לגוף האדם יש בממוצע 2500 מיליליטר מים. כ-150 מיליליטר מופיעים בתהליך חילוף החומרים. לחלוקה שווה של המים בגוף, הכמות הנכנסת והיוצאת חייבת להתאים.
הכליות ממלאות את התפקיד העיקרי בסילוק המים. משתן (השתן) ליום הוא בממוצע 1500 מיליליטר. שאר המים מופרשים דרך הריאות (כ-500 מיליליטר), העור (כ-400 מיליליטר) וכמות קטנה עוברת דרך הצואה.
מנגנון יצירת השתן הוא תהליך חיוני המבוצע על ידי הכליות, הוא מורכב משלושה שלבים: סינון, ספיגה מחדש והפרשה.
שתן מכיל מים, אלקטרוליטים מסוימים ותוצרי קצה מטבוליים של תאים. תהליך היווצרות השתן בכליות מתבצע על ידי הנפרון.
Nefron היא יחידה מורפו-פונקציונלית של הכליה, המספקת מנגנון למתן שתן והפרשה. המבנה שלו מכיל את הגלומרולוס, מערכת האבובות, קפסולת באומן.
במאמר זה, נבחן את תהליך היווצרות השתן.
אספקת דם לכליות
כל דקה עוברים דרך הכליות כ-1.2 ליטר דם, השווה ל-25% מכלל הדם הנכנס לאבי העורקים. בבני אדם, הכליות מהוות 0.43% ממשקל הגוף לפי משקל. מכאן ניתן להסיק שאספקת הדם לכליות היא ברמה גבוהה (לשם השוואה: במונחים של 100 גר' רקמות, זרימת הדם לכליה היא 430 מיליליטר לדקה, למערכת הכליליות של הלב - 660, למוח - 53). מהו שתן ראשוני ומשני? עוד על כך מאוחר יותר.
מאפיין חשוב של אספקת הדם הכלייתית הוא שזרימת הדם בהם נשארת ללא שינוי כאשר הלחץ העורקי משתנה ביותר מפי 2. מכיוון שעורקי הכליות יוצאים מאבי העורקים של הצפק, תמיד יש להם רמת לחץ גבוהה.
שתן ראשוני והיווצרותו (סינון גלומרולרי)
השלב הראשון ביצירת שתן בכליות מקורו בתהליך סינון פלזמת הדם, המתרחש בגלומרולי הכליה. החלק הנוזלי של הדם עובר דרך דופן הנימים אל תוך העמקת הקפסולה של הגוף הכלייתי.
הסינון מתאפשר הודות למספר תכונות הקשורות לאנטומיה:
- תאי אנדותל שטוחים, הם דקים במיוחד בקצוות ויש להם נקבוביות שדרכן מולקולות חלבון לא יכולות לעבור בגלל גודלן הגדול;
- הדופן הפנימית של מיכל Shumlyansky-Bowman נוצר על ידי תאי אפיתל פחוסים, המונעים גם מולקולות גדולות לעבור דרכן.
היכן נוצר שתן משני? עוד על כך בהמשך.
מה זהתורם?
הכוח העיקרי המאפשר סינון בכליות הם:
- לחץ גבוה בעורק הכליה;
- לא אותו קוטר של העורקים האפרנטיים והעפרנטיים של הגוף הכלייתי.
הלחץ בנימים הוא כ-60-70 מילימטר כספית, ובנימים של רקמות אחרות הוא 15 מילימטר כספית. הפלזמה המסוננת ממלאת בקלות את קפסולת הנפרון, שכן יש לה לחץ נמוך - כ-30 מילימטר כספית. שתן ראשוני ומשני הוא תופעה ייחודית.
מים וחומרים המומסים בפלזמה מסוננים מהנימים אל תוך העמקת הקפסולה, למעט תרכובות מולקולריות גדולות. מלחים הקשורים לאורגניים, כמו גם תרכובות אורגניות (חומצת שתן, אוריאה, חומצות אמינו, גלוקוז), נכנסים לחלל הקפסולה ללא התנגדות. חלבונים מולקולריים גבוהים בדרך כלל אינם נכנסים להעמקתו ונאגרים בדם. הנוזל שהסתנן לתוך השקע של הקפסולה נקרא שתן ראשוני. כליות אנושיות יוצרות 150-180 ליטר של שתן ראשוני במהלך היום.
שתן משני והיווצרותו
השלב השני של היווצרות השתן נקרא ספיגה חוזרת (reabsorption), המתרחשת בתעלות המפותלות ובלולאה של Henle. התהליך מתרחש בצורה פסיבית, על פי עקרון הדחיפה והדיפוזיה, ובצורה אקטיבית, דרך תאי דופן הנפרון עצמם. מטרת הפעולה הזו היא להחזיר לדם את כל החומרים החשובים והחיוניים בכמות הנכונה.ולהסיר את המרכיבים הסופיים של חילוף החומרים, חומרים זרים ורעילים.
אבל איפה נוצר שתן משני?
השלב השלישי הוא הפרשה. בנוסף לספיגה מחדש, מתבצע תהליך הפרשה פעיל בתעלות הנפרון, כלומר שחרור חומרים מהדם, המתבצע על ידי תאי דפנות הנפרון. במהלך ההפרשה, קריאטינין, כמו גם חומרים טיפוליים, נכנסים לשתן מהדם.
במהלך התהליך המתמשך של ספיגה והפרשה מחדש, נוצר שתן משני, ששונה בתכלית מהשתן הראשוני בהרכבו. בשתן המשני, ריכוז גבוה של חומצת שתן, אוריאה, מגנזיום, יוני כלוריד, אשלגן, נתרן, סולפטים, פוספטים, קריאטינין. כ-95 אחוז מהשתן המשני הוא מים, השאריות היבשות של חומרים אחרים היא רק חמישה אחוזים. בערך ליטר וחצי של שתן משני נוצר ביום. הכליות ושלפוחית השתן תחת עומס רב.
רגולציה של מתן שתן
הכליות מווסתות את עצמן, מכיוון שהן איבר חשוב ביותר. הכליות מסופקות במספר רב של סיבים של מערכת העצבים הסימפתטית ופאראסימפטטית (קצוות של עצב הוואגוס). עם גירוי של העצבים הסימפתטיים יורדת כמות הדם המגיעה לכליות והלחץ בגלומרולי יורד, והתוצאה של זה היא האטה בתהליך היווצרות השתן. זה הופך נדיר עם גירויים כואבים עקב התכווצות כלי דם חדים.
כאשר עצב הוואגוס מגורה, זה מוביל להגברת השתן. גם עם אבסולוטהצומת של כל העצבים המגיעים לכליה, היא ממשיכה לעבוד כרגיל, מה שמעיד על יכולת גבוהה לוויסות עצמי. זה מתבטא בייצור של חומרים פעילים - אריטרופואטין, רנין, פרוסטגלנדינים. אלמנטים אלה שולטים בזרימת הדם בכליות, כמו גם בתהליכים הקשורים לסינון וספיגה.
אילו הורמונים מווסתים את זה?
מספר הורמונים מווסתים את תפקוד הכליות:
- vasopressin, המיוצר על ידי אזור ההיפותלמוס במוח, משפר את הספיגה החוזרת של מים בתעלות הנפרון;
- אלדוסטרון, שהוא הורמון של קליפת יותרת הכליה, אחראי להגברת הספיגה של Na+ ו-K+;יונים;
- תירוקסין, שהוא הורמון בלוטת התריס, מגביר מתן שתן;
- אדרנלין מיוצר על ידי בלוטות יותרת הכליה וגורם לירידה בייצור השתן.
