פיזיולוגיה של הכליה

פיזיולוגיה של הכליה היא המדע העוסק בחקר התפקוד המכני, הפיזי והביוכימי של מערכת הכליות באדם ובבעלי חיים. תפקיד הכליה הוא בקרה על המים והיונים האי-אורגניים בגוף. מערכת הכליות מורכבת מסוגים שונים של תאים: אנדותל, רקמת עצב, רקמת חיבור וכו'. תאים אלו ירכיבו רקמות, הרקמות מרכיבות יחידות פונקציונליות - נפרונים. יחידות אלו מרכיבות את האיבר כולו. מערכת הכליות פשוטה יחסית -מכילה שתי כליות, צינור מוביל לשתן, ושלפוחית שתן. הכליה מחולקת לשני חלקים: חלק קורטיקלי- הקורטקס, ולחלק הפנימי - המדולה. המסננים אשר מקבלים את הדם נמצאים בחלק הקורטיקלי. הדם עובר למערכת צינורות אשר מסתעפת לכיוונים רבים - הטובול. חלק מהצינורות מגיעים עמוק אל תוך המדולה. הצינורות יורדים אל המדולה, עולים בחזרה ומתאספים לצינור מרכזי, ה-collecting duct. צינור זה מוביל את הנוזלים שנשארו אל צינורית השתן ומשם לשלפוחית השתן. המדולה מאפשרת יצירת שתן היפראוסמוטי כאשר אנו רוצים לחסוך במים. הנפרון היא היחידה הפונקציונלית המסננת. היא כוללת את הצנרת האישית שלה ואת כלי הדם. יש מעל מיליון נפרונים בכל כליה. רגולציה של משק המים והיונים בגוף - מתבצעת על ידי סינון הפלזמה בדם, ושליטה על ההפרשות. סילוק פסולת מטבולית - הכליות מוציאות מהגוף חומרים לא נחוצים, הנוצרים כתוצאה מפירוק חומרים אחרים. סילוק כימיקלים זרים- במקרה שנתקלנו בחומרים רעילים/לא רצויים בעת סינון הפלסמה. גלוקונאוגנזה (Gluconeogenesis)- ייצור גלוקוז מחומצות אמינו בעת מחסור בגלוקוז (זהו לא תפקיד עיקרי, רוב הגלוקונאוגנזה מתבצע בכבד). בלוטת יותרת הכליה - בלוטה אנדוקרינית אשר מפרישה 3 הורמונים שונים: rennin, erythropoietin, calcitriol. גופיף הכליה הוא מערכת של נימים. ישנו עורק ראשי, אשר נכנס לתוך כל יחידה והוא נקרא afferent arteriole. זהו למעשה עורקיק, אשר הופך לנים, ויוצר רשת קפילרות צפופות בתוך האיבר (glomerulus). רשת נימים זו "מטפטפת", ומאפשרת מעבר של חלק מהחומרים אל הטובול. החומרים שלא מצליחים לעבור יוצאים החוצה בעורק היציאה (efferent arteriole). בעורק הכניסה הנוזל מורכב 100% מהפלזמה. פילטרט - זהו החומר אשר עובר סינון, ויצא מהגלומרולוס אל תוך הטובול. הוא מהווה כ-20% מהפלזמה ולכן 80% מהפלזמה יוצא מהכליה חזרה אל מערכת הדם, ויכול לעבור סינון נוסף מאוחר יותר. כיוון שקצב הסינון הוא מהיר כל כך, כל הפלסמה תעבור סינון בסופו של דבר. רשת הנימים עטופה מכל הצדדים במעין קפסולה, אשר מדומה לבלון מלא מים - Bowman's capsule. כך נוצרות שתי ממברנות אשר עוטפות את הקפסולה. Afferent artery נכנס אל תוך היחידה, שם הוא מתפצל לנימים אשר מטפטפים ל-bowman's capsule. מי שטפטף החוצה - ממשיך למדולה ואחר כך יוצא לשתן. מי שלא טפטף החוצה - יוצא חזרה דרך ה-efferent arteriole, אשר מתפצל לנימים, ומתנקז חזרה לוורידים. אנטומיה זו, שבה יש שתי מערכות נימים, היא ייחודית לכליות. ה-Filtration barrier מורכב משלוש שכבות, אותן הדם עובר עד ליציאתו ממערכת הנימים. השכבה הראשונה היא שכבת תאי האנדותל אשר נקראים fenesta וביניהם רווחים שעוביים כ-700 אנגסטרם. על כן, כל מה שעוביו גדול מ-700 אנגסטרם לא יצליח לעבור את האנדותל (תאי דם, טסיות וכו'). בהמשך יש רקמה חוץ תאית אשר מורכבת מחלבונים גדולים עם מטען שלילי עליהם (basement membrane). על גבי רקמה זו יש תאי ענק הנקראים פדוציטים, שביניהם מרווחים צרים יותר (40-140 אנגסטרום) המכונים filtration silits. הפילטר מסנן על בסיס גודל ומטען. מי שמעל 40 אנגסטרום לא יעבור. מי שבין 20 ל-40 אנגסטרום יעבור במידה והמטען שלו חיובי. מי שמתחת ל-20 אנגסטרום עובר בקלות, ללא תלות במטען (למשל מולקולות מים). לאחר סינון ראשוני זה נקבל רק חלבונים קטנים ויונים שונים (שאינם קשורים לחלבונים גדולים). אלו ייכנסו לחלק הקרוב של הטובול ומשם לחלק המרוחק שלו, ול-collecting duct. התכונות הפיזיולוגיות של ממברנת הטובול, משתנות לאורכו. לכל אזור בטובול תאים אפיטיילים בעלי תכונות שונות וזהו הבסיס הפיזיולוגי לסינון שנעשה בכליה. בכליה שני סטים של קפילרות: Glomerular capillaries- מספקות דם לפילטור. בהן נמצאות שלוש השכבות שעליהן הרחבנו Peritubular capillaries- מספקות דם לטובולס ומחליפות איתו יונים ונוזלים (כמו בכל איבר אחר בגוף). 85% מהנופרונים הם קורטיקלים, כלומר הצינורית שלהן לא נכנסת עמוק למדולה. 15% הם Juxtameduulary- כלומר, שולחים את הצינוריות שלהן לעומק המדולה. נופרונים אלו משתתפים ביצירת שתן היפראוסמוטי. סט הקפילרות שנכנס אל תוך המדולה נקרא Vasa Recti . בלוטת יותרת הכליה האבובית המקורבת האבובית המרוחקת לולאת הנלה