند.

۱-بازجذب از ترشح بیشتر است.

۲-ترشح دو نوع دارد، یکی ورود مواد دفعی از خون به نفرون و دیگری ورود مواد دفعی از سلول‌های خود نفرون به داخل نفرون!

۳-بی‌کربنات ترشح نمی‌شود، بلکه در زمانی که PH خون قلیایی‌ست بازجذب آن کمتر می‌شود و در نتیجه دفع آن بیشتر می‌شود.

بررسی کنید

الف. چند مرحله از مراحل تشکیل ادرار در کپسول بومن انجام می‌شود؟ در بقیه اجزای نفرون چطور؟

پاسخ

تنها یک مرحله از مراحل تشکیل ادرار(تراوش) در کپسول بومن انجام می‌شود. در سایر اجزای نفرون دو مرحله‌ی تراوش و بازجذب انجام می‌شود.


ب. درست است بگوییم تراوش برخلاف بقیه مراحل تشکیل ادرار فقط در نفرون انجام می‌شود؟

پاسخ

بله. تراوش فقط در نفرون و در کپسول بومن انجام می‌شود. بازجذب و ترشح علاوه بر نفرون در لوله جمع کننده نیز دیده می‌شود.

تخلیه ادرار

ادرار پس از ساخته شدن در کلیه، از طریق میزنای به مثانه وارد می‌شود. حرکت کرمی دیواره میزنای، که نتیجه انقباضات ماهیچه صاف دیوارۀ آن است، ادرار را به پیش می‌راند. پس از ورود به مثانه، دریچه‌ای که حاصل چین‌خوردگی مخاط مثانه روی دهانه میزنای است، مانع بازگشت ادرار به میزنای می‌شود.

۱-جنس دریچه ابتدای مثانه از بافت پوششی است.

مثانه، کیسه‌ای است ماهیچه‌ای که ادرار را موقتاً ذخیره می‌کند. چنانچه حجم ادرار جمع‌شده در آن از حدِّ مشخصی فراتر رود، کشیدگی دیوارۀ مثانه باعث فعال شدن سازوکار تخلیه ادرار می‌شود.

در محلِ اتصال مثانه به میزراه، بنداره‌ای قرار دارد که به هنگام ورود ادرار باز می‌شود. این بنداره، که بنداره داخلی میزراه نام دارد، از نوع ماهیچه صاف و غیرارادی است. بعد از این بنداره، بنداره دیگری به نام بنداره خارجی میزراه وجود دارد که از نوع ماهیچه مخطط و ارادی است. در نوزادان و کودکانی که هنوز ارتباط مغز و نخاعِ آنان به طور کامل شکل نگرفته است، تخلیه مثانه به صورت غیرارادی صورت می‌گیرد.

ترکیب شیمیایی ادرار

دو فرایند بازجذب و ترشح، ترکیب مایع تراوش شده را هنگام عبور از گردیزه و مجرای جمع‌کننده، تغییر می‌دهند و آنچه به لگنچه می‌ریزد، ادرار است.

آنچه به لگنچه می‌ریزد ادرار است، یعنی لگنچه هیچ اثری روی ترکیبات ادرار ندارد.

حدود ۹۵ درصد ادرار را آب تشکیل می‌دهد. دفع آب از طریق ادرار، راهی است برای تنظیم مقدار آب بدن. یون‌ها نیز بخش مهمی از ادرار را تشکیل می‌دهند که دفع آن‌ها برای حفظ تعادل یون‌ها صورت می‌گیرد.

فراوان‌ترین ماده دفعی آلی در ادرار، اوره است. اوره چرا و چگونه تشکیل می‌شود؟ در نتیجه تجزیه موادی مانند آمینواسیدها، آمونیاک تولید می‌شود که بسیار سمّی است. تجمع آمونیاک در خون به سرعت به مرگ می‌انجامد. کبد، آمونیاک را از طریق ترکیب آن با کربن دی‌اکسید به اوره تبدیل می‌کند. ویژگی سمی بودن اوره از آمونیاک بسیار کمتر است و بنابراین، امکان انباشته شدن آن و دفع با فواصل زمانی امکان‌پذیر است. کلیه‌ها اوره را از خون می‌گیرند و همراه با ادرار از بدن دفع می‌کنند.

دیگر ماده دفعی نیتروژن‌دار در ادرار اوریک اسید است. اوریک اسید انحلال‌پذیری زیادی در آب ندارد؛ بنابراین تمایل آن به رسوب کردن و تشکیل بلور زیاد است. رسوب بلورهای اوریک اسید در کلیه‌ها باعث ایجاد سنگ کلیه و در مفاصل باعث بیماری نقرس می‌شود. نقرس یکی از بیماری‌های مفصلی است که با دردناک شدن مفاصل و التهاب آنها همراه است.

۱-فراوانترین ماده دفعی ادرار آب است و فراوانترین ماده دفعی آلی ادرار اوره است.

۲-از آنجایی که کبد کربن دی‌اکسید و اوره را با هم ترکیب می‌کند می‌توان گفت کربن دی‌اکسید و اوره در کبد مصرف می‌شوند.

بررسی کنید

الف. چرا با افزایش تجزیه پروتئین، میزان اوره در ادرار افزایش پیدا می‌کند؟

پاسخ

افزایش تجزیه پروتئین باعث می‌شود که میزان تولید آمونیاک بیشتر شود و در نتیجه کبد اوره‌ی بیشتری بسازد. این موضوع باعث می‌شود که میزان اوره در ادرار افزایش می‌یابد.


ب. کبد از چه راه‌هایی باعث خروج مواد دفعی از بدن شود؟

پاسخ

۲ راه. با ساختن اوره از آمونیاک می‌تواند باعث شود این ماده از طریق کلیه‌ها دفع شود. همچنین با ساختن صفرا می‌تواند باعث شود کلسترول‌های اضافی از بدن دفع شود.


پ. چرا مصرف زیاد الکل می‌تواند منجر به کاهش تولید اوره در بدن شود؟

پاسخ

مصرف الکل می‌تواند به کبد آسیب بزند و این آسیب باعث شود که تولید اوره در بدن کم شود.


ت. آیا می‌توان گفت کبد از آمونیاک نوعی ماده غیر سمی می‌سازد؟

پاسخ

خیر. کبد از ترکیب آمونیاک و کربن دی‌اکسید اوره می‌سازد که سمیت کمتری دارد نه اینکه غیر سمی باشد.

تنظیم آب

تنظیم آب تحت تنظیم عوامل مختلفی مثل هورمون‌ها قرار دارد. یکی از سازوکارها به غلظت مواد حل شده در خوناب ارتباط دارد. اگر غلظت این مواد از حدِّ مشخصی فراتر رود، مرکز تشنگی در هیپوتالاموس تحریک می‌شود که نتیجه آن فعال شدن مرکز تشنگی و تمایل به نوشیدن آب و از طرف دیگر ترشح هورمون ضدادراری است. این هورمون با اثر بر کلیه‌ها، بازجذب آب را افزایش می‌دهد و به این ترتیب دفع آب از راه ادرار کاهش پیدا می‌کند.

اگر بنا به عللی هورمون ضد ادراری ترشح نشود، مقدارِ زیادی ادرارِ رقیق از بدن دفع می‌شود.

چنین حالتی به دیابت بی‌مزه معروف است. مبتلایان به این بیماری احساس تشنگی می‌کنند و مایعات زیادی می‌نوشند. این بیماری به علت برهم زدن توازن آب و یون‌ها در بدن، نیازمند توجه جدّی است.

خودآزمایی

به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.