25.5: فسيولوجيا تكوين البول

Last updated
Save as PDF

Page ID: 203196

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

وصف القوى الاسموزية الهيدروستاتيكية والغروانية التي تفضل وتعارض الترشيح
وصف معدل الترشيح الكبيبي (GFR)، وتحديد متوسط قيمة GFR، وشرح كيف يمكن استخدام معدل التخليص لقياس GFR
توقع العوامل المحددة التي ستزيد أو تنقص GFR
اذكر النسبة المئوية للمرشح الذي يتم إعادة امتصاصه بشكل طبيعي واشرح سبب أهمية عملية إعادة الامتصاص
احسب إنتاج البول اليومي
ضع قائمة بالأعراض الشائعة للفشل الكلوي

بعد مراجعة التشريح والتشريح الدقيق للجهاز البولي، حان الوقت للتركيز على علم وظائف الأعضاء. سوف تكتشف أن أجزاء مختلفة من النيفرون تستخدم عمليات محددة لإنتاج البول: الترشيح وإعادة الامتصاص والإفراز. سوف تتعلم كيف تعمل كل من هذه العمليات وأين تحدث على طول النيفرون وقنوات التجميع. الهدف الفسيولوجي هو تعديل تركيبة البلازما، وبذلك يتم إنتاج البول الناتج عن النفايات. يمكن أن يؤدي فشل التشريح الكلوي و/أو علم وظائف الأعضاء فجأة أو تدريجيًا إلى الفشل الكلوي. في هذه الحالة، يشير عدد من الأعراض أو العلامات أو النتائج المعملية إلى التشخيص (الجدول\(\PageIndex{1}\)).

الجدول\(\PageIndex{1}\): أعراض الفشل الكلوي
ضعف	عدم انتظام ضربات القلب
الخمول	أورميا (ارتفاع مستوى اليوريا في الدم)
ضيق التنفس	فقدان الشهية
تورم واسع النطاق	الإعياء
الأنيميا	التبول المفرط
الحماض الاستقلابي	قلة البول (كمية قليلة جدًا من البول)
قلاء استقلابي

معدل الترشيح الكبيبي (GFR)

يُطلق على حجم المرشح الذي تشكله كلتا الكليتين في الدقيقة اسم معدل الترشيح الكبيبي (GFR). يضخ القلب حوالي 5 لترات من الدم في الدقيقة تحت ظروف الراحة. يدخل ما يقرب من 20 بالمائة أو لتر واحد إلى الكلى ليتم تصفيته. في المتوسط، ينتج عن هذا اللتر حوالي 125 مل/دقيقة من الفلتر المنتج لدى الرجال (يتراوح من 90 إلى 140 مل/دقيقة) وفلتر 105 مل/دقيقة يتم إنتاجه للنساء (يتراوح من 80 إلى 125 مل/دقيقة). تعادل هذه الكمية حجم حوالي 180 لتر/يوم لدى الرجال و 150 لتر/يوم عند النساء. يتم إرجاع تسعة وتسعين بالمائة من هذا المرشح إلى الدورة الدموية عن طريق إعادة الامتصاص بحيث يتم إنتاج حوالي 1-2 لتر فقط من البول يوميًا (الجدول\(\PageIndex{2}\)).

الجدول\(\PageIndex{2}\): حساب تكوين البول في اليوم
	التدفق في الدقيقة (مل)	الحساب
تدفق الدم الكلوي	1050	تبلغ النتاج القلبي حوالي 5000 مل/دقيقة، يتدفق 21 بالمائة منها عبر الكلى. 5000 0.21 = 1050 مل من الدم/دقيقة*
تدفق البلازما الكلوية	578	تدفق البلازما الكلوية يساوي تدفق الدم في الدقيقة مضروبًا في الهيماتوكريت. إذا كان الشخص مصابًا بالهيماتوكريت بنسبة 45، فإن تدفق البلازما الكلوية يكون 55 بالمائة. 1050 0.55 = 578 مل بلازما/دقيقة*
معدل الترشيح الكبيبي	110	GFR هي كمية البلازما التي تدخل كبسولة بومان في الدقيقة. إنه تدفق البلازما الكلوية مضروبًا في الكسر الذي يدخل الكبسولة الكلوية (19 بالمائة). 578 0.19 = 110 مل/ معدل فلتر/دقيقة*
البول	1296 مل/يوم	المرشح الذي لم تستعيده الكلية هو البول الذي سيتم التخلص منه. إن معدل GFR مضروبًا في نسبة المرشح الذي لم تتم إعادة امتصاصه (0.8 بالمائة). 110.08 = 0.9 مل من البول/دقيقة* اضرب البول/دقيقة مرات 60 دقيقة مرات 24 ساعة للحصول على إنتاج البول يوميًا. 0.9 60* 24 = 1296 مل/يوم بول*

يتأثر GFR بالضغط الهيدروستاتيكي والضغط الأسموزي الغرواني على جانبي الغشاء الشعري للكبيبة. تذكر أن الترشيح يحدث عندما يدفع الضغط السائل ويذوب من خلال حاجز شبه منفذ مع حركة المذاب مقيدة بحجم الجسيمات. الضغط الهيدروستاتيكي هو الضغط الناتج عن السائل على السطح. إذا كان لديك سائل على جانبي الحاجز، فإن كلا السائلين يمارسان ضغطًا في اتجاهين متعاكسين. ستكون حركة السوائل الصافية في اتجاه الضغط المنخفض. التناضح هو حركة المذيب (الماء) عبر غشاء غير منفذ للمذاب في المحلول. هذا يخلق ضغطًا تناضحيًا سيظل موجودًا حتى يصبح تركيز المذاب هو نفسه على جانبي الغشاء شبه القابل للنفاذ. طالما أن التركيز يختلف، سيتحرك الماء. يحدث الترشيح الكبيبي عندما يتجاوز الضغط الهيدروستاتيكي الكبيبي الضغط الهيدروستاتيكي المضيء لكبسولة بومان. هناك أيضًا قوة معاكسة، وهي الضغط الاسموزي، والذي عادة ما يكون أعلى في الشعيرات الدموية الكبيبية.

لفهم سبب ذلك، انظر عن كثب إلى البيئة الدقيقة على جانبي غشاء الترشيح. سوف تجد الضغط الاسموزي الذي تمارسه المواد المذابة داخل تجويف الشعيرات الدموية وكذلك داخل كبسولة بومان. نظرًا لأن غشاء الترشيح يحد من حجم الجسيمات التي تعبر الغشاء، فإن الضغط الاسموزي داخل الشعيرات الدموية الكبيبية أعلى من الضغط الاسموزي في كبسولة بومان. تذكر أن الخلايا والبروتينات المتوسطة إلى الكبيرة لا يمكن أن تمر بين عمليات الخلايا البدوية أو من خلال فواصل الخلايا البطانية الشعرية. وهذا يعني أن خلايا الدم الحمراء والبيضاء والصفائح الدموية والألبومين والبروتينات الأخرى الأكبر من أن تمر عبر الفلتر تبقى في الشعيرات الدموية، مما يؤدي إلى متوسط ضغط تناضحي غرواني يبلغ 30 ملم زئبق داخل الشعيرات الدموية. يؤدي غياب البروتينات في فضاء بومان (التجويف الموجود داخل كبسولة بومان) إلى ضغط تناضحي قريب من الصفر. وبالتالي، فإن الضغط الوحيد الذي ينقل السائل عبر جدار الشعيرات الدموية إلى تجويف فضاء بومان هو الضغط الهيدروستاتيكي. الضغط الهيدروستاتيكي (السائل) كافٍ لدفع الماء عبر الغشاء على الرغم من الضغط الاسموزي الذي يعمل ضده. ينتج عن مجموع كل التأثيرات، الاسموزية والهيدروستاتيكية، ضغط ترشيح صافٍ (NFP) يبلغ حوالي 10 ملم زئبق (الشكل\(\PageIndex{1}\)).

يعد التركيز المناسب للمذيبات في الدم أمرًا مهمًا في الحفاظ على الضغط الاسموزي في الكبيبة وبشكل نظامي. هناك اضطرابات يمر فيها الكثير من البروتين عبر فتحات الترشيح إلى مرشح الكلى. يؤدي هذا البروتين الزائد في المرشح إلى نقص بروتينات البلازما المتداولة. بدوره، يؤدي وجود البروتين في البول إلى زيادة الأسمولية؛ وهذا يحتفظ بمزيد من الماء في المرشح ويؤدي إلى زيادة حجم البول. نظرًا لوجود بروتين أقل تداولًا، وخاصة الألبومين، ينخفض الضغط التناضحي للدم. يؤدي الضغط الاسموزي الأقل الذي يسحب الماء إلى الشعيرات الدموية إلى توجيه التوازن نحو الضغط الهيدروستاتيكي، الذي يميل إلى دفعه خارج الشعيرات الدموية. التأثير الصافي هو فقدان الماء من الدورة الدموية إلى الأنسجة والخلايا الخلالية. هذا «يملأ» الأنسجة والخلايا، وهي حالة تسمى الوذمة الجهازية.

ضغط الترشيح الصافي (NFP)

يحدد NFP معدلات الترشيح عبر الكلى. يتم تحديده على النحو التالي:

NFP = الضغط الهيدروستاتيكي للدم الكبيبي (GBHP) - [الضغط الهيدروستاتيكي الكبسولة (CHP) + الضغط الاسموزي الغرواني في الدم (BCOP)] = 10 ملم زئبق

هذا هو:

NFP = GBHP - [وحدة المعالجة المركزية+BCOP] = 10 ملم زئبق

أو:

NFP = 55 - [15 + 30] = 10 ملم زئبق

كما ترى، هناك ضغط صافي منخفض عبر غشاء الترشيح. بشكل بديهي، يجب أن تدرك أن التغييرات الطفيفة في أسمولية الدم أو التغيرات في ضغط الدم الشعري تؤدي إلى تغييرات كبيرة في كمية المرشح المتكون في أي نقطة زمنية معينة. الكلى قادرة على التعامل مع مجموعة واسعة من ضغوط الدم. ويرجع ذلك في جزء كبير منه إلى طبيعة التنظيم الذاتي للعضلات الملساء. عندما تقوم بتمديده، فإنه ينقبض. وبالتالي، عندما يرتفع ضغط الدم، تنقبض العضلات الملساء في الشعيرات الدموية الواردة للحد من أي زيادة في تدفق الدم ومعدل الترشيح. عندما ينخفض ضغط الدم، تسترخي نفس الشعيرات الدموية للحفاظ على تدفق الدم ومعدل الترشيح. النتيجة النهائية هي تدفق مستمر نسبيًا للدم إلى الكبيبة ومعدل ترشيح ثابت نسبيًا على الرغم من التغيرات الجهازية الكبيرة في ضغط الدم. يتم حساب متوسط ضغط الدم الشرياني بإضافة 1/3 من الفرق بين الضغط الانقباضي والضغط الانبساطي إلى الضغط الانبساطي. لذلك، إذا كان ضغط الدم 110/80، فإن الفرق بين الضغط الانقباضي والضغط الانبساطي هو 30. ثلث هذا هو 10، وعندما تضيفه إلى الضغط الانبساطي البالغ 80، تصل إلى متوسط ضغط شرياني محسوب يبلغ 90 ملم زئبق. لذلك، إذا كنت تستخدم متوسط الضغط الشرياني لـ GBHP في الصيغة لحساب NFP، فيمكنك تحديد أنه طالما كان متوسط الضغط الشرياني أعلى من 60 مم زئبق تقريبًا، فسيكون الضغط كافيًا للحفاظ على الترشيح الكبيبي. سيؤدي ضغط الدم الذي يقل عن هذا المستوى إلى إضعاف وظائف الكلى والتسبب في اضطرابات جهازية شديدة بما يكفي لتهديد البقاء على قيد الحياة. هذه الحالة تسمى الصدمة.

يعد تحديد GFR أحد الأدوات المستخدمة لتقييم وظيفة إفراز الكلى. هذا أكثر من مجرد تمرين أكاديمي. نظرًا لأن العديد من الأدوية تفرز في البول، فإن انخفاض وظائف الكلى يمكن أن يؤدي إلى تراكمات سامة. بالإضافة إلى ذلك، فإن إعطاء جرعات دوائية مناسبة لتلك الأدوية التي تفرزها الكلى بشكل أساسي يتطلب تقييمًا دقيقًا لـ GFR. يمكن تقدير GFR عن كثب عن طريق إعطاء الأنسولين عن طريق الوريد. الإينولين هو عديد السكاريد النباتي الذي لا يتم امتصاصه أو إفرازه بواسطة الكلى. يتناسب ظهوره في البول بشكل مباشر مع معدل تصفيته بواسطة الجسم الكلوي. ومع ذلك، نظرًا لأن قياس تصفية الأنسولين أمر مرهق في البيئة السريرية، فغالبًا ما يتم تقدير معدل GFR عن طريق قياس الكرياتينين الذي يحدث بشكل طبيعي، وهو جزيء مشتق من البروتين ينتج عن استقلاب العضلات الذي لا يتم إعادة امتصاصه ويتم إفرازه بشكل طفيف فقط بواسطة النيفرون.

مراجعة الفصل

يتم تصفية حجم الدم بالكامل من خلال الكلى حوالي 300 مرة في اليوم، ويتم استرداد 99 بالمائة من المياه المفلترة. يتأثر GFR بالضغط الهيدروستاتيكي والضغط الأسموزي الغرواني. في ظل الظروف العادية، يكون الضغط الهيدروستاتيكي أكبر بشكل ملحوظ ويحدث الترشيح. يعتمد الضغط الهيدروستاتيكي للكبيبة على ضغط الدم النظامي وآليات التنظيم الذاتي والنشاط العصبي الودي وهرمونات الباراكرين. يمكن للكلية أن تعمل بشكل طبيعي تحت نطاق واسع من ضغوط الدم بسبب الطبيعة التنظيمية الذاتية للعضلات الملساء.

مراجعة الأسئلة

س: ________ يجب أن يكون الضغط أكبر على الجانب الشعري من غشاء الترشيح لتحقيق الترشيح.

ألف - الاسموزي

باء - الهيدروستاتيكي

الإجابة: ب

س: إنتاج البول لتعديل مكياج البلازما هو نتيجة ________.

أ. الترشيح

ب. الاستيعاب

ج. إفراز

د. الترشيح والامتصاص والإفراز

الإجابة: د

س: يجب أن يظل ضغط الدم الجهازي أعلى من 60 حتى تحدث الكمية المناسبة من الترشيح.

أ. صحيح

ب. كاذبة

الإجابة: ب

أسئلة التفكير النقدي

س: أعط صيغة ضغط الترشيح الصافي.

أ- ضغط الترشيح الصافي (NFP) = الضغط الهيدروستاتيكي للدم الكبيبي (GBHP) - [الضغط الهيدروستاتيكي الكبسولة (CHP) + الضغط الاسموزي الغرواني للدم (BCOP)]

س: اذكر خمسة أعراض على الأقل للفشل الكلوي.

ج: أعراض الفشل الكلوي هي الضعف والخمول وضيق التنفس والوذمة المنتشرة وفقر الدم والحماض الاستقلابي أو القلاء وعدم انتظام ضربات القلب واليوريميا وفقدان الشهية والتعب والتبول المفرط وقلة البول.

مسرد المصطلحات

معدل الترشيح الكبيبي (GFR): معدل الترشيح الكلوي

إنولين: يتم حقن السكاريد النباتي لتحديد GFR؛ لا تفرزه الكلية ولا تمتصه، لذا فإن ظهوره في البول يتناسب طرديًا مع معدل الترشيح

ضغط الترشيح الصافي (NFP): ضغط السائل عبر الكبيبة؛ يُحسب عن طريق قياس الضغط الهيدروستاتيكي للشعيرات الدموية وطرح الضغط الاسموزي الغرواني للدم والضغط الهيدروستاتيكي لكبسولة بومان

الوذمة الجهازية: زيادة احتباس السوائل في المساحات الخلالية وخلايا الجسم؛ يمكن رؤيته على أنه تورم في مناطق واسعة من الجسم، وخاصة الأطراف السفلية