תהליך יצירת השתן בנפרון כולל 3 שלבים: . 1יצירת השתן מתחילה בשלב הסינון הגלומרולרי – מעבר של כל נוזל הפלזמה על כל מרכיביו )פרט לחלבונים בדם ולתאי הדם( לתוך חלל קופסית באומן, התסנין הגלומרולרי מכיל את כל החומרים הקיימים בפלזמה, חלבונים לא עוברים מפני שהם גדולים מדי, ואינם יכולים לעבור את הממברנות של נימי הגלומרולוס ושל קרומי תאי קופסית באומן. הטעונות שלילית דוחות את חלבוני הדם, שגם הם טעונים במטענים שליליים. קטנות שיכולות לעבור סינון ולא עוברות, משום שהן קשורות לחלבונים. כאלו הן למשל חלק ממולקולות הסידן בדם וכמעט כל חומצות השומן. גם תאי הדם אינם ונשארים בתוך נימי הגלומרולוס. קצב הסינון הוא 125 מ"ל/דקה או השתן שבסופו של דבר מגיע לאגן הכליה - pelvis renal שונה בתכלית מהתסנין הראשוני הנוצר כתוצאה מכך שמקופסית באומן עובר התסנין דרך כל חלקי צינורית הנפרון, השינוי בהרכב מתבצע ע "י שני תהליכים: ספיגה חוזרת reabsorption - שכוללת העברת חומרים מהתסנין שבחלל צינורית הנפרון חזרה לנימי הדם, והפרשה secretion – שכוללת מעבר חומרים בכיוון ההפוך - מהדם אל צינורית הנפרון. כ- %20 מהפלזמה עוברת לקופסית באומן בסינון הראשוני ו- %80 הנותרים ממשיכים בכלי הדם שמסביב לנפרון. הסינון הגלומרולרי – Filtration Glumerular – הוא למעשה אולטרא סינון מכיוון שהסינון נעשה דרך נקבים קטנים מאד. הכוח שגורם לסינון הוא הפרש בין הלחץ ההידרוסטטי הקיים בנימי הדם בגלומרולוס לבין הלחץ ההידרוסטטי והאוסמוטי ( הקיים בתוך הנוזל שבקופסית באומן: הכוח ההידרוסטטי נובע מלחץ הדם בנימי הדם בגלומרולוס )שהוא כ- 60 מ "מ כספית(, והוא גבוה יותר מהלחץ הקיים בנימי דם הדבר נובע מכך שקוטר העורקיק הנכנס לגלומרולוס- arterioles afferent גדול בהשוואה לקוטר העורקיק היוצא arterioles efferent . הכוחות שמתנגדים לסינון הם : . הנוזל במרווח בתוך קופסית באומן . 2 הלחץ האוסמוטי שנובע מריכוזים גבוהים יחסית של הכוח הידרוסטטי גובר על כוחות אלו ומביא לסינון ולכוח שמניע את מעבר התסנין לקופסית באומן ולאורך כל צינורית הנפרון עד לאגן בתוך קופסית באומן נוצר תסנין ראשוני. זהו השלב הראשון בתהליך ההפרשה- סינון תחת לחץ . מנימי הגלומרולוס עוברים לקופסית באומן כאמור: מים, GFR – Rate Filtration Glomerular – קצב הסינון הגלומרולרי, כמה מ"ל תסנין נוצרים ה -GFR עולה כאשר קצב זרימת הדם אל תוך הגלומרולוס עולה והוא מווסת ע "י קוטר העורקיק הנכנס והיוצא ועל ידי שינוי בשטח הפנים של הנימים בגלומרולוס . ה -GFR מושפע ישירות מלחץ-הדם בפקעית )גלומרולוס(. יגרום לירידה בלחץ ההידרוסטטי ויפחית באופן ניכר את יצירת התסנין. ה -GFR הוא כ180- ליטר ליום, )125 מ "ל לדקה(. מעבר של כמויות גדולות כל כך של תסנין, גורם לכך שהכליות מקבלות אחוז גדול יחסית של למרות שהן מהוות כ- %1 ממשקל הגוף. בכל רגע נתון מגיעים לכליות %25-20 דבר זה מאפשר לכליות שליטה מהירה על שינוי במרכיבי הפלזמה במצב פיזיולוגי תקין השליטה ב GFR נעשית ע"י הרפיה או התכווצות של קוטר עורקיקי הגלומרולוס arteriole afferent או ה arteriole efferent . אם קוטר ה- afferent יורד, אם קוטר העורקיק היוצא efferent יורד , הלחץ בנימים עולה ולכן ה - GFR יגדל. בהרפיית השרירים בדופן עורקיק ה- efferent, קוטר העורקיק היוצא עולה ויותר אם יש הרחבה של קוטר עורקיק הנכנס לגלומרולוס ה- afferent הלחץ יעלה  GFR יעלה. רמת כיווץ השרירים החלקים בדופן העורקיקים נקבעת ע"י המוח. האוסמוטי והמוח משקלל את הנתונים וקובע את מידת ההתכווצות או ההרפייה. גורם נוסף שמשפיע על ה GFR הוא שטח הפנים של המגע בין נימי הגלומרולוס לקופסית באומן. 2שלב הספיגה החוזרת Reabsorption – רבים מהחומרים שעוברים סינון מהגלומרולוס אינם נמצאים בשתן שעוזב את הגוף, או נמצאים בו בכמויות קטנות יותר חומרים אלו עוברים ספיגה חוזרת מהתסנין הראשוני חזרה אל ספיגה חוזרת של חומרים חיוניים לגוף היא כמעט מושלמת )מים, בעוד שספיגת חוזרת של חומרי פסולת היא בדרך כלל פחות %50 כך שרובם מופרש בשתן. רוב הספיגה החוזרת מתרחשת בחלקו השני של הנפרון - האבובית המקורבת המהווה מבנה צינורי מפותל המנקז את חלל קופסית באומן. הצד הפנימי )שפונה לפנים הצינור( של שכבת תאי האפיתל המרכיבה את דופן האבובית המקורבת, מכוסה במיקרו-סיסים )בליטות זעירות( המגדילים את שטח הפנים של התאים הבאים במגע עם תכולת האבובית- התסנין. מה נתרן ומהכלור שסוננו לנפרון נספגים בחזרה בעזרת מנגנונים פעילים בדרך כלל במהלך הצמוד למעבר אקטיבי )פעיל, גלוקוז וחומצות אמיניות נספגים בחזרה כמעט לחלוטין. בחזרה גם אשלגן אך את מירב האשלגן מוסתת האבובית הרחוקה. האבובית המקורבת עוזרת גם באיזון רמת חומציות הדם: במצב של עודף פחמן דו- חמצני בגוף, נוצרים ביקרבונט ויוני מימן. הוספת מרכיב בסיסי )ביקרבונט( לדם והרחקת עודף 2CO מורידים את רמת חומציות הדם. תאי האבובית המקורבת גם מפרישים חומרים לתוך התסנין כמו יונים של מימן וכן חומצות ובסיסים אורגנים , שרובם הם תוצרי פסולת סופיים של תהליכים מטבולים ובכך עוזרים לווסת את רמת חומציות הדם. קצב הספיגה החוזרת של חלק מהחומרים נתון לבקרה פיסיולוגית. עוברים במצב תקין , %100 עבור חומרים כאלו הכליות למעשה לא מבצעות כל רגולציה על ריכוזם בפלזמה אלא משמרות את הריכוז שקיים בפלזמה באותו זמן. קצב הספיגה החוזרת של מים ויונים רבים, נמצא בוויסות פיסיולוגי )למשל, אדם שותה יותר מים ממה שהוא צריך , תוך מספר מועט של שעות הוא יתחיל לתת כמויות מוגברות של שתן עד שעודפי המים הללו יופרשו מהגוף(. תהליך הספיגה החוזרת מתרחש כאמור סף הכליה - רבים מהמסלולים של ספיגה חוזרת אקטיבית מוגבלים בכמות החומר שהם יכולים ההגבלה נובעת בעיקר מכמות של חלבוני ההעברה שפועלים בספיגה החוזרת האקטיבית - עליית ריכוזו של חומר מסוים בפלזמה, מביאה לעליית ריכוזו בתסנין, כזה שלא יכול להיספג חזרה כיוון שכל חלבוני ההעברה רוויים. זהו הסף המקסימלי של החומר וכשחומר מגיע לריכוז זה בפלסמת הדם הוא מופרש בשתן – כך למשל קורה לגבי הגלוקוז גלוקוזוריה – הופעת גלוקוז בשתן המתרחשת אם רמת הגלוקוז בדם גבוהה ישנה גם ספיגה חוזרת פאסיבית, אוריאה urea הוא אחד מהחומרים שעוברים ספיגה ריכוז האוריאה בקופסית באומן, tubule proximal נספגים חזרה מים. ריכוזי האוריאה בתסנין )כמו גם חומרים אחרים שאינם עוברים ספיגה אקטיבית( עולה, והוא גבוה מהריכוז בדם. הדבר גורם למעבר של אוריאה בדיפוזיה מצינורית הנפרון לנימי הדם המקיפות אותו, מהאוריאה נספג מחדש חזרה לדם. ספיגה של נתרן אשלגן ומים: כמות המים והמלח המופרשים מהגוף בשתן שווה לכמות המים והמלח הנצרכים, שאין שינוי במשק המים והמלח בגוף )הצריכה הממוצעת התקינה: 2550 מ"ל מים )שתיה, איבוד בשתן: כ- 1500 מ"ל מים וכ10 גר' מלח המופרשים ביום. התוצאה של איזון זה בין צריכה להפרשה נובע בעיקר מוויסות הרכב השתן ומרכיביו : מים ונתרן עוברים מהגלומרולוס לקופסית באומן. שניהם גם עוברים ספיגה חוזרת משמעותית, %99 אבל לא עוברים בהפרשה. ספיגת הנתרן היא תהליך אקטיבי בעיקרו, חלקי הנפרון: בערך 3/2 מהספיגה החוזרת מתרחשת באבובית המקורבת- tubule proximal, אבובית מפותלת מרוחקת ומאספת tubule convoluted distal ו- ספיגה חוזרת של מים מתבצעת ע"י דיפוזיה בעקבות ספיגת הנתרן. התהליך האקטיבי העיקרי בספיגת הנתרן נעשה על ידי משאבות נתרן/אשלגן שמעבירות את יוני הנתרן מהתסנין חזרה לנימי הדם. תהליך זה מסתייע ע"י מספר סוגי חלבוני מעבר. החומר שמייצג את שיעור הסינון בכליות הוא הקראטינין הנוצר בתהליך חילוף החומרים של קראטין Creatine(. קראטין הוא אחד המרכיבים החשובים ברקמת השריר המשתתף בתהליך ייצור האנרגיה בשרירים. בתהליך חילוף החומרים הופך הקראטין לקראטינין (Creatinine(ומופרש דרך הכליות. השריר ואת תפקוד הכליות. יחסית, וכאשר מסת השרירים נמוכה - ערכי הקראטינין נמוכים. טווח הערכים התקין של 6 מיליגרם לדציליטר. הקראטינין מופרש ישירות על-ידי פינוי הקראטינין מייצג בקירוב את שיעור הסינון בכליות GFR - . Rate Filtration Glomerular ( . בצינוריות סמוכות, זרועות לולאת הנלה , והוא המביא ליצירת שתן היפר- אוסמוטי : בתהליכי הספיגה החוזרת בלולאת הנלה Loop Henele, השונים: 1 חדירות למים רק בקרומי תאי הזרוע היורדת Loop Henele Descending 2 ספיגה אקטיבית של נתרן כלורי בתאי הזרוע העולה Loop Henele Ascending ספיגה זו מהווה כוח מניע לכל תהליכי ריכוז השתן ומעבר המים( עיקרון הזרימה הנגדית המתגברת multiplication current counter תנועת החומרים מתרחשת בין 3 מדורים: הנוזל באבובית )התסנין(, הנוזל החוץ-תאי ונוזל הדם. איך הופך הנוזל הבין-רקמתי להיפראוסמוטי ? העולה. כמו כן , כך שמלחים מוצאים מהתסנין לנוזל הבין תאי, אך מים לא עוברים בעקבותיהם - ) נוזל התסנין הופך להיות מהאבובית(. 2 בזרוע היורדת: לתוך הזרוע היורדת של לולאת הנלה נכנס נוזל באוסמולריות דומה לזו של ואלקטרוליטים )מלחים(. וחומצות אמיניות, שנספגו חזרה באבובית המקורבת. קרומי התאים בזרוע היורדת חדירים ליונים ובעלי חדירות גבוהה ביותר למים , כך שמתקיימת השוואה אוסמולרית בין הנוזל בזרוע היורדת לבין הנוזל הבין-רקמתי , ולכן הנוזל הבין-רקמתי במדולה מרוכז יותר והיפר אוסמוטי. יוני נתרן שמוצאים מהזרוע העולה נכנסים לזרוע היורדת וכן מים. היורדת , נוזל בין -רקמתי היפראוסמוטי , נוזל היפואוסמוטי בזרוע העולה . 3 בהמשך האפקט ההיפר אוסמוטי מוגבר - הנוזל בחלק היורד שמגיע מהאבובית המקורבת 300 מיליאוסמול/ליטר( דוחף את הנוזל ההיפראוסמוטי שבזרוע היורדת קדימה וכך נוצרים לאורך לולאת הנלה מפלי ריכוזים, כאשר בתחתית הלולאה הריכוז האוסמולרי של התסנין מגיע ל 1200 מיליאוסמול/ליטר שזהו הריכוז המירבי לריכוז השתן שהכליה יכולה ליצור. הרי הוצאת הנתרן ומומסים אחרים ע"י המשאבות קלה יותר ויכולה להתבצע בכמויות גבוהות. 4 בקצה הזרוע העולה , הנוזל מאד היפואוסמוטי )100 מיליאוסמול/ליטר(. נוזל זה נכנס לאבובית המרוחקת ובדומה לזרוע העולה יש ספיגה מחדש של מלחים וכמעט שאין מעבר של מים והנוזל הופך עוד יותר היפואוסמוטי )80 מיליאוסמול/ ליטר(. מתרחשת חזרה לריכוז מומסים נמוך אך עם נפח מים קטן בהרבה מאשר בתסנין הראשוני משום שכמות גדולה של מים נספגה כבר בזרוע היורדת. 5 באזור של האבובית המרוחקת והמאספת בקורטקס ובנוכחות ADH, מהתסנין ההיפואוסמוטי, אל הדם עד להשוואת ריכוזים )300 מיליאוסמול/ליטר(. 6 באיזור המדולה ובנוכחות ADH, הבין- תאי במדולה, )בעקבות התהליכים שהתרחשו בלולאת הנלה( עד שריכוז השתן מגיע לריכוז המקסימלי )1200 מיליאוסמול/ליטר( כפי שקיים בתחתית הלולאה. הדם, כך שאינם משפיעים על ריכוז הנוזל הבין- תאי במדולה. שמאפשרת יצירה של סביבה בין -תאית היפראוסמולרית, לא תתרחש ספיגה חוזרת של מים בצינור המאסף בהשפעת ADH והשתן שיופרש יהיה בנפח גבוה ובריכוז נמוך. )אין צורך לזכור את הערכים של מרוכזת (היפראוסמוטית) החדירות למים משתנה במקטעים שונים של הצינור. ושם ולכן, חלק זה של הצינור תמיד מבצע ספיגה חוזרת של מים ונתרן באותם סדרי גודל. לצינורית המאספת ה- ducts collecting חדירות משתנה למים – שיכולה להיות גבוהה או נמוכה, ונתונה לשליטה פיסיולוגית של הורמונים. הגורם העיקרי המשפיע על שינויי חדירות אלו, הוא כאמור הורמון הפפטידי המופרש ע "י הנוירוהיפופיזה ונקרא ADH – hormone Antidiuretic( בין השאר ADH משפעל את האדנוהיפופיזה ליצור ולהפריש של ACTH, שפועל על הקורטקס של האדרנל ליצירה והפרשת אלדוסטרון שמשפיע על הגברת הספיגה החוזרת של יוני הנתרן באזור הורמון זה גורם להפעלת חלבונים שפועלים כתעלות מים. החדירות למים גדלה ורובם נספגים בחזרה לנימי הדם, ומופרש החוצה בהיעדר ADH, נפח השתן יעלה בהרבה והוא יהפוך להיות היפואוסמוטי )כלומר בעל אוסמולריות נמוכה בהרבה משל הפלסמה(. בעיקר יוני מימן ואשלגן. נמצא בנוזל החוץ תאי. עליה בריכוז אשלגן חוץ תאי יכולה לגרום להפרעות קצב בלב. ירידה בריכוז האשלגן החוץ תאי עלולה לגרום לרפיון שרירים. באדם בריא איזון רמת אשלגן בדם נשמר ע"י הפרשה בהתאמה לצריכה, כשרוב ההפרשה מתבצעת דרך השתן. אשלגן עובר סינון בקלות בגלומרולוס, ואילו באבובית המקורבת- tubule proximal ובלולאת הנלה עובר ספיגה חוזרת לדם. אשלגן יכול גם להיות מופרש באבובית המאספת- ducts collecting cortical מנימי הדם לצינורית הנפרון , כך, וכל מה שיוצא עם השתן היא הכמות הקטנה שעברה סינון ולא נספגה מחדש. התאים שמפרישים אלדוסטרון בקורטקס האדרנל רגישים לריכוז האשלגן בנוזל החוץ תאי העוטף אותם, ומפרישים אלדוסטרון כשהריכוז האשלגן בדם עולה. תהליכים נוספים המתרחשים בכליה: 1הכליה כמערכת שמווסתת לחץ דם- מנגנון רנין- אנגיוטנסין - מערכת רנין בכליה מופעלת כאשר לחץ הדם נמוך ותפקידה להעלות את לחץ הדם. עליית לחץ דם נעשית בשלב ראשון ע "י של נתרן. 2מערכת ADH מופעלת בהשפעת התייבשות ועליית ריכוז המומסים בדם כתוצאה מאיבוד מים. המומסים בדם. המרוחקת בכליה, ושם נוצרת הנגזרת הפעילה של ויטמין D, העיכול. -4 הכליה כמווסתת pH - אחד מתפקידיה המרכזיים של הכליה היא לווסת את רמת החומציות בדם: איך הגוף נפטר מעודף חומצות ? א. בתהליך ההפרשה של ייצור השתן, בעזרת משאבות של יוני מימן ולכן השתן חומצי. ב. הכליה מייצרת חומר בסיסי ביקרבונט ) 3NaHCO (. למים . פד"ח זה מתרכב עם המים ליצירת חומצה פחמתית : 2CO+O2H---- >נוצר 3CO2H( חומצה פחמתית(. מחומצה זו נוטה להשתחרר יון מימן שמופרש באבובית. במקומו מתחברת למולקולת החומצה יון נתרן ונוצר הבסיס ביקרבונט 3NaHCO. מימן חופשי שנוצר בגוף. קשירה זו תנטרל את יון המימן עד שיופרש בשתן. 45) -5 הכליה מייצרת הורמון אריטרופאטין המשפיע על יצירת תאי דם אדומים )אריטרוציטים( במח העצמות וקיימת בקרה של משוב שלילי על יצירתו המופעל על ידי ירידה ברמת החמצן בדם . ספיקת כליות- כמה מ"ל דם עוברים ביחידת הזמן בכליות. ספיקה מהווה מדד לתפוקה – כמה מ"ל נוזל עוברים דרך שטח חתך ביחידת זמן. קיים קשר בין אי ספיקת לב לאי ספיקת כליות. מצב של אי ספיקת לב יתבטא בשלב מתקדם בפגיעה בכליות. הידרדרות במצבם של חולי אי ספיקת לב מביאה לפגיעה כלייתית כתוצאה מירידה משמעותית באספקת הדם לכליה וגורמת לפגיעה במצבם ולירידה בתוחלת החיים. לסיכום שלבים ותהליכים ביצירת השתן : לסיכום - יצירת השתן בנפרון מתבצעת בשלושה תהליכים: באומן. הנוזל הנוצר בקופסית נקרא תסנין. ומים. 2 ספיגה חוזרת (מן האבובית אל הדם) : סביב האבובית נמצאים נימים )שהגיעו מהפקעית( הקירבה הפיזית בין האבובית לנימים והעובדה ששניהם מורכבים משכבת תאים בודדה, מאפשרים תנועת מומסים ומים מהאבובית אל הנימים. א. באבובית המקורבת :בה מתבצעת מרבית הספיגה החוזרת אל הנוזל הבינתאי בכליה ומשםשלבי הספיגה החוזרת: מועברים מחלל האבובית החוצה בהעברה + לנימי הדם המלווים את הנפרון. אקטיבית, בעקבותיו נודדים יוני כלור ) Cl-) , המים יוצאים אף הם. הגלוקוז נספג כולו חזרה , פעילה. כך גם החומצות האמיניות. ב. לולאת הנלה : ספיגה חוזרת של מלחים מתרחשת כמעט כולה בזרוע העולה העבה של הלולאה. הזרוע היורדת כמעט ואינה סופגת מומסים אך סופגת מים. נוצרת סביבה היפראוסמוטית סביב החלקים האחרונים של אבובית הנפרון. ג. האבובית המרוחקת והצינור המאסף : נספג שאר הנתרן בספיגה אקטיבית באמצעות משאבת נתרן- אשלגן ובסיוע ההורמו אלדוסטרון. •באבובית המרוחקת נמשכת ספיגת המים בסיוע ההורמון ADH . וכן מופרשים יוני המימן 3 הפרשה - מעבר של חומרים מנימי הדם אל אבובית הנפרון, בעיקר יוני מימן ואשלגן וכן שתנן. תאי ברקמות השונות. הסביבה היציבה מבטיחה תפקוד יעיל של התאים. הרכב השתן : השתן מורכב מתמיסה מימית של פסולת מטבולית ומרכיבים נוספים ומכיל כמויות גדולות חומצת שתן , קריאטינין ונתרן כלורי ועוד כמויות קטנות של חומרים רבים מחקרים אחרונים מצאו שהשתן מכיל כ3000- חומרים (. שתן הוא האמצעי העיקרי להפרשת כימיקלים ותרופות מהגוף. ניתן לזהות ולנתח כימיקלים אלה בבדיקת שתן וכך לקבוע אבחנה של הרעלה או נטילה של חומרים כימיים אסורים. השתן סטרילי בצאתו מהגוף . בשלפוחית נמצאת תמיד שארית שתן קטנה שהוא שתן "עומד" בתוך קיפולים של שלפוחית השתן. אינם מזיקים . השופכה פתוחה לעולם החיצון, חיידקים ופטריות. השתן כמעט לאחר צאתו, מתפרקת מולקולת האוריאה לשתי מולקולות של אמוניה וחיידקים שמזהמים את השתן הופכים הכימיקלים בתוכו לבעלי ריח והם הגורמים לריח האופייני לשתן עומד. הצבע הצהוב של השתן נוצר בשל פיגמנט הנקרא יורובילין, אחר הוא הבילירובין. בכבד, ומאוחסן בכיס המרה . משם הוא מופרש למעיים , הצואה. חלק מהבילירובין נשאר בזרם הדם, ומשם מועבר לכליות בהן הוא מתפרק לפיגמנט