الكلية في الثدييات: آلية متكاملة لإفراز الأملاح واليوريا والماء ودورها الحيوي في حفظ التوازن الداخلي

كلية الثدييات: مركز التنظيم والإخراج

تُعد الكليتان عضوان حيويان في جسم الثدييات، تلعبان دورًا محوريًا في الحفاظ على التوازن الداخلي للجسم (Homeostasis). من بين وظائفهما العديدة، تبرز قدرتهما على إخراج الفضلات الأيضية الزائدة، وتنظيم مستويات الأملاح والماء في الدم. هذه العمليات المعقدة والمتناسقة تضمن بقاء البيئة الداخلية للجسم مستقرة وضرورية لوظائف الخلايا والأنسجة.

الوحدة الوظيفية للكلية: النفرون

تتكون كل كلية من ملايين الوحدات الوظيفية الدقيقة تُعرف باسم النفرونات (Nephrons). كل نفرون هو نظام ترشيح وتعديل دقيق، يتألف من:

• الجسيم الكلوي (Renal Corpuscle): ويتكون من:

1. الكُبَيبة (Glomerulus): شبكة كثيفة من الشعيرات الدموية الدقيقة.
2. محفظة بومان (Bowman's Capsule): هيكل كأسي يحيط بالكُبَيبة. يتم هنا ترشيح الدم من الكُبَيبة إلى محفظة بومان.

• الأنيبيبات الكلوية (Renal Tubules): وهي سلسلة من الأنابيب المتعرجة التي تمتد من محفظة بومان وتشمل:

1. الأنيبيب الملتوي القريب (Proximal Convoluted Tubule).
2. عروة هنلي (Loop of Henle): جزء على شكل حرف U يتكون من فرع هابط وفرع صاعد.
3. الأنيبيب الملتوي البعيد (Distal Convoluted Tubule).
4. القناة الجامعة (Collecting Duct): تتجمع فيها السوائل من عدة نفرونات وتصب في حوض الكلية.

العمليات الأساسية في إفراز الأملاح واليوريا والماء:

تتم عملية إفراز الأملاح واليوريا والماء عبر ثلاث عمليات رئيسية تحدث على طول النفرون:

1. الترشيح الكُبيبي (Glomerular Filtration):

• يحدث في الجسيم الكلوي.
• تحت تأثير ضغط الدم، يتم دفع الماء والمواد المذابة الصغيرة (مثل الأملاح والجلوكوز والأحماض الأمينية واليوريا) من الشعيرات الدموية في الكُبَيبة عبر غشاء الترشيح إلى فراغ محفظة بومان.
• تُعرف السوائل التي تم ترشيحها باسم الرشاحة الكُبيبية (Glomerular Filtrate).
• تُعتبر هذه العملية غير انتقائية إلى حد كبير بالنسبة للمواد الصغيرة، حيث يتم ترشيح معظم مكونات البلازما باستثناء البروتينات الكبيرة وخلايا الدم.

2. إعادة الامتصاص الأنبوبي (Tubular Reabsorption):

• تحدث على طول الأنيبيبات الكلوية والقناة الجامعة.
• هي عملية انتقائية للغاية يتم فيها استعادة المواد الضرورية للجسم من الرشاحة الكُبيبية وإعادتها إلى الدم في الشعيرات الدموية المحيطة بالأنيبيبات (الشعيرات حول الأنبوبية والشعيرات المستقيمة).
• إعادة امتصاص الماء: يتم امتصاص معظم الماء (حوالي 99%) بشكل أساسي في الأنيبيب الملتوي القريب وعروة هنلي والقناة الجامعة. يتم تنظيم إعادة امتصاص الماء في القناة الجامعة بواسطة الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH) الذي تفرزه الغدة النخامية الخلفية. يزيد ADH من نفاذية القناة الجامعة للماء، مما يؤدي إلى امتصاص المزيد من الماء وعودة كمية أقل إلى البول، وبالتالي تركيز البول.
• إعادة امتصاص الأملاح: يتم إعادة امتصاص العديد من الأيونات الهامة مثل الصوديوم (Na +)، والبوتاسيوم (K +)، والكلوريد (Cl −)، والبيكربونات (HCO 3 −) بشكل نشط أو سلبي على طول الأنيبيبات. يتم تنظيم إعادة امتصاص الصوديوم بشكل خاص بواسطة هرمون الألدوستيرون الذي تفرزه قشرة الغدة الكظرية. يزيد الألدوستيرون من إعادة امتصاص الصوديوم في الأنيبيب الملتوي البعيد والقناة الجامعة، مما يؤدي إلى زيادة احتباس الماء وبالتالي زيادة حجم الدم وضغط الدم.
• إعادة امتصاص اليوريا: يتم إعادة امتصاص جزء من اليوريا (حوالي 50%) بشكل سلبي على طول الأنيبيبات. تساهم هذه العملية في إنشاء تدرج تركيز في النخاع الكلوي، وهو أمر ضروري لتركيز البول.

3. الإفراز الأنبوبي (Tubular Secretion):

• تحدث بشكل رئيسي في الأنيبيب الملتوي القريب والبعيد.
• هي عملية نشطة يتم فيها نقل مواد إضافية من الدم في الشعيرات حول الأنبوبية إلى داخل الأنيبيبات لإضافتها إلى البول المتكون.
• تشمل المواد التي يتم إفرازها:

1. بعض الأيونات: مثل أيونات الهيدروجين (H +) والبوتاسيوم (K+). يلعب إفراز أيونات الهيدروجين دورًا هامًا في تنظيم حموضة الدم (pH).
2. الفضلات الأيضية: مثل بعض الأحماض العضوية والكرياتينين.
3. المواد الغريبة: مثل بعض الأدوية والسموم.

• يساهم الإفراز الأنبوبي في التخلص السريع والفعال من بعض المواد من الجسم.

تنظيم إفراز الأملاح واليوريا والماء:

يخضع إفراز الأملاح واليوريا والماء لتنظيم دقيق من خلال آليات هرمونية وعصبية للحفاظ على التوازن الداخلي للجسم. بعض الهرمونات الرئيسية المشاركة في هذا التنظيم تشمل:

• الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH): ينظم إعادة امتصاص الماء في القناة الجامعة.
• الألدوستيرون: ينظم إعادة امتصاص الصوديوم وإفراز البوتاسيوم في الأنيبيب الملتوي البعيد والقناة الجامعة.
• الببتيد الأذيني المدر للصوديوم (ANP): يفرزه الأذين الأيمن للقلب استجابة لزيادة حجم الدم، ويعمل على تثبيط إعادة امتصاص الصوديوم والماء، مما يزيد من إدرار البول ويقلل من حجم الدم وضغط الدم.
• نظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون (RAAS): يلعب دورًا معقدًا في تنظيم ضغط الدم وحجم الدم ومستويات الصوديوم والبوتاسيوم.

الناتج النهائي: البول

نتيجة لعمليات الترشيح وإعادة الامتصاص والإفراز، يتكون البول. يحتوي البول على الماء الزائد والأملاح الزائدة واليوريا والفضلات الأيضية الأخرى والمواد الغريبة التي يحتاج الجسم إلى التخلص منها. تختلف تركيبة البول وحجمه اعتمادًا على حالة الجسم واحتياجاته.

خلاصة:

تُعد الكليتان في الثدييات نظامًا معقدًا وفعالًا لتنظيم البيئة الداخلية للجسم. من خلال العمليات المتناسقة للترشيح الكُبيبي وإعادة الامتصاص الأنبوبي والإفراز الأنبوبي، تضمن الكليتان إزالة الفضلات الأيضية مثل اليوريا، وتنظيم مستويات الأملاح الحيوية، والحفاظ على توازن الماء الضروري لوظائف الجسم السليمة. هذه العمليات تخضع لتنظيم هرموني وعصبي دقيق لضمان استجابة الجسم للتغيرات الداخلية والخارجية.