آناتومی و فیزیولوژی دستگاه دفع ادرار

مقدمه:

کلیه نقش اساسی در تنظیم حجم و ترکیبات شیمیایی پلاسما، مایع خارج سلولی و لنف بر عهده دارد. کلیه ها نه تنها غلظت های مواد شیمیایی در مایع خارج سلولی را تنظیم می کنند بلکه PH و فشار اسمزی آنرا نیز متعادل می سازند. واحد عملی کلیه نفرون است و در هر کلیه حدود یک و نيم میلیون نفرون وجود دارد. ادرار بدنبال فرایندهای فیلتراسیون گلومرولی، بازجذب و ترشح توبولی تشکیل می شود. آزمایشات مختلفی براي بررسي عملكرد کلیه و ويژگيهاي ادرار انجام می شود .

دستگاه ادراری شامل:این دستگاه از کلیه، میزنای، مثانهو پیشابراهتشکیل شده است. بخش انتهایی میزراه‌ها (مجاری ادرار) در جنس مذکر و مونث متفاوت می‌باشد.

ساختمان کلیه :

کلیه‌ها به صورت جفت در پشت صفاق قرار دارند. کلیه‌ها با وجود وزن کمشان (حدود 1% وزن بدن در انسان) مقدار قابل ملاحظه‌ای خوندریافت می‌کنند. کلیه توسط پوششی سخت و مقاوم از بافت همبندبه نام کپسول پوشیده شده است. بطور کلی کلیه از قشر ، مرکز و لگنچه تشکیل شده است. لگنچه از طریق میزنای به مثانه ارتباط پیدا می‌کند.

ادرار در طی عمل دفع از طریق مجرای ادراری مثانه را ترک می‌کند تشکیل ادرار هنگامی که به لگنچه می‌رسد کامل می‌شود. ادرار از لگنچه به مثانه حمل شده و بدون تغییر دفع می‌شود. دفع ادرار از طریق کنترل عصبی اسفنکتر ارادی مثانه که در گردن پیشابراه قرار دارد صورت می‌گیرد. کلیه از واحدهای ساختاری به نام نفرون ساخته شده است.

نفرون :

واحد عملی کلیه نفرون نام دارد. نفرون لوله پیچیده‌ای متشکل از یک لایه بافت پوششیاست که در یک انتها بسته است و در انتهای دیگر به درون لگنچه باز می‌شود. تعداد نفرونها در انسان پس از تولد افزایش نمی‌یابد اما طول نفرون در دوره رشد زیاد می‌شود. هر نفرون ار کپسول بومن ، لوله پیچیده نزدیک ، لوله هنله ، لوله پیچیده دور و مجرای جمع کننده تشکیل شده است.

کپسول بومن

نفرون در انتهای بسته اش پهن شده که آن را کپسول بومن می‌نامند. در کپسول بومن دسته‌ای مویرگبه نام گلومرول وجود دارد که به دیواره کپسول بومن چسبیده است. مجموع کپسول بومن و گلومرول را جسم مالپیگی می‌نامند. پلاسما از دیواره این مویرگها و پس از تک لایه یاخته‌ای بافت پوششی دیواره کپسول بومن عبور کرده و در حفره کپسول تجمع می‌یابد تا جریان خود را در بخشهای مختلف نفرون آغاز کند.

مویرگهای گلومرولی از نفوذپذیری خیلی بیشتری نسبت به مویرگهای سایر نقاط بدن برخوردار هستند. اپی‌تلیوم کپسول بومن پایکدار و شکافدار است این شکافها توسط غشای نازکی بسته شده‌اند. غشای گلومرولی از عبور آزاد مواد خنثی با قطر بیشتر از 8 نانومتر جلوگیری می‌کند. بنابراین غشای گلومرولی با وجود تراوایی بسیاری که دارد دارای تراوایی انتخابی است.

لوله پیچیده نزدیک

لوله‌ای است پیچیده که بلافاصله پس از کپسول بومن قرار می‌گیرد. بخشی از یاخته‌های پوششی این لوله که به طرف حفره نفرون قرار دارد، دارای لبه برس مانند است این امر باعث افزایش سطح جذب آنها می‌شود. فرآیند انتقال در غشای این یاخته‌ها به مقدار قابل توجهی انجام می‌گیرد. بین یاخته‌های لوله پیچیده نزدیک اتصال محکمی وجود دارد. و این نوع اتصال باعث می‌شود که آب و محلولهای با وزن مولکولی کم بتوانند از فواصل یاخته‌ها به فضای برون یاخته راه یابند. اگر مقدار زیادی مایع به فضای برون یاخته‌ای راه یابد جذب خالص به مقدار کم انجام می‌شود.

بخش پایین رونده لوله هنله

این قسمت دارای یاخته‌های نازک و میتوکندریاندک و با لبه سلولی فاقد حاشیه برس مانند است. و انتقال فعال انجام نمی‌گیرد و انتقال به صورت انتشارصورت می‌گیرد.

قسمت بالا رونده وضخیم لوله هنله

این قسمت دارای میتوکندری زیاد و لبه برس مانند است در قسمت دهانه یاخته پوششی این قسمت پمپی وجود دارد که بطور فعال و همزمان یک یون سدیمو یک یون پتاسیمو دو یون کلررا از مجرا به درون یاخته منتقل می‌کند.

لوله پیچیده دور

دارای دو بخش رقیق کننده و بخش انتهایی است. بخش رقیق کننده شبیه بخش ضخیم بالا‌رو لوله هنله است. اتصال بین یاخته‌ها از نوع اتصال محکم است و به هیچ وجه اجازه عبورآب و نمکها را از فواصل بین یاخته‌ها نمی‌دهند. انتهای لوله پیچیده دور به مجاری جمع کننده ختم می‌شود.

مجرای جمع کننده

انتهای لوله پیچیده دور به مجاری جمع کننده ختم می‌شود و محتویات لوله ادراری به درون آنها می‌ریزد. بخش انتهایی لوله پیچیده دور و مجرای جمع کننده از نظر ساختار بافتی و عملکرد شبیه یکدیگرند. میتوکندری کم و پرزهای دهانه‌ای کم از ویژگیهای این یاخته‌هاست. مجاری جمع کننده پس از ورود به لگنچه‌های کلیوی بهم ملحق شده و از تعدادشان کاسته می‌شود.

مراحل تشکیل ادرار:

مرحله اول تشکیل ادرار یعنی پالایش پلاسما و تجمع مایع پالایش شده که ادرار اولیه گفته می‌شود در کپسول بومن صورت می‌گیرد. مایع پالایش شده گلومرولی در انسان به میزان 125 میلی‌لیتر در دقیقه و یا حدود 180 لیتر در روز است. هنگامی که این رقم با میزان آب آشامیده مقایسه گردد معلوم می‌شود که بدن می‌بایست سریعا دچار کم آبی شود مگر اینکه قسمت اعظم مایع پالایش شده مجددا به درون جریان خونجذب گردد. جذب مجدد یکی از اعمال مهم نفرون است.

جذب مجدد لوله‌ای :

لوله پیچیده نزدیک:از جمله موادی که توسط کلاف خونی پالایش شده بوسیله لوله پیچیده نزدیک جذب می‌شوند الکترولیتهایی مانند سدیم و پتاسیم ، کلرورها و بیکربناتهای یونها ، گلوکز، اسیدهای آمینهو پروتئینهای کوچک و اسید اسکوربیک هستند.
لوله هنله:بخش پایین رونده لوله هنله تراوایی نسبتا زیادی نسبت به آب و تراوایی متوسطی نسبت به NaCl و اوره دارد. در غشای یاخته‌های پوششی بخش بالا رونده لوله هنله پمپی وجود دارد که به طریق هم انتقالی یک یون سدیم و یک یون پتاسیم و دو یون کلر را از مجرای نفرون به درون یاخته منتقل می‌کند.
لوله پیچیده دور:در غشای طرف مجرای این یاخته‌ها نیز پمپی وجود دارد که به طریق هم انتقالی باعث انتقال سدیم و پتاسیم و کلر به درون یاخته جذبی می‌شود.
بخش انتهایی لوله پیچیده دور و مجرای جمع کننده:این دو بخش از نظر عملکرد به هم شبیه بوده و نسبت به آبو اورهناتراوا هستند مگر در حضور هورمون ADH که آب ادرار رقیق به درون مایع بین یاخته‌ای غلیظ‌تر در بخش مرکزی کلیه جریان می‌یابد. دو بخش انتهای لوله پیچیده دور و مجرای جمع کننده نسبت به یون سدیم ناتراوا هستند.

ارزيابي رنگ ، شفافیت و بوي ادرار:

رنگ ادرار معمولا زرد بوده و شدت آن از روشن تا تیره متغیر می باشد. رنگ ادرار وابسته به حضور پیگمان هایی مانند Urochrome, Urobilin و Hematoporphyrin می باشد که به طور معمول در ادرار وجود دارند. حضور ترکیبات غیر نرمال نيز می تواند باعث تغییر رنگ ادرار شود. برای مثال وجود هموگلوبین در ادرار باعث رنگ قرمز و قهوه ای می شود. ادرار سالم تازه، شفاف بوده اما بعد از گذشت چند ساعت رنگ آن به دلیل جدا شدن و ته نشین شدن سلول های اپیتلیال، لکوسیت ها و موکوس کدر مي شود. تیرگی رنگ ادرار تازه نشانه وجود میکروب و التهاب در مجاری ادراری است. بوی ادرار با رژیم غذایی تغییر می کند. ترشح مواد زائد مرتبط با متابولیسم موادی است که به عنوان غذا مصرف می شوند. ترشح داروها بوسیله کلیه، اغلب باعث ایجاد بوی زننده می شود. بوي معمولي ادرار اغلب شبیه به بوی آمونیاک است.

وزن مخصوص ادرار:

وزن مخصوص هر مایع بوسیله مقایسه وزن حجم معینی از آن مایع با وزن حجم مشابه از آب خالص مشخص می شود. بر طبق قرارداد وزن مخصوص آب برابر با 1 می باشد. محدوده نرمال برای وزن مخصوص (چگالی ویژه) ادرار بین 016/1 تا 022/1 می باشد. عدد بالاتر برای وزن مخصوص نشان دهنده غلظت بالاتر ادرار است و اگر برابر با وزن مخصوص فيلترا ( 01/1 ) شد نشانه آسيب شديد كليوي است. منطقه وزن مخصوص نوار تست بر اساس غلظت يوني ادرار تغيير رنگ مي دهد. تغيير غلظت يوني كم به زياد، رنگ را از آبي – سبز به زرد – سبز تغيير مي دهد.

تعيين مقدار مواد جامد ادرار:

غلظت مواد جامد ادرار بر حسب گرم در لیتر از حاصل ضرب وزن مخصوص در ضریب لانگ (66/2) حاصل می شود.

اسيديته (PH)

PH معمول ادرار در نوزادان بین 5 – 7 و در بقيه افراد بین 5/4 – 8 بسته به نوع رژیم غذایی متغییر است. معمولا PH ، به خاطر وجود اسید ناشی از متابولیسم مواد غذایی و اسيدهاي غذايي، کمی اسیدی است. اسیدیته ادرار با حالت اسیدوز (متابولیکی یا تنفسی) و در طی تب افزایش می یابد. پس از ماندن ادرار در هوا و يا ذخيره ماندن طولاني در مثانه به دلیل تبدیل اوره به آمونیاک و ته نشین شدن موادی مانند فسفات ها، ادرار قلیایی می شود. دیگر حالات قلیایی شدن ادرار شامل مصرف بعضی مواد غذایی مانند میوه، مصرف بعضی مواد قلیایی مثل بیکربنات سدیم یاايجاد الکالوز (متابولیکی یا تنفسی) مي باشد. میزان اسیدی و قليايي بودن ادرار را می توان از روي تغيير رنگ منطقه مربوط به PH در نوار تست مشخص نمود. این منطقه دارای ترکیباتی است که وقتي با محلولی اغشته شوند تغییر رنگ می دهد. تغییر رنگ نارنجی تا زرد نشانه پ. هاش 1تا6 ، سبز نشانه پ. هاش خنثی و سبز تیره تا آبی نشان دهنده پ. هاش 8 تا 11 است.

مواد غیر طبیعی در ادرار:

1- لوكوسيت:

وجود گلبولهاي سفيد سالم و ليز شده در ادرار بر اساس استراز موجود در آنها موجب تغيير رنگ نوار ( رنگ بنفش) مي شود.

2- نيتريت:

نيتراتهاي موجود در ادرار بوسيله باكتريهاي گرم منفي ادرار نظير اي – كولاي به نيتريت تبديل مي شوند و در واكنش با نوار تست ادرار ايجاد رنگ صورتي مي كنند. نيتريت در ادرار طبيعي وجود ندارد ولي در برخي از عفونتهاي ادراري در ادرار ظاهر مي شود كه مقدار آن با مدت زمان ذخيره ادرار در مثانه رابطه مستقيم دارد.

3- پروتئين:

در شرایط نرمال بیشتر پروتئین فيلتر شده بازجذب می شود و فقط مقدار کمی پروتئین در ادرار وجود دارد. وجود پروتئین در ادرار ناشی از تخریب غشاء گلومرول می باشد. انواع مختلفی از نفروز و نفریت ناشی از التهاب، تخریب رگی و دیگر حالات باعث پروتئین اوری می شود. وجود پروتئين در ادرار منطقه مربوطه بر روي نوار را در محدوده سبز تا سبز – آبي تغيير رنگ مي دهد. رنگ زرد تا زرد – سبز نشانه عدم وجود پروتئين در ادرار است.

4- گلوکز:

به طور معمول تمام گلوکز فیلتر شده از گلومرول ها بوسیله توبول های پروکسیمال بازجذب می شود. بازجذب گلوکز یک فرایند فعال است که به انرژی نیاز دارد. سیستم انتقالی دارای یک ماکزیمم ظرفیت بازجذبی است. زمانی که میزان گلوکز پلاسما از 180 میلی گرم در دسی لیتر بیشتر شود این میزان از ظرفیت بازجذبی کلیه بالاتر رفته و گلوکز در داخل ادرار ظاهر می شود(گلوکز اوری). گلوکز نرمال خون بین 60- 120 میلی گرم بر دسی لیتر می باشد. افزایش بالاتر از این مقدار حالت هیپرگلیسمی است که در بعضی از بیماری ها مانند دیابت قندي و ديابت آدرنال و يا هنگام مصرف مقدار زيادي گلوكز يا گلوكزآمين اتفاق میافتد. همچنين هنگامی که به طور موروثی پمپ های لوله ای پروکسیمال کمتر از حد معمول هستند گلوکز در داخل ادرار دیده می شود. وجود گلوکز در ادرار باعث تغییر رنگ نوار ادرار منطقه مربوطه از زرد به سبز میشود که با افزایش گلوکز شدت رنگ افزایش خواهد یافت.

5- اجسام کتونی:

اجسام کتونی مانند استیک اسید و بتا هیدروکسی بوتیریک اسید در میزان کم در ادرار طبيعي وجود دارند. متابولیسم زیاد چربی ها ناشی از مصرف زیاد چربی و يا افزايش متابوليسم چربيها براي تامين انرژي در حالتهايي نظير ديابت قندي و نيز در حالتهاي استرس زاي فيزيولوژيك نظير روزه داري، حاملگي و ورزش شديد گاه بگاه، باعث افزایش میزان کتون بادی ها در ادرار می شود. وجود اجسام کتونی در ادرار باعث تغییر رنگ نوار ادرار منطقه مربوطه از زرد کم رنگ به بنفش میشود که با افزایش غلظت شدت رنگ افزایش خواهد یافت.

6- بیلی روبین و اوروبيلينوژن:

تقریبا 250 بیلیون اریتروسیت در هر روز در افراد بالغ تخریب شده و جایگزین می شوند. تخریب اریتروسیت های پیر بوسیله بافت رتیکولواندوتلیال كبد، طحال و مغز استخوان انجام می شود. در این فرایند هموگلوبین شکسته شده و بیلی روبین شکل می گیرد. بیلی روبین به داخل پلاسما آزاد و با آلبومین باند شده و به داخل كبد منتقل می شود. سلول های كبد بیلی روبین را با گلوکورونیک اسید ترکیب کرده و به داخل صفرا ترشح می كنند. در روده بزرگ این ترکیب بوسیله باکتری ها به استرکوبیلینوژن و اوروبیلینوژن تبدیل می شود. مقداری از اوروبیلینوژن سپس بازجذب شده و نهایتا بوسیله ادرار دفع می شوند. باقیمانده آن توسط مدفوع خارج می شود. در شرايط طبيعي ادرار كاملا عاري از بيليروبين است در حاليكه اوروبيلينوژن يكي از تركيبات طبيعي ادرار است ولي مقادير بيش از 2 ميلي گرم بر دسي ليتر(35 ميكرومول در ليتر) آن غير طبيعي است. اوروبيلينوژن موجب قرمز رنگ شدن منطقه مربوطه بر روي نوار تست ادرار مي شود. در صورت وجود بيليروبين در ادرار منطقه مربوطه در نوار تست برنگ صورتي – قهوه اي مايل به زرد در مي آيد.

7- خون، هموگلوبین و میوگلوبین:

بدنبال تخریب اریتروسیت های پیر بوسیله سیستم رتیکواندوتلیال ، تعدادی از ملکول های هموگلوبین فرار کرده وبه داخل پلاسما رها می شوند. به طور معمول مقدار هموگلوبین آزاد در پلاسما خیلی کم است. هنگامی که مقدار هموگلوبین از 100 میلی گرم در دسی لیتر افزایش یابد در ادرار ظاهر می شود و هموگلوبین اوری هنگامی اتفاق می افتد که سرعت تخریب گلوبول های قرمز خون افزایش می یابد بطوری که فرصت متابولیسم و ذخیره کردن هموگلوبین آزاد وجود ندارد. میوگلوبین رنگ دانه قرمز رنگی است که در عضله اسکلتی وجود دارد و نقشی مانند هموگلوبین خون بر عهده دارد. بطور معمول میوگلوبین در پلاسما و جود ندارد. میوگلوبین ممکن است به دلیل آسیب ماهیچه ای، بیماری های نکروتیک ماهیچه، انواع عفونت یا تمرینات ورزشی شدید، در پلاسما و در نتیجه در ادرار ظاهر شود. گلبول قرمز ممكن است در ادرار خانمهايي كه در مرحله قاعدگي بسر مي برند وجود داشته باشد. يكنواخت بودن رنگ سبز - آبي بر روي نوار دليل وجود هموگلوبين يا ميوگبوبين بوده ولي وجود نقاط سبز - آبي تيره بطور پراكنده بر روي نوار نشانه وجود گلبول قرمز در ادرار است. حساسيت تشخيصي با كاهش اسيديته ادرار كاهش مي يابد.

8- اسيد آسكوربيك:

اسيد آسكوربيك در افراد سالمي كه مقدار كافي ميوه تازه مصرف مي كنند به مقدار 2 تا 10 ميلي گرم در دسي ليتر ادرار دفع مي شود و در نوار تست در منطقه مربوطه بر حسب مقدار رنگ آبي سبز تا نارنجي ايجاد مي كند.

ترکیبات غیر آلی ادرار:سدیم-پتاسیم-کلسیم-منیزیم-ید-فسفات-سولفات-کلرود-آرسنیک-سرب

کلریدها:

پس از اوره کلریدها بیشترین مواد هستند که در ادرار یافت می شوند. این مواد از متابولیسم مواد غذایی حاصل شده و مقدار آنها بسته به نوع مواد غذایی مصرفی دارد. اصلی ترین کلرید موجود در ادرار کلرید سدیم می باشد. تب و بیماری های مختلف کلیوی تمایل دارند که میزان دفع نمک را کاهش دهند. برای آزمایش وجود کلریدها در داخل ادرار میزان 10 سی سی ادرار را داخل لوله آزمایش بریزید. سپس 3 قطره اسید نیتریک برای جلوگیری از رسوب فسفاتها و 3 قطره محلول نیترات نقره 3% اضافه کنید. اگر کلرید ها در داخل ادرار وجود داشته باشند ذراتی تشکیل شده و رسوب می کنند. اگر میزان کلرید در ادرار کم باشد رنگ ادرار شیری رنگ می شود.

فسفاتها:

فسفاتها به طور عمده از غذا حاصل می شوند اگرچه مقدار کمی در طی متابولیسم سلولی تولید می شود. مقدار زیادی از فسفاتها در استخوان قرار دارند. در بیماری های استخوانی مانند نرمی استخوان میزان ترشح فسفات ها در ادرار افزایش می یابد. برای تست حضور فسفاتها میزان 10 سی سی ادرار را داخل لوله آزمایش می ریزیم. هیدروکسید آمونیوم را اضافه می کنیم تا ادرار قلیایی شود. اگر فسفات ها در ادرار حضور داشته باشند فسفات منیزیم و کلسیم تشکیل شده و رسوب می کند.

سولفاتها:

بیشتر سولفات موجود در ادرار از رژیم غذایی پروتئینی و یا متابولیسم سلولی حاصل می شود. نود درصد سولفات های موجود در ادرار با سدیم، پتاسیم کلسیم و منیزیم باند می شود. برای تست وجود سولفات در ادرار 10 سی سی ادرار را به داخل لوله آزمایش ریخته سپس 1 قطره از اسید هیدروکلریک را اضافه کرده و تکان می دهیم. 3 قطره کلرید باریم اضافه می کنیم اگر سولفاتها در داخل ادرار موجود باشند یک رسوب سفید رنگ شکل می گیرد.

ترکیبات آلی ادرار:اوره-کراتین-اسید اوریک-هورمون ها-آنزیم ها-بیلی روبین-آمونیاک

روش کار:

ابتدا نمونه ی ادرار را تهیه نموده.

روش شناسایی گلوکز:

0/5cc ادرار + 5cc بندیکت← 8minدر آب جوش گذاشته تا بجوشد.

گلوکز: - ←سبز کدر یا شفاف. + ←سبز مایل به زرد (1-0/5gr). + + ←سبز مایل به زرد (1-1/5gr).

+ + +← زرد (1/5-3/5gr). + + + + ←نارنجی (2/5-4gr). + + + + +←قرمز( بیشتر از 4gr)

روش شناسایی کلرور:

2ccادرار+چند قطره نیترات نقره.

روش شناسایی املاح صفراوی:

5ccادرار+ 5قطره ساکارز 5%+ 2cc اسید سولفوریک به آرامی به آن اضافه کرده

روش شناسایی سولفات:

5cادرار+چند قطره اسید سولفوریک+3ccکلرورباریم.

روش شناسایی بیلی روبین:

3ccادرار+2ccاسید نیتریک←مخلوط نشود

نتیاج:

گلوکز	کلرور	املاح صفراوی	سولفات	بیلی روبین
سبز کدر	شیری رنگ	محل تماس حلقه بنفش	رسوب شیری	حلقه بنفش