سرنوشت سدیم و آب در نفرون | مراحل ساخت یک ادرار غلیظ

هنوز هم علاقه‌ای به آن ندارم: فیزیولوژیِ بیش از حد عجیب‌ و پیچیده‌ای دارد … ولی به نظرم مثل چیز‌های دیگر به این نیز می‌توانم عادت کنم.

این جملاتی هستند که هومر ویلیام اسمیت (Homer William Smith)، یکی از دانشمندان برجسته‌ی رشته‌ی نفرولوژی، درباره‌ی پیچیدگیِ مکانیسم بازجذب آب و سدیم می‌گوید.

برای گفتن از هومر اسمیت، فکر می‌کنیم که به همین توصیف آکادمی ملی علوم آمریکا در تمجید از وی بسنده کنیم:

بی‌شک کمتر فردی به این سطح از تمجید رسیده است. این احتمالاً بهترین توصیفی است که از یک دانشمند واقعی می‌توان کرد.

هومر اسمیت و گروهش از پیشروان فیزیولوژی کلیه بودند.

آن‌ها بسیاری از مکانیسم‌ها و کارکرد‌های کلیه را که تا آن زمان به درستی درک نشده بودند شرح دادند و همچنین روش‌های غیرتهاجمی بسیاری را برای ارزیابی عملکرد کلیه، مثل اندازه‌گیری Glomerular Filtration Rate، معرفی کردند.

جالب است بدانید که یکی از مقالات وی که در Journal of Clinical Investigation منتشر شده (+) و تا زمان نگارش این نوشته، ۲۱۳۲ بار به آن مقاله استناد شده است، برای اولین بار توسط ژورنال دیگری، با این توضیح که بیش از حد توصیفی است، رد شده بود (+).

نفوذپذیری نفرون به آب در قسمت‌های مختلف

مبحث پیش رو، دشوارترین قسمت فیزیولوژی کلیه است. طبیعی است که پس از خواندنش، این احساس را داشته باشید که خوب متوجه نشده‌اید. حتماً قبل از خواندن این درس، مبحث قوس هنله و فوروزماید را مطالعه کنید.

البته که این احتمالاً از ضعف ما در نگارش این مطلب است؛ اما یادتان باشد که بزرگانی چون برتن رز و هومر اسمیت نیز می‌گفتند که این مطالب دشوار و بیش از حد پیچیده است.

نگران نباشید. کمی به خودتان فرصت بدهید و دوباره این مطلب را بخوانید و اگر قسمتی از آن گنگ بود، برای ما در کامنت‌ها بنویسید.

در یک فرد بزرگسال، فضای خارج سلولی همانند یک ظرفِ بزرگِ حاویِ حدودِ ۱۵ کیلوگرم آب است که ۹۴ درصد ذرات حل‌شده‌ی داخل آن، سدیم و آنیون‌های همراهش (بی‌کربنات و کلراید) هستند. از آن‌جایی که تعریف اسمولالیته (osmolality) به تعداد ذرات حل شده در یک مایع – فارغ از بار و اندازه – برمی‌گردد، سدیم و آنیون‌های همراهش هستند که اسمولالیته مایع خارج سلولی را تعیین می‌کنند.

یون‌های سدیم و کلراید و بی‌کربنات به راحتی فیلتر می‌شوند. پس اسمولالیته در داخل توبول پروگزیمال کلیه تقریباً برابر با پلاسما است.

درست است که حدود ٪ ۲۰ از پلاسما فیلتر می‌شود، اما این موضوع باعث تغییر اسمولالیته نمی‌شود. همانند این است که یک پارچ آبمیوه داشته باشیم و اکنون از آن یک لیوان برداریم.

غشای توبول پروگزیمال کاملاً به آب تراوا است. در این‌جا کانال‌های آکواپورین یک (aquaporin 1) – هم در غشای لومینال و هم در غشای بازولترال – قرار دارند و آب بر اساس اختلاف غلظت، حرکت می‌کند. به عبارت دیگر، هر چقدر که یون‌ها بازجذب بشوند، هما‌ن‌قدر هم آب بازجذب خواهد شد.

واژه‌ی aquaporin (AQP) را می‌توان این‌طور تجزیه کرد:

aqua + por + in

معنای قسمت اول که aqua است به آب بر می‌گردد. قسمت میانی از pore می‌آید که به معنای سوراخ و منفذ است و in هم پسوندی است که برای پروتئین به کار می‌رود. پس aquaporin یعنی پروتئینی که یک منفذ [در غشا] ایجاد کرده و این منفذ برای عبور آب است.

در نتیجه، غلظت در انتهای یک توبول پروگزیمال که طبیعی کار می‌کند، همانند ابتدای آن خواهد بود و اسمولالیته‌ در حدود ۳۰۰ میلی‌اسمول در کیلوگرم است.

به عبارتی، توبول پروگزیمال iso-osmolal کار می‌کند و اسمولالیته را تغییر نمی‌دهد. اما هنله این طور نیست. لقب هنله، diluting segment of the kidney (بخش رقیق‌کننده‌ی کلیه) است. این خاصیت رقیق‌سازی لوله‌ی U شکل هنله، از نامتقارن بودن آن به دست می‌آید. هم در مورد یون‌ها و هم در مورد آب، دو بازوی هنله، برعکس هم عمل می‌کنند.

بازوی پایین‌رونده‌ی هنله، به آب نفوذپذیر ولی به یون‌ها نفوذپذیری کمی دارد. بازوی بالارونده، به یون‌ها نفوذپذیری بالایی دارد ولی به آب کاملاً نفوذناپذیر است.

در بازوی پایین‌رونده، اگر مایع میان‌بافتیِ مدولا هایپراسمولار باشد، آب آن‌قدر بازجذب می‌شود که غلظت مواد داخل لومن به اندازه‌ی مایع میان‌بافتی مدولای کلیه شود. بازوی پایین‌رونده نیز مانند توبول پروگزیمال، کانال AQP-1 – هم در غشای لومینال و هم در غشای بازولترال – دارد.

---

ترتیبی که مدرسه‌ پزشکی برای مطالعه‌ مجموعه درس‌های فارماکوپاتوفیزیولوژی کلیه پیشنهاد می‌دهد، به صورت زیر است:

برای امتیاز دهی به این مطلب، لطفا وارد شوید: برای ورود کلیک کنید