۰۱
Big picture
بازجذب توبولی؛ بزرگ، انتخابی و حساس به تغییرات کوچک
کلیه روزانه حجم بسیار بزرگی را فیلتر می‌کند، اما دفع نهایی برای بسیاری از مواد بسیار کوچک‌تر از بار فیلترشده است. دلیلش این است که بازجذب توبولی هم از نظر مقدار بسیار بزرگ است و هم به‌شدت انتخابی.
| ماده | فیلترشده | بازجذب‌شده | دفع‌شده | درصد بازجذب |
|---|---|---|---|---|
| گلوکز | ۱۸۰ g·day⁻¹ | ۱۸۰ | ۰ | ۱۰۰٪ |
| HCO₃⁻ | ۴۳۲۰ mEq·day⁻¹ | ۴۳۱۸ | ۲ | >۹۹٫۹٪ |
| Na⁺ | ۲۵٬۵۶۰ mEq·day⁻¹ | ۲۵٬۴۱۰ | ۱۵۰ | ۹۹٫۴٪ |
| Cl⁻ | ۱۹٬۴۴۰ mEq·day⁻¹ | ۱۹٬۲۶۰ | ۱۸۰ | ۹۹٫۱٪ |
| K⁺ | ۷۵۶ mEq·day⁻¹ | ۶۶۴ | ۹۲ | ۸۷٫۸٪ |
| اوره | ۴۶٫۸ g·day⁻¹ | ۲۳٫۴ | ۲۳٫۴ | ۵۰٪ |
| کراتینین | ۱٫۸ g·day⁻¹ | ۰ | ۱٫۸ | ۰٪ |
اگر بازجذب توبولی فقط ۱۰٪ از ۱۷۸٫۵ به ۱۶۰٫۷ L·day⁻¹ کم شود و GFR ثابت بماند، حجم ادرار از ۱٫۵ به ۱۹٫۳ L·day⁻¹ می‌رسد؛ تقریباً ۱۳ برابر. پس تغییر کوچک بازجذب، اثر بزرگی بر دفع دارد.
۰۲
Transport mechanisms
مسیرهای انتقال؛ فعال، غیرفعال، داخل‌سلولی و بین‌سلولی
برای بازجذب، ماده باید ابتدا از اپی‌تلیوم توبولی وارد مایع بینابینی شود و سپس از مویرگ پری‌توبولار به خون برگردد. عبور از اپی‌تلیوم می‌تواند از داخل سلول یا از فضای بین سلول‌ها انجام شود.
راه‌های بازجذب؛ هر پیکان جهت واقعی حرکت ماده را نشان می‌دهد
انتقال فعال اولیهانرژی مستقیماً از ATP می‌آید؛ نمونهٔ مهم Na⁺-K⁺ ATPase.
انتقال فعال ثانویهانرژی از شیب یک یون، معمولاً Na⁺، برای جابه‌جایی مادهٔ دیگر استفاده می‌شود.
انتقال غیرفعالحرکت در جهت گرادیان الکتروشیمیایی یا اسمزی.
آبهمیشه غیرفعال و عمدتاً به‌دنبال بازجذب مواد محلول، به‌ویژه Na⁺، حرکت می‌کند.
Tight junctionها در سراسر نفرون یکسان نیستند؛ منبع کاهش بیش از ۱۰۰ برابری نفوذپذیری Paracellular از پروگزیمال تا مجرای جمع‌کننده را ذکر می‌کند.
۰۳
Transport limits
Tm، آستانهٔ گلوکز و بازجذب آب، کلر و اوره
وقتی انتقال به تعداد محدود ناقل وابسته باشد، با اشباع آن‌ها به حداکثر انتقال یا Tm می‌رسد. گلوکز مثال کلاسیک است.
گلوکزTm ≈ ۳۷۵ mg·min⁻¹. در شرایط طبیعی بار فیلترشده بسیار کمتر از این حد است و تقریباً همهٔ گلوکز بازجذب می‌شود.
آستانهٔ کلیویگلوکز معمولاً از حدود ۲۰۰ mg·dL⁻¹ پلاسما شروع به ظاهرشدن در ادرار می‌کند؛ پیش از رسیدن کل کلیه به Tm به‌دلیل تفاوت نفرون‌ها و Splay.
Gradient-Time transport: همهٔ انتقال‌ها رفتار Tm دقیق ندارند. برای Na⁺، گرادیان، ولتاژ، نشت برگشتی و مدت تماس مایع با اپی‌تلیوم نیز تعیین‌کننده‌اند.
آببا اسمز و به‌دنبال بازجذب مواد محلول حرکت می‌کند.
Cl⁻با ولتاژ لومن و افزایش غلظت ناشی از بازجذب آب، به‌صورت غیرفعال بازجذب می‌شود.
اورهحدود ۵۰٪ بار فیلترشده بازجذب می‌شود.
کراتینینتقریباً بازجذب نمی‌شود؛ بنابراین با بازجذب آب، غلظت آن در توبول بالا می‌رود.
۰۴
Proximal tubule
پروگزیمال؛ قطعهٔ بازجذب حجیم
توبول پروگزیمال برای بازجذب حجیم ساخته شده است: Brush border گسترده، میتوکندری فراوان، Na⁺-K⁺ ATPase زیاد و Tight junction نسبتاً نشت‌پذیر.
Na⁺ و آبحدود ۶۵٪ بار فیلترشده.
گلوکزتقریباً کامل؛ حدود ۹۰٪ با SGLT2 و باقیمانده با SGLT1.
HCO₃⁻ و مواد آلیبازجذب زیاد در قسمت ابتدایی.
اسیدها و بازهای آلیترشح بسیاری از داروها و مواد خارجی.
در اوایل پروگزیمال، Na⁺ بیشتر همراه گلوکز، اسیدهای آمینه و HCO₃⁻ بازجذب می‌شود. با ادامهٔ بازجذب آب، Cl⁻ داخل لومن متمرکزتر می‌شود و در بخش انتهایی‌تر، بازجذب NaCl اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
PAH: پروگزیمال آن را آن‌قدر سریع ترشح می‌کند که حدود ۹۰٪ PAH پلاسمای عبوری از کلیه در یک عبور پاک می‌شود؛ همین ویژگی بعداً برای تخمین جریان پلاسمای کلیوی استفاده می‌شود.
۰۵
Loop & distal nephron
حلقهٔ هنله، دیستال و جمع‌کننده
نقشهٔ عملکردی قطعات نفرون؛ مقدارهای تقریبی بازجذب در حالت معمول
| قطعه | آب | مواد مهم | نکتهٔ کلیدی |
|---|---|---|---|
| شاخهٔ نازک نزولی | نفوذپذیری زیاد | بازجذب فعال کم | تقریباً ۲۰٪ آب فیلترشده در حلقه، تقریباً همه در این بخش |
| شاخهٔ صعودی ضخیم | تقریباً صفر | Na⁺، K⁺، Cl⁻ ≈ ۲۵٪ | NKCC2؛ قطعهٔ رقیق‌کننده |
| دیستال اولیه | کم | NaCl ≈ ۵٪ | NCC؛ هدف تیازیدها |
| جمع‌کنندهٔ مدولاری | وابسته به ADH | <۵٪ Na⁺ و آب | آخرین محل تعیین‌کنندهٔ ادرار نهایی |
بازگشت K⁺ به لومن در شاخهٔ صعودی ضخیم، لومن را مثبت می‌کند و به بازجذب Paracellular کاتیون‌هایی مثل Ca²⁺ و Mg²⁺ کمک می‌کند.
۰۶
دیستال انتهایی و جمع‌کننده
Principal و Intercalated؛ تنظیم Na⁺، K⁺ و اسید–باز
| سلول | کار اصلی | تنظیم مهم |
|---|---|---|
| Principal | بازجذب Na⁺ و آب؛ ترشح K⁺ | Aldosterone و ADH |
| Intercalated نوع A | ترشح H⁺؛ بازجذب HCO₃⁻ و K⁺ | در اسیدوز مهم‌تر |
| Intercalated نوع B | ترشح HCO₃⁻؛ بازجذب H⁺ | Pendrin در تبادل Cl⁻ و HCO₃⁻ |
داروهای نگه‌دارندهٔ K⁺Spironolactone و Eplerenone گیرندهٔ مینرالوکورتیکوئید را مهار می‌کنند؛ Amiloride و Triamterene کانال Na⁺ را مهار می‌کنند.
سلول‌های Intercalatedحدود ۳۰ تا ۴۰٪ سلول‌های جمع‌کننده را می‌سازند و نقش مهمی در تنظیم اسید–باز دارند.
ADH: گیرندهٔ V2 → cAMP → PKA → قرارگیری AQP-2 در غشای لومینال. خروج آب از سمت قاعده‌ای‌جانبی عمدتاً با AQP-3 و AQP-4 انجام می‌شود.
۰۷
TF/P
TF/P؛ از غلظت مایع توبولی چه می‌فهمیم؟
نسبت TF/P یعنی غلظت یک ماده در مایع توبولی نسبت به پلاسما. این نسبت فقط زمانی معنا دارد که آن را همراه بازجذب آب تفسیر کنیم.
| TF/P | برداشت | نمونه |
|---|---|---|
| <۱ | ماده سریع‌تر از آب بازجذب می‌شود | گلوکز، اسیدهای آمینه، HCO₃⁻ |
| ≈۱ | ماده تقریباً متناسب با آب بازجذب می‌شود | Na⁺ در پروگزیمال |
| >۱ | آب سریع‌تر بازجذب شده یا ماده ترشح شده است | Cl⁻، اوره، کراتینین |
اینولین: چون بازجذب و ترشح ندارد، افزایش TF/P آن فقط ناشی از خروج آب است. اگر TF/P اینولین در انتهای پروگزیمال ≈۳ باشد، یعنی حدود دو سوم آب پروگزیمال بازجذب شده است.
۰۸
Local regulation
Glomerulotubular balance و نیروهای پری‌توبولار
وقتی GFR بالا می‌رود، توبول پروگزیمال مقدار مطلق بازجذب را نیز بالا می‌برد تا تقریباً درصد ثابتی از بار را بازجذب کند. این پدیده Glomerulotubular balance است.
GFR: ۱۲۵ → ۱۵۰ mL·min⁻¹
بازجذب پروگزیمال: ۸۱ → ۹۷٫۵ mL·min⁻¹
در هر دو حالت ≈ ۶۵٪ GFR
بازجذب پروگزیمال: ۸۱ → ۹۷٫۵ mL·min⁻¹
در هر دو حالت ≈ ۶۵٪ GFR
بازجذب پری‌توبولار؛ نیروها چگونه مایع را از بینابینی به خون می‌کشند؟
فشار خالص بازجذب پری‌توبولار ≈ ۱۰ mmHg
بازجذب پری‌توبولار طبیعی حدود ۱۲۴ mL·min⁻¹ است. افزایش فشار انکوتیک مویرگ، افزایش Filtration fraction و افزایش Kf بازجذب را بیشتر می‌کنند؛ افزایش فشار هیدروستاتیک مویرگ آن را کم می‌کند.
۰۹
Pressure & hormones
Pressure natriuresis و کنترل هورمونی
افزایش فشار شریانی، حتی وقتی GFR و RBF با خودتنظیمی تغییر زیادی نمی‌کنند، دفع Na⁺ و آب را بالا می‌برد؛ بخشی از این پاسخ از کاهش بازجذب توبولی ناشی می‌شود.
Aldosteroneدر جمع‌کننده: بازجذب NaCl، آب و HCO₃⁻ ↑؛ ترشح K⁺ و H⁺ ↑.
Angiotensin IIبازجذب NaCl، آب و HCO₃⁻ را در چند قطعه ↑ و ترشح H⁺ را ↑ می‌کند.
ADHبازجذب آب در دیستال و جمع‌کننده ↑.
ANPبازجذب NaCl را در دیستال و جمع‌کننده ↓.
PTHبازجذب فسفات ↓ و بازجذب Ca²⁺ ↑.
سمپاتیکدر شدت کم بازجذب Na⁺ را ↑؛ در شدت زیاد GFR را نیز ↓ می‌کند.
Ang II: علاوه بر اثر مستقیم توبولی، با انقباض وابران و افزایش Filtration fraction فشار انکوتیک مویرگ پری‌توبولار را بالا می‌برد و بازجذب را تقویت می‌کند.
۱۰
Clearance
Clearance؛ Inulin، Creatinine، PAH، RPF و FF
کلیرانس یعنی حجم فرضی پلاسما که در هر دقیقه کاملاً از یک ماده پاک می‌شود.
کلیرانس ماده = غلظت ادراری ماده × جریان ادرارغلظت پلاسمایی ماده
منطق کلیرانس؛ به‌جای حفظ فرمول، جایگاه ماده را نسبت به اینولین پیدا کن
اینولینآزادانه فیلتر می‌شود و نه بازجذب و نه ترشح دارد؛ بنابراین کلیرانس آن = GFR.
کراتینینتقریباً با فیلتراسیون دفع می‌شود ولی مقدار کمی هم ترشح می‌شود؛ کلیرانس آن تخمین عملی GFR است.
در حالت پایدار، اگر GFR نصف شود، کراتینین پلاسما تقریباً دو برابر می‌شود؛ اگر GFR به یک‌چهارم برسد، کراتینین تقریباً چهار برابر می‌شود.
PAH و جریان پلاسمای کلیوی
PAH حدود ۹۰٪ از پلاسمای عبوری کلیه را در یک عبور پاک می‌کند؛ بنابراین کلیرانس آن تخمینی از جریان پلاسمای کلیوی مؤثر است.
جریان پلاسمای کلیوی واقعی = کلیرانس PAHنسبت استخراج PAH
۵۸۵۰٫۹ = ۶۵۰ mL·min⁻¹
صورت کسر: کلیرانس PAH؛ مخرج کسر: نسبت استخراج PAH.
از RPF به RBF و FF
جریان خون کلیوی = جریان پلاسمای کلیوی۱ − هماتوکریت
با RPF = ۶۵۰ و Hct = ۰٫۴۵ → RBF ≈ ۱۱۸۲ mL·min⁻¹
کسر فیلتراسیون = GFRRPF = ۱۲۵۶۵۰ ≈ ۰٫۱۹
۱۱
Net handling
محاسبهٔ بازجذب یا ترشح خالص
بار فیلترشده = GFR × غلظت پلاسمایی ماده
دفع ادراری = غلظت ادراری ماده × جریان ادرار
بازجذب خالص = بار فیلترشده − دفع ادراری
اگر دفع ادراری از بار فیلترشده بیشتر باشد، اختلاف نشان‌دهندهٔ ترشح خالص است.
مثال Na⁺: بار فیلترشده = ۱۴٬۰۰۰ μEq·min⁻¹
دفع = ۷۰ μEq·min⁻¹
بازجذب = ۱۳٬۹۳۰ μEq·min⁻¹
دفع = ۷۰ μEq·min⁻¹
بازجذب = ۱۳٬۹۳۰ μEq·min⁻¹
| ماده | کلیرانس تقریبی | برداشت سریع |
|---|---|---|
| گلوکز | ۰ | بازجذب تقریباً کامل |
| Na⁺ | ۰٫۹ mL·min⁻¹ | بازجذب بسیار زیاد |
| Cl⁻ | ۱٫۳ mL·min⁻¹ | بازجذب بسیار زیاد |
| K⁺ | ۱۲ mL·min⁻¹ | رفتار ترکیبی بازجذب و ترشح |
| فسفات | ۲۵ mL·min⁻¹ | بازجذب خالص |
| اینولین | ۱۲۵ mL·min⁻¹ | فقط فیلتراسیون |
| کراتینین | ≈۱۴۰ mL·min⁻¹ | فیلتراسیون + ترشح اندک |
۱۲
Final review
مرور نهایی و نقشهٔ ذهنی
پروگزیمال≈۶۵٪ Na⁺ و آب؛ گلوکز تقریباً کامل.
SGLT2 و SGLT1≈۹۰٪ و ≈۱۰٪ بازجذب گلوکز.
Tm گلوکز≈۳۷۵ mg·min⁻¹؛ آستانه ≈۲۰۰ mg·dL⁻¹.
نزولی هنلهآب زیاد؛ تقریباً ۲۰٪ آب فیلترشده.
صعودی ضخیم≈۲۵٪ NaCl و K⁺؛ NKCC2؛ آب تقریباً صفر.
دیستال اولیه≈۵٪ NaCl؛ NCC.
PrincipalNa⁺ بازجذب و K⁺ ترشح.
Intercalatedتنظیم H⁺ و HCO₃⁻.
Glomerulotubular balanceپروگزیمال تقریباً همان ۶۵٪ را حفظ می‌کند.
نیروی پری‌توبولار≈۱۰ mmHg به سمت بازجذب.
ADHV2 → cAMP → AQP-2.
کلیرانسکمتر از اینولین = بازجذب؛ بیشتر = ترشح.
| کلیدواژهٔ سؤال | پاسخ | چرا؟ |
|---|---|---|
| ۹۰٪ بازجذب گلوکز | SGLT2 | در بخش ابتدایی پروگزیمال بیشترین سهم را دارد. |
| Loop diuretic | NKCC2 | در شاخهٔ صعودی ضخیم قرار دارد. |
| Thiazide | NCC | در دیستال اولیه است. |
| Aldosterone | Principal cell | بازجذب Na⁺ و ترشح K⁺ را بالا می‌برد. |
| ADH | AQP-2 | نفوذپذیری آب غشای لومینال را بالا می‌برد. |
| FF ↑ | بازجذب پری‌توبولار ↑ | فشار انکوتیک مویرگ بیشتر می‌شود. |
| کلیرانس = اینولین | فقط فیلتراسیون | بازجذب یا ترشح خالص وجود ندارد. |
| کلیرانس > اینولین | ترشح خالص | دفع از بار فیلترشده بیشتر است. |
| PAH | تخمین RPF | حدود ۹۰٪ در یک عبور از پلاسما پاک می‌شود. |
| GFR نصف | کراتینین ≈۲ برابر | در حالت پایدار رابطه تقریباً معکوس است. |
نقشهٔ ذهنی فصل ۲۸
جمع‌بندی یک‌خطی فصل
نفرون با ترکیب انتقال فعال و غیرفعال در قطعاتی با نفوذپذیری و ناقل‌های متفاوت، بخش عمدهٔ فیلتراسیون را به‌طور انتخابی بازجذب و بخشی از مواد را ترشح می‌کند؛ سپس نیروهای پری‌توبولار، فشار شریانی و هورمون‌ها خروجی را تنظیم می‌کنند و Clearance این رفتارها را به زبان عددی قابل‌اندازه‌گیری تبدیل می‌کند.