சிறுநீர் உருவாக்கம்

சிறுநீரகத்தால் இறுதி சிறுநீர் உருவாகும் செயல்முறை பல முக்கிய செயல்முறைகளைக் கொண்டுள்ளது:

• சிறுநீரக குளோமருலியில் தமனி இரத்தத்தின் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன்;
• குழாய்களில் உள்ள பொருட்களின் மறுஉருவாக்கம், குழாய்களின் லுமினுக்குள் பல பொருட்களின் சுரப்பு;
• சிறுநீரகத்தால் புதிய பொருட்களின் தொகுப்பு, இது குழாய் மற்றும் இரத்தத்தின் லுமினுக்குள் நுழைகிறது;
• எதிர் மின்னோட்ட அமைப்பின் செயல்பாடு, இதன் விளைவாக இறுதி சிறுநீர் குவிக்கப்படுகிறது அல்லது நீர்த்தப்படுகிறது.

அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன்

இரத்த பிளாஸ்மாவிலிருந்து போமனின் காப்ஸ்யூலுக்குள் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன் சிறுநீரக குளோமருலியின் நுண்குழாய்களில் நிகழ்கிறது. சிறுநீர் உருவாவதில் SCF ஒரு முக்கியமான குறிகாட்டியாகும். ஒரு நெஃப்ரானில் அதன் மதிப்பு இரண்டு காரணிகளைப் பொறுத்தது: அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷனின் பயனுள்ள அழுத்தம் மற்றும் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷனின் குணகம்.

அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷனின் உந்து சக்தி பயனுள்ள வடிகட்டுதல் அழுத்தம் ஆகும், இது நுண்குழாய்களில் உள்ள ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தம் மற்றும் நுண்குழாய்களில் உள்ள புரதங்களின் ஆன்கோடிக் அழுத்தத்தின் கூட்டுத்தொகை மற்றும் குளோமருலர் காப்ஸ்யூலில் உள்ள அழுத்தம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வித்தியாசமாகும்:

P _{விளைவு} = P _{ஹைட்ரஜன்} - (P _onc + P _{தொப்பிகள்} )

P _{விளைவு} என்பது பயனுள்ள வடிகட்டுதல் அழுத்தம், P _ஹைட் என்பது நுண்குழாய்களில் உள்ள ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தம், P _onc என்பது நுண்குழாய்களில் உள்ள புரதங்களின் ஆன்கோடிக் அழுத்தம், P _{தொப்பிகள்} என்பது குளோமருலர் காப்ஸ்யூலில் உள்ள அழுத்தம்.

நுண்குழாய்களின் இணைப்பு மற்றும் வெளியேற்ற முனைகளில் உள்ள நீர்நிலை அழுத்தம் 45 மிமீ Hg ஆகும். இது நுண்குழாய் வளையத்தின் முழு வடிகட்டுதல் நீளத்திலும் மாறாமல் இருக்கும். இது பிளாஸ்மா புரதங்களின் ஆன்கோடிக் அழுத்தத்தால் எதிர்க்கப்படுகிறது, இது நுண்குழாய்களின் வெளியீடு முனையை நோக்கி 20 மிமீ Hg இலிருந்து 35 மிமீ Hg ஆக அதிகரிக்கிறது, மேலும் போமன்ஸ் காப்ஸ்யூலில் உள்ள அழுத்தம், இது 10 மிமீ Hg ஆகும். இதன் விளைவாக, பயனுள்ள வடிகட்டுதல் அழுத்தம் நுண்குழாய்களின் இணைப்பு முனையில் 15 மிமீ Hg (45 - [20 + 10]) ஆகவும், வெளியேற்ற முனையில் 0 (45 - [35 + 10]) ஆகவும் உள்ளது, இது நுண்குழாய்களின் முழு நீளமாக மாற்றப்படும்போது, தோராயமாக 10 மிமீ Hg ஆகும்.

முன்னர் கூறியது போல், குளோமருலர் நுண்குழாய்களின் சுவர் என்பது செல்லுலார் கூறுகள், பெரிய-மூலக்கூறு சேர்மங்கள் மற்றும் கூழ் துகள்கள் வழியாக செல்ல அனுமதிக்காத ஒரு வடிகட்டியாகும், அதே நேரத்தில் நீர் மற்றும் குறைந்த மூலக்கூறு எடை கொண்ட பொருட்கள் அதன் வழியாக சுதந்திரமாக செல்கின்றன. குளோமருலர் வடிகட்டியின் நிலை அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன் குணகத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. வாசோஆக்டிவ் ஹார்மோன்கள் (வாசோபிரசின், ஆஞ்சியோடென்சின் II, புரோஸ்டாக்லாண்டின்கள், அசிடைல்கொலின்) அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன் குணகத்தை மாற்றுகின்றன, இது அதற்கேற்ப SCF ஐ பாதிக்கிறது.

உடலியல் நிலைமைகளின் கீழ், அனைத்து சிறுநீரக குளோமருலியின் மொத்தமும் ஒரு நாளைக்கு 180 லிட்டர் வடிகட்டியை உற்பத்தி செய்கிறது, அதாவது நிமிடத்திற்கு 125 மில்லி வடிகட்டியை உருவாக்குகிறது.

குழாய்களில் உள்ள பொருட்களின் மறுஉருவாக்கம் மற்றும் அவற்றின் சுரப்பு

வடிகட்டப்பட்ட பொருட்களின் மறுஉருவாக்கம் முக்கியமாக நெஃப்ரானின் அருகாமைப் பகுதியில் நிகழ்கிறது, அங்கு நெஃப்ரானுக்குள் நுழைந்த அனைத்து உடலியல் ரீதியாக மதிப்புமிக்க பொருட்களும், வடிகட்டப்பட்ட சோடியம், குளோரின் மற்றும் நீர் அயனிகளில் சுமார் 2/3 பங்கும் உறிஞ்சப்படுகின்றன. அருகாமைக் குழாய்களில் மறுஉருவாக்கத்தின் தனித்தன்மை என்னவென்றால், அனைத்து பொருட்களும் சவ்வூடுபரவல் ரீதியாக சமமான அளவு தண்ணீருடன் உறிஞ்சப்படுகின்றன, மேலும் குழாயில் உள்ள திரவம் இரத்த பிளாஸ்மாவிற்கு நடைமுறையில் ஐசோஸ்மோடிக் ஆக உள்ளது, அதே நேரத்தில் அருகாமைக் குழாய்களின் முடிவில் முதன்மை சிறுநீரின் அளவு 80% க்கும் அதிகமாக குறைகிறது.

மறுஉருவாக்கம் மற்றும் சுரப்பு செயல்முறைகள் இரண்டின் காரணமாக சிறுநீரின் கலவையை டிஸ்டல் நெஃப்ரானின் வேலை உருவாக்குகிறது. இந்த பிரிவில், சமமான அளவு நீர் இல்லாமல் சோடியம் மீண்டும் உறிஞ்சப்படுகிறது மற்றும் பொட்டாசியம் அயனிகள் சுரக்கப்படுகின்றன. குழாய் செல்களிலிருந்து ஹைட்ரஜன் மற்றும் அம்மோனியம் அயனிகள் நெஃப்ரானின் லுமினுக்குள் நுழைகின்றன. எலக்ட்ரோலைட் போக்குவரத்து ஆன்டிடியூரிடிக் ஹார்மோன், ஆல்டோஸ்டிரோன், கினின்கள் மற்றும் புரோஸ்டாக்லாண்டின்களால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

எதிர் மின்னோட்ட அமைப்பு

எதிர் மின்னோட்ட அமைப்பின் செயல்பாடு சிறுநீரகத்தின் பல கட்டமைப்புகளின் ஒத்திசைவான வேலையால் குறிப்பிடப்படுகிறது - ஹென்லேவின் வளையத்தின் இறங்கு மற்றும் ஏறும் மெல்லிய பகுதிகள், சேகரிக்கும் குழாய்களின் கார்டிகல் மற்றும் மெடுல்லரி பிரிவுகள் மற்றும் சிறுநீரக மெடுல்லாவின் முழு தடிமனையும் ஊடுருவிச் செல்லும் நேரான பாத்திரங்கள்.

சிறுநீரகங்களின் எதிர் மின்னோட்ட அமைப்பின் அடிப்படைக் கொள்கைகள்:

• அனைத்து நிலைகளிலும், நீர் ஆஸ்மோடிக் சாய்வில் செயலற்ற முறையில் மட்டுமே நகரும்;
• ஹென்லேவின் வளையத்தின் தொலைதூர நேரான குழாய் நீர் ஊடுருவ முடியாதது;
• ஹென்லேவின் வளையத்தின் நேரான குழாய் குழாயில், Na ⁺, K ⁺, Cl இன் செயலில் போக்குவரத்து ஏற்படுகிறது;
• ஹென்லேவின் வளையத்தின் மெல்லிய இறங்கு மூட்டு அயனிகளுக்கு ஊடுருவ முடியாதது மற்றும் தண்ணீருக்கு ஊடுருவக்கூடியது;
• சிறுநீரகத்தின் உள் மெடுல்லாவில் யூரியா சுழற்சி உள்ளது;
• ஆன்டிடியூரிடிக் ஹார்மோன், சேகரிக்கும் குழாய்கள் தண்ணீருக்குள் ஊடுருவுவதை உறுதி செய்கிறது.

உடலின் நீர் சமநிலையின் நிலையைப் பொறுத்து, சிறுநீரகங்கள் ஹைபோடோனிக், மிகவும் நீர்த்த அல்லது சவ்வூடுபரவல் செறிவூட்டப்பட்ட சிறுநீரை வெளியேற்ற முடியும். சிறுநீரக மெடுல்லாவின் குழாய்கள் மற்றும் நாளங்களின் அனைத்துப் பிரிவுகளும் இந்த செயல்பாட்டில் பங்கேற்கின்றன, எதிர் மின்னோட்ட சுழலும் பெருக்கும் அமைப்பாக செயல்படுகின்றன. இந்த அமைப்பின் செயல்பாட்டின் சாராம்சம் பின்வருமாறு. இந்தப் பிரிவில் நீர் மற்றும் அதில் கரைந்துள்ள பொருட்களின் மறுஉருவாக்கம் காரணமாக, அருகிலுள்ள குழாய்க்குள் நுழைந்த அல்ட்ராஃபில்ட்ரேட் அதன் அசல் அளவின் 3/4-2/3 ஆக அளவு ரீதியாகக் குறைக்கப்படுகிறது. குழாயில் மீதமுள்ள திரவம் இரத்த பிளாஸ்மாவிலிருந்து சவ்வூடுபரவலில் வேறுபடுவதில்லை, இருப்பினும் அது வேறுபட்ட வேதியியல் கலவையைக் கொண்டுள்ளது. பின்னர் அருகிலுள்ள குழாய்லிலிருந்து வரும் திரவம் ஹென்லின் வளையத்தின் மெல்லிய இறங்கு பிரிவுக்குள் சென்று சிறுநீரக பாப்பிலாவின் உச்சத்திற்கு மேலும் நகர்கிறது, அங்கு ஹென்லின் வளையம் 180° வளைந்து, உள்ளடக்கங்கள் ஏறும் மெல்லிய பகுதி வழியாக இறங்கு மெல்லிய பிரிவுக்கு இணையாக அமைந்துள்ள தொலைதூர நேரான குழாய்க்குள் செல்கின்றன.

வளையத்தின் மெல்லிய இறங்கு பகுதி தண்ணீருக்கு ஊடுருவக்கூடியது, ஆனால் உப்புகளுக்கு ஒப்பீட்டளவில் ஊடுருவ முடியாதது. இதன் விளைவாக, பிரிவின் லுமினிலிருந்து நீர் ஆஸ்மோடிக் சாய்வு வழியாக சுற்றியுள்ள இடைநிலை திசுக்களுக்குள் செல்கிறது, இதன் விளைவாக குழாய் லுமினில் ஆஸ்மோடிக் செறிவு படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது.

ஹென்லேவின் வளையத்தின் தொலைதூர நேரான குழாயில் திரவம் நுழைந்த பிறகு, அதற்கு மாறாக, தண்ணீருக்கு ஊடுருவ முடியாதது மற்றும் அதிலிருந்து சுற்றியுள்ள இடைநிலைக்கு சவ்வூடுபரவல் செயலில் உள்ள குளோரின் மற்றும் சோடியம் செயலில் போக்குவரத்து நிகழ்கிறது, இந்த பிரிவின் உள்ளடக்கங்கள் சவ்வூடுபரவல் செறிவை இழந்து ஹைபோஸ்மோலாலாக மாறுகின்றன, இது அதன் பெயரை தீர்மானித்தது - "நெஃப்ரானின் நீர்த்துப்போகும் பிரிவு". சுற்றியுள்ள இடைநிலையில், எதிர் செயல்முறை நிகழ்கிறது - Na ⁺, K ⁺ மற்றும் Cl காரணமாக ஒரு சவ்வூடுபரவல் சாய்வு குவிதல். இதன் விளைவாக, ஹென்லேவின் வளையத்தின் தொலைதூர நேரான குழாயின் உள்ளடக்கங்களுக்கும் சுற்றியுள்ள இடைநிலைக்கும் இடையிலான குறுக்குவெட்டு சவ்வூடுபரவல் சாய்வு 200 mOsm/l ஆக இருக்கும்.

மெடுல்லாவின் உள் மண்டலத்தில், யூரியாவின் சுழற்சியால் ஆஸ்மோடிக் செறிவில் கூடுதல் அதிகரிப்பு வழங்கப்படுகிறது, இது குழாய்களின் எபிட்டிலியம் வழியாக செயலற்ற முறையில் நுழைகிறது. மெடுல்லாவில் யூரியா குவிவது புறணி சேகரிக்கும் குழாய்கள் மற்றும் யூரியாவிற்கு மெடுல்லாவின் சேகரிக்கும் குழாய்களின் வெவ்வேறு ஊடுருவலைப் பொறுத்தது. புறணி சேகரிக்கும் குழாய்கள், தொலைதூர நேரான குழாய் மற்றும் தொலைதூர சுருண்ட குழாய் ஆகியவை யூரியாவிற்கு ஊடுருவ முடியாதவை. மெடுல்லாவின் சேகரிக்கும் குழாய்கள் யூரியாவிற்கு அதிக ஊடுருவக்கூடியவை.

வடிகட்டப்பட்ட திரவம் ஹென்லேவின் வளையத்திலிருந்து தூர சுருண்ட குழாய்கள் மற்றும் புறணி சேகரிப்பு குழாய்கள் வழியாக நகரும்போது, யூரியா இல்லாமல் நீர் மீண்டும் உறிஞ்சப்படுவதால் குழாய்களில் யூரியாவின் செறிவு அதிகரிக்கிறது. யூரியாவின் ஊடுருவல் அதிகமாக இருக்கும் உள் மெடுல்லாவின் சேகரிக்கும் குழாய்களுக்குள் திரவம் நுழைந்த பிறகு, அது இடைநிலைக்குள் நகர்ந்து பின்னர் உள் மெடுல்லாவில் அமைந்துள்ள குழாய்களுக்கு மீண்டும் கொண்டு செல்லப்படுகிறது. மெடுல்லாவில் சவ்வூடுபரவல் அதிகரிப்பது யூரியாவால் ஏற்படுகிறது.

பட்டியலிடப்பட்ட செயல்முறைகளின் விளைவாக, புறணிப் பகுதியிலிருந்து (300 mOsm/l) சிறுநீரகப் பாப்பிலா வரை ஆஸ்மோடிக் செறிவு அதிகரிக்கிறது, ஹென்லேவின் வளையத்தின் மெல்லிய ஏறுவரிசை மூட்டு ஆரம்ப பகுதியின் லுமினிலும் சுற்றியுள்ள இடைநிலை திசுக்களிலும் 1200 mOsm/l ஐ அடைகிறது. இதனால், எதிர் மின்னோட்டப் பெருக்கல் அமைப்பால் உருவாக்கப்பட்ட கார்டிகோமெடுல்லரி ஆஸ்மோடிக் சாய்வு 900 mOsm/l ஆகும்.

நீளமான சவ்வூடுபரவல் சாய்வின் உருவாக்கம் மற்றும் பராமரிப்பில் கூடுதல் பங்களிப்பு ஹென்லேவின் வளையத்தின் போக்கைப் பின்பற்றும் வாச ரெக்டாவால் செய்யப்படுகிறது. இறங்கு வாச ரெக்டாவை விட பெரிய விட்டம் கொண்ட மற்றும் கிட்டத்தட்ட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருக்கும் ஏறுவரிசை வாச ரெக்டா வழியாக நீரை திறம்பட அகற்றுவதன் மூலம் இடைநிலை சவ்வூடுபரவல் சாய்வு பராமரிக்கப்படுகிறது. வாச ரெக்டாவின் ஒரு தனித்துவமான அம்சம் மேக்ரோமிகுலூல்களுக்கு அவற்றின் ஊடுருவல் ஆகும், இதன் விளைவாக மெடுல்லாவில் அதிக அளவு அல்புமின் ஏற்படுகிறது. புரதங்கள் இடைநிலை சவ்வூடுபரவல் அழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன, இது நீர் மறுஉருவாக்கத்தை அதிகரிக்கிறது.

சேகரிக்கும் குழாய்களில் சிறுநீரின் இறுதி செறிவு ஏற்படுகிறது, அவை சுரக்கும் ADH இன் செறிவைப் பொறுத்து அவற்றின் நீர் ஊடுருவலை மாற்றுகின்றன. ADH இன் அதிக செறிவுகளில், சேகரிக்கும் குழாய் செல்களின் சவ்வு தண்ணீருக்கு ஊடுருவும் தன்மை அதிகரிக்கிறது. ஆஸ்மோடிக் சக்திகள் செல்லிலிருந்து (அடித்தள சவ்வு வழியாக) ஹைப்பரோஸ்மோடிக் இன்டர்ஸ்டீடியத்திற்கு நீர் நகர காரணமாகின்றன, இது ஆஸ்மோடிக் செறிவுகளின் சமநிலையையும் இறுதி சிறுநீரின் அதிக ஆஸ்மோடிக் செறிவையும் உருவாக்குவதை உறுதி செய்கிறது. ADH உற்பத்தி இல்லாத நிலையில், சேகரிக்கும் குழாய் நடைமுறையில் தண்ணீருக்கு ஊடுருவ முடியாதது மற்றும் இறுதி சிறுநீரின் ஆஸ்மோடிக் செறிவு சிறுநீரகப் புறணியில் உள்ள இன்டர்ஸ்டீடியத்தின் செறிவுக்கு சமமாக இருக்கும், அதாவது ஐசோஸ்மோடிக் அல்லது ஹைபோஸ்மோலார் சிறுநீர் வெளியேற்றப்படுகிறது.

இதனால், ஹென்லேவின் வளையத்தின் ஏறுவரிசை மூட்டில் பொட்டாசியம், சோடியம் மற்றும் குளோரைடு அயனிகளின் செயலில் போக்குவரத்து மற்றும் தொலைதூர சுருண்ட குழாய்களில் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் செயலில் போக்குவரத்து காரணமாக, குழாய் திரவத்தின் சவ்வூடுபரவலைக் குறைக்கும் சிறுநீரகங்களின் திறனைப் பொறுத்து அதிகபட்ச சிறுநீர் நீர்த்தல் இருக்கும். இதன் விளைவாக, சேகரிக்கும் குழாயின் தொடக்கத்தில் உள்ள குழாய் திரவத்தின் சவ்வூடுபரவல் இரத்த பிளாஸ்மாவை விடக் குறைவாகி 100 mOsm/L ஆகும். ADH இல்லாத நிலையில், சேகரிக்கும் குழாயில் உள்ள குழாய்களில் இருந்து சோடியம் குளோரைடை கூடுதலாக கொண்டு செல்வதன் மூலம், நெஃப்ரானின் இந்த பகுதியில் சவ்வூடுபரவல் 50 mOsm/L ஆகக் குறையலாம். செறிவூட்டப்பட்ட சிறுநீரின் உருவாக்கம் மெடுல்லா இன்டர்ஸ்டீடியத்தின் அதிக சவ்வூடுபரவல் மற்றும் ADH உற்பத்தியைப் பொறுத்தது.