تخلیه ادرار یکی از عادات بدن و به منظور دفع مواد زائد از بدن است که همه افراد آن را تجربه می‌کنند. تشکیل ادرار فرآیندی سه مرحله‌ای شامل تراوش، بازجذب و ترشح است. در هر هرحله، برخی از اعضای بدن فعال هستند و وظیفه دفع ادرار را انجام می‌دهند. فصل 5 زیست دهم، گفتار 2 و سه شرح مفصلی درباره مراحل تشکیل و تخلیه ادرار و همچنین ترکیب شیمیایی ادرار و تنظیم آب است. در این درسنامه، قصد داریم به صورت کاملا خلاصه و روان، درباره ترکیبات شیمیایی ادرار صحبت کنیم.
ترکیب شیمیایی ادرار و تنظیم آب: بررسی مراحل تشکیل و تخلیه ادرار
پیش از بررسی ترکیب شیمیایی و تنظیم آب، باید روند تشکیل و تخلیه ادرار را شرح دهیم. تشکیل و تخلیه ادرار در سه مرحله تراوش، بازجذب و ترشح انجام می‌شود.
ترکیب شیمیایی ادرار و تنظیم آب: مرحله تراوش
اولین مرحله تشکیل ادرار تراوش است. در این مرحله به علت فشار خون، خوناب به جز پروتئین‌ها از کلافک خارج شده و وارد کپسول بومن می‌شود. خوناب، شامل آب و همه مواد محلول در آن است.
ساختار کلافک و کپسول بومن کاملا مناسب تراوش هستند. مویرگ‌های منفذدار موجود در کلافک، فرآیند خروج مواد از آن‌ها را بسیار راحت کرده است. تنها موادی که به علت اندازه بزرگ امکان عبور آن‌ها از کلافک وجود ندارد پروتئین‌ها هستند.
در صورتی که پروتئینی بتواند از این مویرگ‌ها عبور کند، در مرحله بعدی با مانعی به نام غشای پایه مویرگ‌های کلافک برخورد می‌کند. ضخامت این غشا 5 برابر غشای درون مویرگ‌ها است، به همین دلیل مانع بسیار خوبی برای عبور پروتئین‌های خوناب است.
فشار خون، نیروی لازم برای خروج مواد را تامین می‌کند. همچنین برای تنظیم فشار زیاد تراوشی سازوکار ویژه‌ای برای کلافک‌ها در نظر گرفته شده است. فشار تراوشی مویرگ‌های درون کلافک‌ها، در اثر بیشتر بودن قطر سرخرگ‌آوران از قطر سرخرگ‌وابران افزایش می‌یابد.
بررسی دیواره درونی و بیرونی کپسول بومن
اطراف کلاهک توسط کپسول بومن احاطه شده است. کپسول بومن دو دیواره درونی و بیرونی دارد. دیواره درونی با کلافک در تماس است و دارای شکاف‌های فراوانی برای ورود مواد به گردریزه است. دیواره درونی و بیرونی کپسول بومن، در محل قرارگیری و همچنین نوع یاخته‌های دیواره تفاوت دارند.
در دیواره بیرونی، نوع یاخته پوششی به صورت سنگفرشی ساده است. نوع یاخته‌های دیواره درونی که به سمت کلافک است از نوع یاخته پادار(پودوسیت) است.
پودوسیت‌های دارای رشته‌های کوتاه و پامانند زیادی هستند. پودوسیت‌ها توسط پا‌های خود، مویرگ‌های کلافک را احاطه کرده‌اند. به همین علت علاوه بر رفع تقریبی فاصله دیواره گردریزه و کلافک‌ها، امکان نفوذ مواد به گردریزه توسط شکاف‌های باریک متعدد در فواصل بین پا‌ها به راحتی فراهم می‌شود.
تاثیر بازجذب در تنظیم آب
در فرآیند تراوش، ورود مواد به گردریزه‌ها فقط بر اساس اندازه آن‌ها است. بنابراین همه مواد حتی مواد دفعی مانند اوره و مواد مفید مانند مانند آمینواسید‌ها و گلوکز‌ها نیز به گردریزه وارد می‌شوند. فرآیند بازگشت مجدد مواد مفید به خون، بازجذب است.
وظیفه تفکیک مواد تراوش شده از مواد مفید و هدایت آن‌ها به سمت خارج گردریزه، به عهده یاخته‌های پوششی دیواره گردریزه است. در مرحله بعد وظیفه مویرگ‌های دور لوله‌ای، جذب مجدد مواد مفید و هدایت آن‌ها به سمت خون است.
بعد از ورود مواد تراوش شده به لوله پیچ خورده‌ای که در نزدیکی آن قرار دارد فرآیند بازجذب آغاز می‌شود. ساختار لوله پیچ خورده نزدیک متشکل از یک لایه بافت پوششی مکعبی با ریزپرز‌های فراوان است. با توجه به تاثیر زیاد ریزپرز‌های لوله پیچ خورده نزدیک در سطح بازجذب، مقدار مواد جذب شده در این قسمت از گردریزه بیشتر از قسمت‌های دیگر است.
در اکثر موارد بازجذب به صورت فعال است و با صرف انرژی زیستی انجام می‌گیرد. در صورتی که بازجذب غیرفعال باشد مانند بازجذب آب، این بازجذب با اسمز انجام می‌شود.
ترشح
فرآیندی که در جهت مخالف بازجذب رخ می‌دهد ترشح است. در روند ترشح، موادی که باید دفع شوند از طریق مویرگ‌های دور لوله‌ای و یا خود گردریزه به درون گردریزه ترشح می‌شوند. ترشح بیشتر به صورت فعال و از طریق صرف فرآیند زیستی انجام می‌شود. موادی که در ترشح دفع می‌شوند شامل سموم، دارو‌ها و یون‌های هیدروژن و پتاسیم است. تاثیر ترشح در تنظیم PH خون به صورت زیر است:
- کاهش PH خون: ترشح یون هیدروژن توسط کلیه‌ها
- افزایش PH خون: بیشتر شدن دفع بیکربنات توسط کلیه و ثابت شدن سطح PH خون
تخلیه ادرار چگونه است؟
بعد از ساخته شدن ادرار در کلیه، ادرار از طریق میزنای وارد مثانه می‌شود. عامل اصلی پیشروی ادرار، حرکات کرمی شکل میزنای است که در اثر انقباضات ماهیچه صاف دیواره آن ایجاد می‌شود. دریچه حاصل چین خوردگی مخاط مثانه بر روی دهانه میزنای، مانع از برگشت ادرار به میزنای می‌شود.
مثانه، کیسه‌ای ماهیچه‌ای است که وظیفه نگهداری موقت ادرار را بر عهده دارد. در صورتی که حجم ادرار موجود در مثانه از مقدار مشخصی بیشتر شود، باعث کشش دیواره مثانه و در نتیجه تحریک گیرنده‌های کششی و فرستادن پیام عصبی به نخاع می‌شود. همین مسئله باعث فعال شدن ترتیب انعکاس تخلیه ادرار می‌شود. در مرحله بعدی، ماهیچه‌های صاف دیواره مثانه از طریق دریافت پیام عصبی از نخاع منقبض می‌شوند. افزایش انقباض ماهیچه، باعث خروج ادرار از مثانه به سمت میزراه است.
بنداره‌ای که در محل اتصال مثانه به میزراه وجود دارد بنداره داخلی میزراه است و هنگام ورود ادرار باز می‌شود. این بنداره از نوع ماهیچه صاف و غیرارادی است. بنداره خارجی، بنداره خارجی میزراه است که از نوع ماهیچه مخطط و ارادی است. در نوزادان و کودکان به علت عدم ارتباط کامل مغز و نخاع، تخلیه مثانه به صورت غیرارادی انجام می‌شود.
بررسی نکات مربوط به ترکیب شیمیایی ادرار و تنظیم آب
فرایند‌های بازجذب و ترشح، باعث تغییر ترکیب مایع تراوش شده هنگام عبور از گردریزه و مجرای جمع کننده می‌شوند و در نهایت مایعی که به درون لگن می‌ریزد ادرار است.
پس از بررسی دقیق ترکیب شیمیایی ادرار و تنظیم آب نتایج زیر حاصل شد:
- مواد ادرار، شامل مواد معدنی و آلی است.
- حدود 95% از ادرار را آب تشکیل می‌دهد.
- بخش مهمی از ادرار را نیز یون‌ها تشکیل می‌دهند. دفع ادرار برای حفظ تعادل یون‌ها بسیار موثر است.
- فراوان‌ترین ماده دفعی آلی در ادرار، اوره است. در اثر تجزیه آمینو اسید‌ها و نوکلئوتید‌ها آمونیاک تولید می‌شود که بسیار سمی است. تجمع آمونیاک در خون موجب مرگ می‌شود. در نتیجه ترکیب آمونیاک و دی اکسید کربن اوره تولید می‌شود. درصد سمی بودن اوره از آمونیاک بسیار کمتر است به همین دلیل امکان تجمع و دفع با تاخیر آن وجود دارد. کلیه اوره را از خون گرفته و به وسیله ادرار، آن را از خون دفع می‌کند.
- کراتینین نیز از جمله ترکیبات شیمیایی ادرار است. این ماده نیتروژن دار از طریق ادرار دفع می‌شود از کراتین فسفات تولید می‌شود. کاربرد اصلی کراتین فسفات، تامین انرژی مورد نیاز ماهیچه‌ها است که به صورت انتقال گروه فسفات آن به ADP و تولید ATP انجام می‌شود. کراتینین، در روند این تبدیل ایجاد می‌شود و توسط کلیه‌ها از بدن دفع می‌شود.
- دیگر ترکیب شیمیایی ادرار، اوریک اسید است که ماده‌ای دفعی و نیتروژن دار است. این ماده، در اثر سوخت و ساز نوکلئیک اسید‌ها ایجاد می‌شود. به دلیل انحلال پذیری کم اوریک اسید در آب، تمایل این ماده به رسوب و تشکیل بلور بسیار زیاد است. رسوب این ماده در کلیه‌ها، باعث ایجاد سنگ کلیه و رسوب آن در مفاصل باعث ایجاد بیماری نقرس و درد و التهاب مفاصل می‌شود.
تنظیم آب
دفع آب از طریق ادرار، راهی برای تنظیم آب بدن است. هورمون‌ها نیز در تنظیم آب بسیار موثر هستند. افزایش بیش از حد و غیر نرمال خوناب، باعث تحریک گیرنده‌های اسمزی در زیرنهنج(هیپوتالاموس) می‌شوند. بعد از تحریک این گیرنده‌ها، جریانی دو طرفه رخ می‌دهد. از یک طرف، مرکز تشنگی در زیرنهنج فعال می‌شود. از طرف دیگر، هورمون غیر ادراری از غده زیرمغزی پسین ترشح می‌شود. در اثر تاثیر این هورمون بر کلیه‌ها، بازجذب آب افزایش می‌یابد و میزان دفع آب از طریق ادرار کاهش می‌یابد.
در صورتی که دیابت بی مزه رخ دهد، حجم زیادی ادرار رقیق از بدن دفع می‌شود. مبتلایان به این بیماری در بیشتر موارد احساس تشنگی زیادی دارند. با توجه به بر هم زدن توازن آب و یون‌های بدن در نتیجه این بیماری، باید به درمان آن بسیار توجه کرد.
فرایند دیگری که در تنظیم آب بسیار موثر است، کاهش فشار خون کلیه ناشی از کاهش مقدار آب خون و کاهش حجم آن است. این فرایند باعث ترشح آنزیم رنین از کلیه به خون می‌شود. رنین بر یکی از پروتئین‌های خوناب اثر گذاشته و با راه اندازی مجموعه‌ای از واکنش‌ها باعث ترشح هورمون آلدوسترون از غده فوق کلیه می‌شود. تاثیر این هورمون بر کلیه‌ها، باعث بازجذب سدیم و در نتیجه افزایش بازجذب سدیم در کلیه‌ها می‌شود.
ترکیب شیمیایی ادرار و تنظیم آب، یکی از مباحث بسیار مهم زیست دهم است. در این درسنامه سعی کردیم همه نکات بسیار مهم و کلیدی از این مبحث را بیان کنیم. دوره آموزشی زیست دهم نیز می‌تواند راهنمای بسیار خوبی برای شرکت در کنکور این پایه باشد. در صورتی که هر گونه سوالی در خصوص کنکور تجربی داشتید می‌توانید با تیم فوق العاده زیست پلاسم تماس بگیرید.
