فيزيولوجيا الكلى

أميرة ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال

هذا الرسم يوضح وظائف كلية عادية. وتتضمن أيضاً رسوم توضح بعض أنواع عملية ادرار البول وكيفيتهم.

فيزيولوجيا الكلى Renal physiology هي دراسة فيزيولوجيا الكلى. وهذا يضم كل وظائف الكلى، بما فيها اعادة امتصاص الگلوكوز والأحماض الأمينية وجزيئات صغيرة أخرى؛ وتنظيم الصوديوم والپوتاسيوم وكهارل أخرى؛ وتنظيم توازن المحاليل وضغط الدم؛ وصيانة توازن الأحماض والقواعد؛ وانتاج مختلف الهرمونات بما فيها erythropoietin وڤيتامين د.

معظم فيزيولوجيا الكلى تـُدرس على مستوى النفرون، أصغر وحدة وظيفية في الكلى. ويبدأ كل نفرون بمكوِّن ترشيح يرشـِّح الدم الداخل للكلى. هذا المرشـَّح ينساب بعد ذلك على طول النفرون، الذي هو بنية أنبوبية مكسوة بطبقة واحدة من الخلايا المتخصصة وتحيط به أنابيب شعرية. الوظائف الرئيسية لتلك الخلايا المبطـِّنة هي اعادة امتصاص الماء والجزيئات الصغيرة من الراشح إلى الدم، وافراز المخلفات من الدم في البول.

وظيفة الكلى بالتحديد تتطلب أن تتلقى الدم وترشحه جيداً. ويتم ذلك على المستوى الميكروسكوبي بمئات الآلاف من وحدات ترشيح تسمى renal corpuscles، كل منها يتكون من كبيبة glomerulus و كبسولة باومان Bowman's capsule. والتقدير العام لوظائف الكلى كثيراً ما يتم التأكد منه بتقدير معدل الترشيح، المسمى معدل الترشيح الكبيبي glomerular filtration rate (GFR).

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 تشكيل البول

إن نسبة إفراغ المواد المختلفة في البول نمثل مجموع العمليات الكلوية الثلاث :

1-الرشح الكبي .

2-عود امتصاص المواد من النبيب الكلوي إلى الدم.

3-إفراز المواد من الدم إلى النبيب الكلوي .

يعبر عنها رياضياً بالمعادلة التالية : معدل الإفراغ البولي =معدل الرشح – (معدل عود الامتصاص + معدل الإفراز)

يبدأ تشكيل البول مع رشح كمية كبيرة من سوائل البلازما (الخالية من البروتينات)من الأوعية الشعرية الكبية إلى محفظة بومان.ترشح معظم المواد الموجودة في البلازما (ما عدا البروتينات)بحرية ،لذلك يكون تركيز هذه المواد في السائل الراشح إلى محفظة بومان مساوياً لتركيزها في البلازما.يمر السائل بعد أن يرشح إلى محفظة بومان عبر النبيب الكلوي.يطرأ على هذا السائل تعديل من خلال عود الامتصاص للماء والشوارد إلى الدم ،إضافة إلى بعض المواد من شبكة الشعريات الدموية حول النبيبات إلى الأنبوب البولي.

تتعامل الكلية مع المواد المختلفة بأربع طرق :

1- المادة ترشح بحرية عبر الأوعية الشعرية الكبية ولا يطرأ عليها أي عود امتصاص أو إفراز .لذلك يكون معدل إفراغها مساوياً لمعدل رشحها.تعامل بعض الفضلات في الجسم بهذا الأسلوب مثل الكرياتنين.

2-ترشح المادة بحرية ويطرأ عليها عود امتصاص جزئي من الأنبوب.ولذلك يكون معدل إفراغها أقل من معدل رشحها.ويحسب معدل الإفراغ في هذه الحالة بإنقاص معدل عود الامتصاص من معدل الرشح .وهذا ما يحدث بشكل نموذجي للعديد من الشوارد في الجسم.

3-ترشح المادة بحرية ولا يفرغ منها شيء عن طريق البول لأنه يعاد امتصاصها بالكامل إلى الدم (الغلوكوز و الحموض الأمينية ).

4-ترشح المادة بحرية ولا يعاد امتصاص أي جزء منها إنما بالإضافة لذلك يجري إفراز كمية منها من الأوعية الدموية حول النبيبات . وهذا يسمح بتصفيتها من البلازما بشكل سريع..

 الرشح-عود الامتصاص –الإفراز لمختلف المواد

يكون عود الامتصاص الأنبوبي أكثر أهمية من الإفراز الأنبوبي في تشكيل البول بشكل عام ، لكن الإفراز يؤدي دوراً مهماً في تحديد كمية كل من شوارد البوتاسيوم و الهيدروجين وعدة مواد تفرغ مع البول. يعاد امتصاص كميات قليلة لعدد من المواد التي يجب تصفيتها من الدم (خاصة المنتجات النهائية للاستقلاب مثل البولة ، حمض البول و الكرياتنين )، لذلك فإن تلك المواد تفرغ بكميات كبيرة في البول .كما أن العديد من المواد الأجنبية مثل الأدوية يجب أن يعاد امتصاص القليل من منها،و بالإضافة إلى ذلك فهي تفرز من الدم إلى النبيبات؛ وهكذا يكون معدل إفراغها مرتفعا ً . بالمقابل فإن الكهرليات (مثل شوارد الصوديوم وشوارد الكلور وشوارد البيكربونات) يعاد امتصاصها بشكل مرتفع و هكذا فإن كمية قليلة منها تظهر في البول . يعاد امتصاص بعض المواد المغذية مثل الحموض الأمينية و الغلوكوز بشكل كامل من النبيبات ولا تظهر في البول على الرغم من الكميات الكبيرة منها التي ترشح عبر الأوعية الشعرية للكبيبات. تنظم العمليات الثلاث السابقة الذكر طبقا ً لحاجة الجسم.

 قياس وظائف الكلى

•  مقالة مفصلة: وظائف الكلى

الوسيلة البسيطة لتقدير وظيفة الكلى هي قياس pH، نيتروجين يوريا الدم، كرياتينين، والكهارل الأساسية (التي تضم صوديوم، پوتاسيوم، كلوريد وبيكربونات). ولما كانت الكلى هي أهم عضو في التحكم في تلك القيم، فإن أي شذوذ في هذه القيم يمكن تفسيره بوجود خلل كلوي.

وهناك المزيد من الاختبارات والنسب الشكلية التي تدخل في تقدير وظيفة الكلى:

القياس	الحساب	التفاصيل
renal plasma flow	$RPF={\frac {\text{effective RPF}}{\text{extraction ratio}}}$	Volume of blood plasma delivered to the kidney per unit time. PAH clearance is a renal analysis method used to provide an estimate.
renal blood flow	$RBF={\frac {RPF}{1-HCT}}$ (HCT is hematocrit)	Volume of blood delivered to the kidney per unit time. In humans, the kidneys together receive roughly 20% of cardiac output, amounting to 1 L/min in a 70-kg adult male.
glomerular filtration rate	$GFR={\frac {U_{[{\text{creatinine}}]}xV}{P_{[{\text{creatinine}}]}}})$ (estimation using creatinine clearance)	Volume of fluid filtered from the renal glomerular capillaries into the Bowman's capsule per unit time. Estimated using inulin. Usually a creatinine clearance test is performed but other markers, such as the plant polysaccharide inulin or radiolabelled EDTA, may be used as well.
filtration fraction	$FF={\frac {GFR}{RPF}}$	يقيس جزء من البلازما الكلوية التي هي قيد الترشيح.
anion gap	AG = [Na+] − ([Cl−] + [HCO3−])	Cations minus anions. Excludes K+ (usually), Ca2+, H2PO4−. يساعد في التشخيص التفاضلي لmetabolic acidosis
Clearance (other than water)	$C={\frac {UV}{P}}$ where U = concentration, V =urine volume / time, U*V = urinary excretion, and P = plasma concentration	معدل الازالة
free water clearance	$C=V-C_{osm}$ or $V-{\frac {U_{osm}}{P_{osm}}}V$ $=C_{H_{2}O}$	The volume of blood plasma that is cleared of solute-free water per unit time.
Net acid excretion	$NEA=V(U_{NH_{4}}+U_{TA}-U_{HCO_{3}})$	الكم الصافي من الحامض المتخلـَص منه في البول لكل وحدة زمن