حداکثر اسمولاریته و غلظت ادرار

یک حد بالایی برای میزان غلظت ادرار وجود دارد که توسط بالاترین اسمولاریته‌ای که مدولای داخلی می‌تواند به آن برسد تعیین می‌شود؛ در بزرگسالان سالم این مقدار با حداکثر اسمولاریته ادرار در حدود بسیار بالاتر از پلاسما مطابقت دارد. از آنجا که یک بار ثابت روزانه از املاح باید دفع شود، این حد همچنین حداقل حجم اجباری آب را که باید از طریق ادرار از بدن خارج شود، تعیین می‌کند.

Definition

حداکثر اسمولاریته ادرار بالاترین غلظتی است که کلیه می‌تواند ادرار را به آن برساند، که توسط اوج اسمولاریته فضای بینابینی مدولای داخلی تعیین می‌شود و مایع مجرای جمع‌کننده تحت حداکثر عملکرد هورمون ضد ادراری با آن به تعادل می‌رسد؛ این مقدار به همراه بار املاح روزانه، حجم اجباری ادرار را تعیین می‌کند.

Scope

این موضوع به بررسی عواملی می‌پردازد که حداکثر اسمولاریته ادرار قابل دستیابی را تعیین می‌کنند، مفهوم از دست دادن اجباری آب که از آن ناشی می‌شود، و حد نهایی مخالف آن یعنی حداکثر رقت. این موضوع، مباحث مربوط به گرادیان، وسا رکتای (vasa recta) و اوره را در عملکرد کلی کلیه در غلظت‌سازی ادغام می‌کند. این یک فیزیولوژی مرجع است، نه راهنمای بالینی.

Core questions

• چه چیزی سقف اسمولاریته ادرار را تعیین می‌کند؟
• چگونه حداکثر غلظت به حداقل حجم اجباری ادرار تبدیل می‌شود؟
• چه چیزی رقیق‌ترین ادراری را که کلیه می‌تواند تولید کند، تعیین می‌کند؟
• کدام عوامل حداکثر غلظت قابل دستیابی را کاهش می‌دهند؟

Key concepts

• سقف حداکثر اسمولاریته ادرار
• تعادل مایع مجرای جمع‌کننده با فضای بینابینی مدولای داخلی
• از دست دادن اجباری آب
• بار املاح روزانه و حداقل حجم ادرار
• حداکثر رقیق‌سازی ادرار
• عوامل تعیین‌کننده توانایی غلظت‌سازی (گرادیان، اوره، وازوپرسین، آکواپورین-۲)

Mechanisms

تحت حداکثر عملکرد هورمون ضد ادراری، مجرای جمع‌کننده از طریق آکواپورین-۲ (aquaporin-2) فراوان در سطح آپیکال، به شدت نسبت به آب نفوذپذیر می‌شود و مایع خروجی از مجرا از نظر اسمزی با فضای بینابینی مدولای داخلی به تعادل می‌رسد؛ بنابراین، حداکثر اسمولاریته ادرار نمی‌تواند از اوج اسمولاریته بینابینی فراتر رود، که خود توسط مکانیسم ضرب‌کننده جریان مخالف (countercurrent multiplication)، بازیافت اوره و حفظ توسط وسا رکتای (vasa recta) تعیین می‌شود. از آنجا که تقریباً مقدار ثابتی از املاح باید هر روز دفع شود، تقسیم آن بار املاح بر حداکثر اسمولاریته، حداقل یا حجم اجباری ادرار را به دست می‌دهد که کلیه نمی‌تواند کمتر از آن عمل کند؛ غلظت‌سازی کمتر کارآمد این حجم اجباری را افزایش می‌دهد. در حد نهایی مخالف، هنگامی که هورمون ضد ادراری وجود ندارد، مجرای جمع‌کننده نسبت به آب غیرقابل نفوذ باقی می‌ماند در حالی که شاخه صعودی به حذف املاح ادامه می‌دهد، بنابراین ادرار می‌تواند به طور قابل توجهی هیپواسموتیک (hypo-osmotic) شود، که حد رقیق‌سازی کلیه را تعریف می‌کند. هر عاملی که گرادیان مدولاری را کاهش دهد، ورود آکواپورین-۲ را کم کند، یا دسترسی به اوره را کاهش دهد، حداکثر اسمولاریته قابل دستیابی را پایین می‌آورد.

Clinical relevance

توانایی حداکثر غلظت‌سازی و نیاز اجباری به آب ناشی از آن توضیح می‌دهد که چرا تعادل املاح و آب به هم مرتبط هستند، و کاهش توانایی غلظت‌سازی یک ویژگی شناخته شده در چندین وضعیت فیزیولوژیکی و بیماری است که در نفرولوژی بالینی مورد بحث قرار می‌گیرد؛ این مدخل فیزیولوژی را توصیف می‌کند و مبنایی برای تشخیص یا درمان نیست.

Evidence & guidelines

این گزارش بر اساس بررسی‌های فیزیولوژیکی غلظت ادرار، بررسی‌های آکواپورین‌های کلیوی، و کتاب‌های درسی استاندارد فیزیولوژی است؛ مقادیر عددی برای حداکثر اسمولاریته با روش و گونه متفاوت است و در اینجا به صورت کیفی ارائه شده است.

History

هنگامی که مکانیسم جریان مخالف (countercurrent mechanism) چگونگی ایجاد گرادیان مدولاری را توضیح داد، توجه به این معطوف شد که چه چیزی گرادیان و در نتیجه حداکثر غلظت ادرار را محدود می‌کند، و به ایده مرتبط با حداقل حجم اجباری ادرار مورد نیاز برای پاکسازی بار املاح روزانه. کشف و شناسایی آکواپورین-۲ (aquaporin-2) بعدها یک توضیح مولکولی برای نفوذپذیری تنظیم‌شده آب ارائه داد که به مایع مجرای جمع‌کننده اجازه می‌دهد تا در طول حداکثر آنتی‌دیورز (antidiuresis) با فضای بینابینی مدولاری به تعادل برسد.

Key figures

• Jeff M. Sands
• Harold E. Layton
• Mark A. Knepper
• Søren Nielsen

Seminal works

• sands-2009
• nielsen-2002

Frequently asked questions

چه چیزی میزان غلظت ادرار را محدود می‌کند؟

حداکثر اسمولاریته ادرار نمی‌تواند از اوج اسمولاریته فضای بینابینی مدولای داخلی که مایع مجرای جمع‌کننده تحت حداکثر عملکرد هورمون ضد ادراری با آن به تعادل می‌رسد، فراتر رود؛ این اوج بینابینی توسط مکانیسم ضرب‌کننده جریان مخالف (countercurrent multiplication)، بازیافت اوره و تبادل وسا رکتای (vasa recta) تعیین می‌شود.

از دست دادن اجباری آب چیست؟

از آنجا که یک بار ثابت روزانه از املاح باید دفع شود و ادرار فقط تا یک حداکثر اسمولاریته می‌تواند غلیظ شود، حداقل حجم ادراری وجود دارد که باید از دست برود تا آن املاح را حمل کند؛ این حداقل، از دست دادن اجباری آب است.