جهاز الإخراج: التركيب والوظيفة وبعض مشكلاته

• أُحدّد أجزاء جهاز الإخراج، ووظيفة كل جزء منها.
• أصف آلية تنقية الدم من الفضلات النيتروجينية.
• أُبيّن دور الكُليتين في الحفاظ على الاتزان الداخلي للجسم.
• أصف بعض مشكلات جهاز الإخراج.

جهاز الإخراج: من يخلّص الجسم من الفضلات؟

يُسهِم جهاز الإخراج في تخليص الجسم من الفضلات، ويعمل على التنظيم الأسموزي للدم؛ حفاظًا على الاتزان الداخلي للجسم.

• الفضلات: نواتج ثانوية لعمليات الأيض التي تحدث في الخلايا.
• أعضاء جهاز الإخراج مثل الكُليتين والرئتين والجلد تخلّص الجسم من الفضلات وتطرحها خارجه، أنظر الشكل (1).

• للكُليتين وظائف عديدة:
• تكوين البول.
• التحكّم في درجة حموضة الدم.
• السيطرة على ضغط الدم وحجمه.

• أيض الحموض الأمينية في الكبد يُكوّن الفضلات النيتروجينية.
• الأمونيا ← يوريا: الأمونيا مُركّب شديد السُميّة، يُحوّلها الكبد إلى يوريا ⁦(Urea)⁩ وهو مُركّب أقل سُميّة.

ما دور أعضاء جهاز الإخراج في الجسم؟

داخل الكُلية: قشرة ونخاع وحوض

• تحوي الكُلية من الداخل ثلاث مناطق رئيسة:
• القشرة ⁦(Cortex)⁩: المنطقة الخارجية.
• النخاع ⁦(Medulla)⁩: المنطقة الوسطى.
• حوض الكُلية ⁦(Pelvis)⁩: تقع في عمق الكُلية، ويتجمّع فيها البول الذي تُكوّنه الكُلية.

• يصل الدم إلى الكُلية عن طريق الشريان الكلوي المُتفرّع من الشريان الأبهر.
• يخرج الدم منها عن طريق الوريد الكلوي، أنظر الشكل (2).

أجزاء النفرون بالترتيب

• تتألّف الوحدة الأنبوبية الكلوية (النفرون) من:
• الحويصلة الكلوية التي تضم الكبة ومحفظة بومان.
• والأنبوبة الملتوية القريبة، والتواء هنلي، والأنبوبة الملتوية البعيدة.
• القناة الجامعة: يرى بعض العلماء أنَّ القناة الجامعة هي أحد أجزاء الوحدة الأنبوبية الكلوية، أنظر الشكل (3).

أُحدّد الأجزاء التي تتألّف منها الوحدة الأنبوبية الكلوية.

الترشيح الكبيبي: أول خطوات تكوين البول

• تكوين البول يتم عن طريق ثلاث عمليات: الترشيح الكبيبي، وإعادة الامتصاص، والإفراز الأنبوبي.

• يصل الدم من الشريين الوارد المُتفرّع من الشريان الكلوي، وضغطه عالٍ بما يكفي لدفع الماء والمواد الصغيرة الحجم الذائبة فيه (مثل: الغلوكوز والأملاح).
• مكان الترشيح: الحويصلة الكلوية التي تتألّف من الكبة ومحفظة بومان.
• لا ترشح خلايا الدم الحمراء والجزيئات الكبيرة الحجم، مثل بروتينات البلازما.

• رقة جدران محفظة بومان والشعيرات الدموية في الكبة ونفاذيتها العالية تجعل معظم السائل يتدفّق داخل محفظة بومان، ثم يتدفّق الراشح إلى بقية أجزاء الوحدة الأنبوبية الكلوية، أنظر الشكل (4).

أُوضّح العوامل التي تعتمد عليها عملية الترشيح الكبيبي في الحويصلة الكلوية.

إعادة الامتصاص: الجسم يسترد ما يحتاج إليه

• يحتوي الراشح، إضافةً إلى اليوريا، على مواد يحتاج إليها الجسم، مثل: الماء، والغلوكوز، والأملاح، والحموض الأمينية، وبعض الفيتامينات.

• يتكوّن $180\ \text{L}$ من الراشح يوميًا، ويُعاد امتصاص ما نسبته 99% منه في أجزاء الوحدة الأنبوبية الكلوية باستثناء أجزاء الحويصلة الكلوية.
• الأنبوبة الملتوية القريبة يُعاد عن طريقها امتصاص معظم ما يلزم الجسم من مواد، أنظر الشكل (5).

• المواد التي يلزم الجسم (الأملاح، والفيتامينات، والحموض الأمينية، والغلوكوز): إعادة امتصاصها بالنقل النشط أو بالانتشار.
• الماء: إعادة امتصاصه عن طريق الخاصية الأسموزية.
• الخملات الدقيقة ⁦(Microvilli)⁩ في الخلايا الطلائية المبطنة للأنبوبة الملتوية القريبة تزيد مساحة السطح وتعزّز إعادة الامتصاص.
• الميتوكندريا في خلايا الأنبوبة توفر ⁦ATP⁩ اللازمة للنقل النشط لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم.

الإفراز الأنبوبي: طرد ما لم يُرشَّح

• مسار المواد: من الدم في الشعيرات الدموية المحيطة بالوحدة الأنبوبية الكلوية إلى داخل الأنبوبة الملتوية القريبة، والأنبوبة الملتوية البعيدة، والقناة الجامعة عن طريق النقل النشط، والانتشار.

ما التغيرات التي تحدث على الراشح في أثناء مروره في بقية أجزاء الوحدة الأنبوبية الكلوية؟

لماذا يُستخدَم فحص البول للكشف عن وجود المخدرات في بول الشخص المُشتبه به بالرغم من أنَّ البول يتكوّن غالبًا من ماء وأملاح؟

نمذجة النفرون بسلك وخيط صوف

أستنتج: ماذا تُمثّل الشبكة الملتفة من خيط الصوف داخل الكأس؟

أُوضّح التلاؤم بين تركيب محفظة بومان وعملية الترشيح الكبيبي.

أُحدّد أجزاء الوحدة الأنبوبية الكلوية التي تحدث فيها عملية إعادة الامتصاص.

أتوقع: إذا لم تحدث عملية إعادة الامتصاص، فماذا يحدث لجسمي؟

الهرمون المانع لإدرار البول: كيف يضبط ماء الدم؟

تُسهم الهرمونات في تنظيم عمل الكُلية، والتحكّم في الضغط الأسموزي للدم.

• آلية عمل الهرمون المانع لإدرار البول للسيطرة على الضغط الأسموزي للدم مثال على التغذية الراجعة السلبية، أنظر الشكل (6).

• عند ارتفاع الضغط الأسموزي للدم:
• عندما يرتفع تركيز المواد الذائبة في الدم (ارتفاع الضغط الأسموزي) تعمل المُستقبلات الأسموزية في منطقة تحت المهاد على تحفيز إفراز هرمون ⁦ADH⁩ من الغُدّة النخامية الخلفية.
• يزيد ⁦ADH⁩ نفاذية الأنبوبة الملتوية البعيدة والقناة الجامعة للماء.
• يُعاد امتصاص ماء أكثر من الراشح إلى الدم.
• تزيد نسبة الاحتفاظ بالماء، وينقص الضغط الأسموزي للدم، وينقص حجم البول، ويزيد تركيزه.
• عند انخفاض الضغط الأسموزي للدم: تُفرز كمية أقل من ⁦ADH⁩، فتقل نفاذية الأنبوبة الملتوية البعيدة والقناة الجامعة للماء، ويُعاد امتصاص ماء أقل، فيزيد حجم البول.

أصف تأثير الهرمون المانع لإدرار البول ⁦ADH⁩ في حجم البول وتركيزه عند ارتفاع الضغط الأسموزي للدم.

القهوة مادة مُنبّهة يؤدي الإكثار من تناولها إلى كثرة التبوّل. أتوقّع تأثيرها في إفراز الهرمون المانع لإدرار البول ⁦ADH⁩.

رينين وألدوستيرون: ماذا يحدث بعد النزيف؟

• أ. انخفاض حجم الدم وضغطه ⁦(Low Blood Volume and Pressure)⁩: يؤدي انخفاض حجم الدم الوارد إلى الكُليتين (بعد فقدان الدم عند حدوث نزيف مثلًا) إلى انخفاض ضغطه.

• انخفاض الضغط يُحفّز الخلايا قرب الكبيبية على إفراز إنزيم رينين ⁦(Renin)⁩ إلى الدم مباشرة.
• الرينين الموجود في بلازما الدم يبدأ سلسلة من التفاعلات لإنتاج الأنجيوتنسين ⁦II⁩، أنظر الشكل (7).

• الألدوستيرون ⁦(Aldosterone)⁩ جزء من نظام الرينين- أنجيوتنسين- ألدوستيرون.
• زيادة إعادة امتصاص أيونات الصوديوم تنقل الماء من الأنابيب الملتوية البعيدة والقنوات الجامعة إلى السائل النسيجي، ومنه إلى الدم وفقًا للخاصية الأسموزية، فيزداد حجم الدم، ويرتفع ضغطه.

• السلسلة: انخفاض حجم الدم وضغطه يُحفّز الخلايا قرب الكبيبية على إفراز إنزيم رينين، ثم يبدأ الرينين سلسلة من التفاعلات لإنتاج الأنجيوتنسين ⁦II⁩.
• الألدوستيرون جزء من نظام الرينين- أنجيوتنسين- ألدوستيرون، وتؤدي زيادة إعادة امتصاص أيونات الصوديوم إلى انتقال الماء إلى الدم، فيزداد حجم الدم، ويرتفع ضغطه.

• ب. ازدياد حجم الدم وضغطه ⁦(High Blood Volume and Pressure)⁩: تُفرز خلايا مُتخصّصة في الأذينين (في القلب) العامل الأذيني المُدرّ للصوديوم ⁦(Atrial Natriuretic Factor)⁩.

• يُثبّط إفراز إنزيم الرينين، ثم يُثبّط سلسلة التفاعلات التي تؤدي إلى إنتاج الأنجيوتنسين ⁦II⁩.
• يُثبّط إفراز الألدوستيرون من قشرة الغُدّة الكظرية.
• تقل عمليات إعادة امتصاص أيونات الصوديوم والماء، وبذلك يقل حجم الدم وضغطه.

أُوضّح تأثير الأنجيوتنسين ⁦II⁩ على الأوعية الدموية.

أُوضّح تأثير زيادة إفراز قشرة الغُدّة الكظرية لهرمون الألدوستيرون على تنظيم حجم الدم وضغطه.

أُوضّح تأثير زيادة إفراز الجسم للعامل الأذيني المُدرّ للصوديوم من الأذينين في حجم الدم وضغطه.

لماذا تختلف كمية البول التي تُطرح من جسمي تبعًا لاختلاف كمية السوائل التي أشربها، والمجهود البدني الذي أبذله؟

الفشل الكلوي وحصى الكلى

• الأسباب: مرض السكري، وارتفاع ضغط الدم، والتهاب الكلى، أو بعض الأمراض الوراثية.
• الأعراض: التعب والإرهاق، وتغيرات في كمية البول، وتورّم في الساقين والقدمين والكاحلين، والغثيان.
• العلاج: قد يشمل الأدوية، وغسيل الكلى، أو زراعة الكلى في الحالات المتقدمة.

• العوامل المُسبّبة: تناول بعض الأدوية، والجفاف، والسمنة، والنظام الغذائي غير الصحي.
• الأعراض الشائعة: آلام وتشنّجات حادة في الظهر والخاصرة، وحرقة أثناء التبول، ولون البول الغامق أو الأحمر نتيجة نزول الدم.
• العلاج: يعتمد على موقع الحصى وحجمها، وقد يشمل الأدوية، وتفتيت الحصى بالتنظير، أو الجراحة.

اختبر نفسك على الدرس كلّه