تغلیظ و رقیقسازی ادرار
تغلیظ و رقیقسازی ادرار به ظرفیت کلیه برای تغییر اسمولاریته ادرار دفعی در یک محدوده وسیع، ضمن حفظ یا دفع آب، اشاره دارد، به طوری که اسمولاریته پلاسما با وجود نوسانات زیاد در مصرف آب، تقریباً ثابت میماند. کلیه این کار را با ایجاد یک محیط بینابینی (اینترستیشیوم) هایپراسموتیک در مدولا و سپس تنظیم میزان آبی که مجرای جمعکننده به بدن بازمیگرداند، عمدتاً تحت کنترل هورمون ضد ادراری، انجام میدهد.
Definition
تغلیظ و رقیقسازی ادرار به تنظیم اسمولاریته نهایی ادرار اشاره دارد که از طریق یک گرادیان اسمزی قشری-مدولاری ایجاد شده توسط تکثیر جریان متقابل در قوس هنله و بازجذب متغیر و تحت کنترل هورمونی آب در طول مجرای جمعکننده انجام میشود.
Scope
این بخش خواننده را با چگونگی تولید ادرار توسط کلیه پستانداران که میتواند بسیار غلیظتر یا رقیقتر از پلاسما باشد، آشنا میکند. این شامل ایجاد گرادیان اسمزی مدولاری از طریق تکثیر جریان متقابل، حفظ این گرادیان توسط ویزا رکتا، سهم بازیافت اوره، و عوامل تعیینکننده حداکثر غلظت ادرار قابل دستیابی است. این یک مرور کلی مرجع از فیزیولوژی است، نه راهنمای بالینی.
Sub-topics
Core questions
- چگونه یک گرادیان اسمزی شیبدار در مدولای کلیه ایجاد و حفظ میشود؟
- چگونه کلیه دفع آب را از دفع املاح جدا میکند؟
- چه چیزی حد بالایی را برای میزان غلیظ شدن ادرار تعیین میکند؟
- چگونه هورمون ضد ادراری کلیه را بین حالتهای تغلیظ و رقیقسازی تغییر میدهد؟
Key concepts
- گرادیان اسمزی قشری-مدولاری
- تکثیر جریان متقابل
- تبادل جریان متقابل توسط ویزا رکتا
- اثر واحد بخش ضخیم بالارونده
- هورمون ضد ادراری (وازوپرسین) و آکواپورین-2
- بازیافت اوره
- کلیرانس آب آزاد
- حداکثر و حداقل اسمولاریته ادرار
Key theories
- فرضیه تکثیر جریان متقابل
- قوس هنله به عنوان یک تکثیرکننده جریان متقابل عمل میکند: بازجذب فعال NaCl از بخش ضخیم بالارونده نفوذناپذیر به آب، یک اختلاف اسمزی عرضی کوچک ایجاد میکند که در طول مدولا به یک گرادیان محوری بزرگ تکثیر میشود، که سپس مجرای جمعکننده از آن برای تغلیظ ادرار استفاده میکند.
Mechanisms
دو فرآیند مرتبط، اساس این عملکرد را تشکیل میدهند. اول، قوس هنله یک گرادیان فزاینده اسمولاریته بینابینی را از قشر به سمت مدولای داخلی ایجاد و حفظ میکند: بخش ضخیم بالارونده به طور فعال NaCl را بازجذب میکند در حالی که نسبت به آب نفوذناپذیر باقی میماند، و آرایش جریان متقابل بخشهای نزولی و صعودی این اثر واحد را به یک گرادیان محوری شیبدار تبدیل میکند. ویزا رکتا با عمل به عنوان مبدلهای جریان متقابل، گرادیان را حفظ میکند، و بازیافت اوره به اسمولاریته مدولای داخلی میافزاید. دوم، مجرای جمعکننده از این گرادیان عبور میکند؛ هنگامی که هورمون ضد ادراری وجود دارد، کانالهای آب آکواپورین-2 در غشای راسی وارد میشوند، آب به صورت اسمزی به محیط بینابینی هایپراسموتیک جریان مییابد و ادرار غلیظ تولید میشود، در حالی که با سطوح پایین هورمون، مجرا نسبتاً نسبت به آب نفوذناپذیر باقی میماند و ادرار رقیق دفع میشود.
Clinical relevance
مکانیسم تغلیظ و رقیقسازی توضیح میدهد که چگونه بدن از اسمولاریته پلاسما و تعادل آب دفاع میکند، و اختلالات آن زیربنای چندین الگوی شناخته شده از اختلال تنظیم آب است که در فیزیولوژی بالینی مورد بحث قرار میگیرد، مانند شرایط اختلال در حفظ آب یا اختلال در دفع آب. این مدخل فیزیولوژی را که چنین شرایطی را مختل میکند، توصیف میکند و مبنایی برای تشخیص یا درمان نیست.
Evidence & guidelines
مکانیسمهای خلاصهشده در اینجا از بررسیهای فیزیولوژیکی و کتابهای درسی استاندارد گرفته شدهاند تا از کارآزماییهای بالینی؛ سنتزهای اصلی مدرن، مقالات مروری در مورد مکانیسم تغلیظ ادرار و آکواپورینهای کلیوی هستند.
History
فرضیه جریان متقابل در اواسط قرن بیستم برای توضیح چگونگی تولید ادرار بسیار غلیظتر از پلاسما توسط کلیه مطرح شد، و دهههای بعدی خواص انتقال هر بخش نفرون را روشن کرد. دوران مولکولی، کلونینگ کانالهای آب آکواپورین و ناقلهای اوره را اضافه کرد که مبنای مولکولی برای حرکات تنظیمشده آب و اوره را فراهم کرد که مدلهای کلاسیک به صورت عملکردی استنباط کرده بودند.
Key figures
- Jeff M. Sands
- Harold E. Layton
- Mark A. Knepper
- Søren Nielsen
- Peter Agre
Related topics
Seminal works
- sands-layton-2014
- nielsen-2002
Frequently asked questions
- چرا کلیه میتواند ادرار را غلیظتر از خون تولید کند؟
- زیرا قوس هنله با تکثیر جریان متقابل یک محیط بینابینی مدولاری هایپراسموتیک ایجاد میکند؛ سپس آب به صورت اسمزی از مجرای جمعکننده به آن محیط بینابینی خارج میشود، هنگامی که هورمون ضد ادراری مجرا را نسبت به آب نفوذپذیر میکند.
- تفاوت بین تغلیظ و رقیقسازی ادرار چیست؟
- هر دو به یک گرادیان مدولاری وابسته هستند. تغلیظ زمانی رخ میدهد که هورمون ضد ادراری مجرای جمعکننده را نسبت به آب نفوذپذیر کند تا آب بازجذب شود؛ رقیقسازی زمانی رخ میدهد که سطح هورمون پایین باشد، مجرا نسبت به آب نفوذناپذیر باقی بماند، و املاح حذف شده توسط بخش بالارونده، ادرار را هایپواسموتیک میکند.