مقدمه

حرکت یک از لازمه ها و یکی لز ابعاد مهم حیات و زنده بودن جانوران است.به طور مثال اگر یک جانور حرکت نداشته باشد ، نباید آنرا جاندار و یا جانور نامید.

هر جانور زنده برای حرکت که برای بدست آوردن نیاز های روزمره ی خود و یا دفع زایعات بدن لازم است ، به دستگاه حرکتی نیاز دارد.

دستگاه حرکتی انسان شامل اسکلت داخلی و ماهیچه ها است ، همچنین خود اسکلت داخلی بدن از غضروفها ، مفاصل ، استخوان ها و ... متشکل است.نتیجه ی کار هماهنگ و درست دستگاه حرکتی ، حرکت اندام های مختلف و در نتیجه کل بدن است.

من هم در این تحقیق به بیان اجزای دستگاه حرکتی انسان و توضیح در باره ی آن ها پرداخته ام باشد که تمام کسانی که به کسب علم علاقه مندند از این تحقیقی استفاده کنند واز آن بهره ببرند.

علی آقایی صائم – بهمن 89

دستگاه حرکتی

تمام موجودات زنده و همینطور انسان برای حرکت نیاز به دستگاه حرکتی دارند.در انسان دستگاه حرکتی که مجموعه از اندام ها و بافت های مختلف است و باعث می شود بدن حرکت کند شامل دو بخش اساسی است :

1.       اسکلت داخلی بدن

2.       ماهیچه ها

اسکلت داخلی بدن نیز از اجزای زیر تشکیل شده است :

1.       استخوان ها

2.       غضروف

3.       مفصل ها

4.       و ...

  ماهیچه ها عوامل اصلی حرکتند که با انبساط ها و انقباض های پی در پی خود باعث به حرکت در آمدن استخوان ها و در نتیجه بدن می شوند. استخوان ها تکیه گاه های ماهیچه ها هستند همچنین استخوان ها در ساخت گلبول قرمز خون نقش مهمی را ایفا می کنند.

استخوان ها

اسکلت داخلی بدن که یکی از ارکان مهم حرکت است از 206 استخوان تشکیل شده است. استخوان ها از نظر شکل و اندازه بسیار متفاوت می باشند ولی به طور کلی آن ها را در 5 گروه اصلی می توان تقسیم بندی کرد :

1.       استخوان های دراز :استخوان های ذراز، از یک تنه ی تقریبا استوانه ای با یک قسمت پهن در دو انتها تشکیل شده اند. این گروه از استخوان ها بیشتر استخوان های اندام های فوقانی و تحتانی را در بر می گیرند.

2.       استخوان های کوتاه :این استخوان ها از نظر شکل تفاوت های زیادی با هم دارند ولی به طور کلی می توان آن ها را به شکل مکعب در نظر گرفت. این گروه از استخوان ها نیز بخش های دیگری از استخوان های دست و پا را در بر می گیرند.

3.       استخوان های پهن:استخوانهای پهن در مقایسه با قطرشان سطح پهن دارند و شاملاستخوانهای سقف جمجمه و دنده‌ها می‌باشند.

4.       استخوان های نامنظم :استخوان های نامنظم از نظر شکل تفاوت های زیادی باهمدارند و در هیچکدام از گروه های فوق قرار نمی‌گیرند و شامل استخوان هایی می‌شوند که ستون فقرات و بعضی از استخوان های جمجمه را تشکیل می‌دهند.

5.       استخوانهای سزامویید (کنجدی): این استخوان ها در تاندونهای نزدیک مفاصل ظاهر می‌شوند. مهمترین استخوان این گروه ، استخون کشکک زانو می‌باشد.

استخوان بافتی همبندی است که از سخت ترین بافت های بدن انسان به شمار می رود. استخوان یک اندام زنده است که از دوران جنینی شروع به رشد می کند.استخوان های بدن در ابتدای جنینی غضروف بودند و در ادامه با جذب کلسیم و فسفر به استخوان تبدیل شده اند.استخوانی شدن تا 20 سالگی ادامه پیدا می کند در مدت جنینی تا 20 سالگی هم رشد طولی وجود داشته و هم رشد قطری وترمیم اما بعد از 20 سالگی رشد طولی استخوان ها متوقف شده و فقط رشد قطری و ترمیم در صورت شکستگی ادامه پیدا می کند.استخوان از دو قسمت مهم ساخته شده است :

1.       ماده ی زمینه

2.       سلول استخوانی

سلول های استخوانی در ماده ی زمینه ی استخوان پراکنده و پخش شده اند.ماده ی زمینه ی استخوان از فسفر و کلسیم و رشته های پرو تئینی درازی ساخته شده است.کلسیم و فسفر در این ماده باعث مقاومت استخوان در برابرفشار و مستحکم شدن استخوان می شوند و همچنین رشته های پروتئینی نیز باعث مقاومت در برابر ضربه هایی می شوند که نیروی حاصل از ضربه به یک نقطه وارد می شود .                                                        استخوان ها از نظر نوع بافت به دو نوع تقسیم می شوند :

1.       استخوان های متراکم :این نوع از استخوان ها با چشم معمولی و غیر مسلح ، به صورت بافتی متراکم و بی شکل دیده می‌شود، و لایه خارجی استخوان ها را تشکیل می‌دهد. موقعی که استخوان متراکم زیر میکروسکوب مورد بررسی قرار می‌گیرد،واحدهایی با آرایش منظم مشاهده می‌شوند که سیستم هاورس نام دارد. سیستم هاورس از قسمتهای ریز تشکیل شده‌است :

الف) یک حفره مرکزی (مجرای هاورس) که محتوی اعصاب و عروق است.

ب) دوایر متحدالمرکز استخوانی( لاملا) که حفره مرکزی را احاطه کرده‌اند. 

ج) لاکونا به فضاهای بین لاملا که محتوی سلولهای استخوانی هستند گفته می‌شود.

د) کانالیکول ها ، مجاری باریکی هستند که لاملا از آن عبور کرده و به لاکوما وصل می‌شوند. از میان همین مجاری است که مواد غذایی بوسیله رگها به داخل مجرای هاورس پخش می‌شوند.

گرچه استخوان متراکم با چشم معمولی بی شکل به نظر می آید ملی می توان فضا هایی را در آن مشاهده کر که تفاوت عمده ی میان استخوان های متراکم و اسفنجی در اندازه همین فضا ها است. در تنه استخوان دراز ، یک لایه خارجی ضخیم از نوع استخوان متراکم وجود دارد. در صورتی که در یک استخوان نامنظم و یا کوتاه لایه متراکم استخوان نسبتا نازک است.

2.       استخوان اسفتجی : این نوع از استخوان ها از رشته‌های استخوانی به نام ترابکولا که فضای ما بین آنها توسط چشم معمولی قابل روئیت است تشکیل شده است. استخوان اسفنجیدارای لاملاهایی است که از نظر ساختمان شبیه به لاملاهای استخوان متراکم هستند با این تفاوت که فضاهای موجود در استخوان اسفنجی بزرگتر بوده و سیستم‌های هاورس فقط درترابکولهای بزرگ دیده می‌شوند. استخوان اسفنجی مواد غذایی خود را از رگهای اطرافدریافت می‌کند.

استخوا ها و اسکلت داخلی در بدن مسئولیت هایی دارند این مسئولیت ها عبارتند از:

·        استخوان ها چهارچوب نگهدارنده بدن هستند که به بدن شکل و فرم خاصی می دهند و به منزله تکیه‌گاهی برای تحمل وزن بدن می‌باشد.

·        استخوان ها  اهرم و تکیه گاه هایی هستند که ماهیچه‌ها برای ایجاد حرکت ، فشار خود را بر آن ها اعمال می‌کنند.

·        استخوان ها از قسمت های حساس و حیاتی بدن مانند مغز و قلب حفاظت می کنند مانند استخوان جمجمه که از مغز محافظت می کند.

·        در مغز بعضی از استخوان ها مانند دنده ها،جمجمه،جناغ و لگن گلبول قرمزخون ساخته می شود.

·        استخوان ها سرعت لازم برای حرکت مناسب بدن را تامین می کنند.

 اسکلت داخلی بدن انسان از 206 استخوان تشکیل شده اند که برای سهولت در بررسی این استخوان ها آن ها را به سه بخش زیر تقسیم می کنند :

1.       فوقانی(سر)

2.        میانی

3.       تحتانی

استخوان های فوقانی(سر) عموما از نوع استخوان های پهن هستند و شامل مجموع استخوان های جمجمه و صورت هستند،استخوان های میانی شامل ستون فقرات، قفسه ی سینه، جناغ، ترقوه و دست می باشند و همچنین استخوان های تحتانی شامل لگن و پا هستند.

1.                     استخوان های فوقانی : اسکلت استخوانی سر و صورت را در مجموع جمجمه(Skull)می‌گویند که مغز درون آن قرار گرفته است.جمجمه بدون در نظر گرفتن استخوان متحرک فک تحتانی ، کرانیوم نامیده می‌شود. کرانیوم از دو بخش تشکیل شده است : جمجمه ی مغزی که بخشی از جمجمه است که وظیفه حفاظت از مغز را بر عهده دارد. و قسمت دوم استخوان های صورت هستند که در جلو و پایین جعبه مغزی وجود دارند و اسکلت صورت را می‌سازند.  استخوان های جمجمه ی مغزی 8 عدد هستند 4 عدد فرد و میانی و 2 عدد زوج و طرفی هستند. استخوان های صورت 14 عدد هستند که 6 عدد زوج و 2 عدد فرد هستند.
در مجموع 22 عدد استخوان ، جمجمه را تشکیل می‌دهند. در ضخامت برخی از استخوانهای سر و صورت حفرهای تو خالی هوایی ای به نام سینوس وجود دارند که به حفره ی بینی مرتبط هستند. غیر از مفصل گیجگاهی فکی که تنها مفصل متحرک جمجمه است بقیه استخوانها از طریق مفاصل ثابت به یکدیگر متصل هستند.استخوان های فوقانی(سر)(22عدد) شامل موارد زیر می باشند :

الف) جمجمه ی مغزی (جعبه ی مغزی) : (8عدد)

·                    استخوان های فرد :

·        استخوان پیشانی(1عدد) : این استخوان دارای یک صفحه افقی و یک صفحه عمودی است. بخش عمودی  پیشانی و جدار قدامی کاسه سر را می‌سازد. بخش افقی این استخوان در تشکیل حفره مغزی قدامی و بخش برونی آن در تشکیل سقف کاسه چشمشرکت می‌کند.

·        استخوان پس سری(1عدد) : این استخوان در پشت و زیر جمجمه قرار دارد و دارای سوراخی بیضوی شکل است که از طریق آن مغز به نخاع وصل می شود.این استخوان قسمت پایینی سقف و قاعده جمجمه را تشکیل می‌دهد.این استخوان دارای یک صدف است که 4 عددحفره دارد، دو حفره پایینی با نیمکره‌های مخچه مجاور بوده و دو حفره بالایی با نیمکره‌های مغز مجاور هستند.

·        استخوان پرویزنی(1عدد) : این استخوان در پشت و بالای حفره های بینی وجود دارد. همچنین دارای یک صفحه سوراخدار به نام صفحه غربالی ، یک تیغه عمودی و دو توده طرفی است . صفحه غربالی بخشی از سقف حفره بینی را می‌سازد، توده‌های طرفی در تشکیل جدار خارجی حفره بینی و جدار داخلی حفره کاسه چشمی شرکت دارند.

·        استخوان پروانه ای(1عدد) : این استخوان در قاعده جمجمه قرار داشته و در تشکیل حفره مغزی قدامی، میانی و خلفی شرکت دارد.

·                    استخوان های زوج :

·        استخوان آهیانه(2عدد) : این استخوان ها در طرف بالای جمجمه وجود دارند و قسمتهای طرفی و سقف جمجمه را می‌سازند. این استخوانها که با یکدیگر مفصل شده‌اند، در جلو با استخوان پیشانی و در عقب با استخوان پس‌سری ، مفصل می‌گردند.

·        استخوان گیج گاهی(2عدد) این استخوان ها در طرفین جمجمه قرار دارند و در تشکیل قسمت جدار طرفی و قاعده کاسه سر شرکت می‌کنند.همچنین دستگاه شنوایی - تعادلی بدن در ضخامت آن قرار دارد.

ب) صورت(چهره):(14عدد) استخوان های صورت 14 عدد است که 13 عدد آن چسبیده به جمجمه مغزی و بی حرکت است و تنها استخوان آرواره ی تحتانی است که متحرک است.

·                    استخوان های فرد :

·      استخوان تیغه بینی(1عدد) : این استخوان،استخوانی نازک ، پهن و ذوزنقه ای شکل است که قسمت خلفی دیواره میانی بینی را تشکیل می‌دهد. نیمه فوقانی کنار قدامی آن با تیغه عمودیاتموئید (پرویزنی) و نیمه تحتانی آن با غضروف تیغه بینی مفصل می‌شود. کنار خلفی آن آزاد بوده و سوراخهای خلفی بینی را از هم جدا می‌کند.

·      استخوان فک تحتانی(1عدد) : بزرگترین و قویترین استخوان صورت، استخوان فک تحتانی است که به تنهایی آرواره تحتانی را می‌سازد و با استخوان های گیجگاهی مفصل می‌شود. دارای تنه نعل اسبی شکل و دو شاخه می‌باشد و در کنار فوقانی تنه ی آن حفره هایی برایدندان ها وجود دارد.همچنین مهمترین زایده آن زایده کوندیلار است که از طریق یک دیسک غضروفی متحرک با استخوان گیجگاهی مفصل شده و تنها مفصل متحرک جمجمه را ایجاد می‌کند.

·                    استخوان های زوج :

·        استخوانهای فک فوقانی(2عدد) : این دو استخوان وقتی با یکدیگر مفصل می‌شوندآرواره فوقانی را تشکیل می‌دهند. هر یک از این استخوان ها در تشکیل حفره های بینی، دهان و کف کاسه چشم شرکت دارد. این دو استخوان دارای یک تنه هستند که بزرگترین سینوس صورت را دربرمی‌گیرد و دهانه آن به حفره بینی باز می‌شود. این استخوان ها دارای 4 زایده هستند که مهمترین آنها ، زایده کامی است که سطح فوقانی آن قسمت اعظم کف حفره بینی را می‌سازد، سطح تحتانی در

دستگاه تنفسی پرندگان

سوراخ های خارجی بینی Nostrils که روی منقار قرار دارد به سوراخ های داخلی بینی ارتباط پیدا می کنند.  

سوراخ های داخلی بینی Internal nares در بالای حفره ی دهانی واقع شده اند.

در گلو و پشت زبان چاکنای   Glittes و خشکنای (حنجره)  Lavynx وجود دارد.   

چاکنای منفذ شکاف مانندی است که در سقف حلق جای گرفته است.

خشکنای به لوله ی هوایی قابل خمیدگی به نام نای Trachea و از طریق آن با شش ها Lung ارتباط دارد.   

دیواره ی نای از حلقه های غضروفی تشکیل شده که باعث محکم شدن و مقاومت آن می گردد. نای به پایین گردن تا سوتک  Voice box یا خشک نای زیرین (سیرنکس)  Cyuinx یا عضو تولید صدا که ماهیچه ای است.  

صدایی که پرندگان تولید می کنند در اثر فشار هوایی است که با فشار از بین غشاء های موجود در دیواره سیرنکس عبور می نماید.  

خشکنای زیرین مانند نی به لرزه در آمده و می تواند به اندازه های مختلف کشش یابد و نوت های گوناگون ایجاد کند.

از خشکنای زیرین نایژه ی کوتاهی Branchus به هریک از شش ها می رود.

شش های پرندگان کوچک و سخت بوده و تقریبا غیر قابل ارتجاع یا کشش است. (خاصیت الاستیک ندارد) و به وسیله یبافت همبند در بخش پشتی قفسه ی سینه ی جانور به دنده ها  مهره ها چسبیده است.  

از شش های پرندگان چندین کیسه ی هوا منشعب می شود که دیواره ی نازکی دارند و مابین برخی از اندام های داخلی، فضاهای پیرامون مهره های گردن و حفره های استخوان بزرگ کشیده می شود.

شش ها به دنده ها چسبیده اند و در نتیجه ی حرکات مختصر ماهیچه های بین دنده ای، حرکت استخوان جناغ به سوی پایین و خم شدن دنده ها از اطراف باز می گردند. به این ترتیب هوا به داخل حفره های شش کشیده شده و در اثر انقباض مختصر فقسه سینه به خارج بر می گردد.    

به هنگام دم هوا به طرف نایژک ها و به داخل کیسه های هوایی هجوم آورده و سپس در بازدم در جهت عکس خارج می شود.

این جریان تند هوا در شش ها و کنار مویرگ های ششی نشان دهنده ی اینست که پرندگان چگونه قادرند با وجود شش های کوچک و متراکم خود، زندگی و فعالیت کنند در حالی که می دانیم پرندگان به علت دمای زیاد بدن و فعالیت شدید زندگی از همه ی جانوران نیاز تنفسی بیشتری دارند.   

کیسه های هوایی نقش مهم و اساسی در انتقال دمای ناشی از انقباض ماهیچه ای، متابولیسم و سایر فعالیت های عضلانی به خارج را ایفا می کنند.

در آزمایشات گوناگون دیده شده که چنانچه کیسه های هوایی از بدن پرنده برداشته شود، باز هم قادر به تنفس خواهد بود. و با وجود آنکه دمای بدن بالا می رود، به زندگی ادامه خواهد داد.  

ولی چنانچه اتصال هر دو شش را از دنده ها جدا کنند پرنده خیلی زود خواهد مرد. 

جالب است بدانید

 مهدی معطی، داود بلون علوم آزمایشگاهی 

آب علاوه بر این که حلال مناسبی جهت انتقال ترکیبات مختلف در داخل و خارج سلول است، در تنظیم دما و pH مایعات بدن نیز نقش مهمی را ایفا می کند. آب به میزان ناچیزی هادی جریان الکتریسته است؛ چون به مقدار کم به یون تبدیل می شود.

اسید و باز

۱-  تعریف برونشتد و لوری: اسید دهنده پروتون و باز گیرنده پروتون است.

۲-  تعریف لوئیس: اسید گیرنده الکترون و باز دهنده الکترون است.

۳-  تعریف آرنیوس: در محلول های آبی، اسید تولید H⁺ و باز تولید OH^- می کند.

بافر (تامپون)

محلولی است که از یک اسید ضعیف و باز مزدوج آن (نمک آن اسید) تشکیل می شود که در برابر تغییرات pH مقاومت می کند.

متابولیسم آب در بدن

آب از مهم ترین ترکیبات حیاتی در بدن انسان می باشد. در یک فرد بالغ به طور متوسط ۶۰% وزن بدن را آب تشکیل می دهد که این مقدار با چربی موجود در بدن نسبت عکس دارد؛ به طوری که در افراد چاق، درصد آب بدن کمتر و در افراد لاغر، بیشتر است. با افزایش سن، درصد آب بدن کاهش می یابد. درصد آب موجود در بافت عضلانی از همه بافت ها بیشتر و در بافت چربی از همه بافت ها کمتر می باشد. درصد آب بدن مردان بیش از زنان است.

جذب روده ای، موجب تغییرات سریع در ترکیبات پلاسما می شود ولی آب میان بافتی، مانع از تاثیر مستقیم این تغییرات بر روس سلول ها می گردد.

حجم آب میانب افتی در ادم (خیز)، افزایش یافته، در حالت دهیدراتاسیون کاهش می یابد. این تغییرات باعث ثابت ماندن حجم آب داخل سلولی و پلاما می گردد.

 روش های تعیین حجم آب بدن

۱-   تعیین حجم آب تام

 این عمل با تزریق ترکیباتی مانند آب سنگین (اکسید دوتریوم) با آب رادیواکتیو (اکسید تریتیوم) و سپس نمونه برداری از خون و تعیین میزان رقت اولیه، صورت می گیرد.

این ترکیبات از دیواره عروق عبور کرده، در تمام بدن انتشار می یابند ولی در بدن متابولیزه
نمی شود و دفع کلیوی آن ها نیز به کندی صورت می گیرد.

۲-   تعیین حجم آب پلاسما

این عمل با تزریق ترکیباتی مانند آلبومین رادیواکتیو، گلبول قرمز رادیواکتیور و سپس نمونه برداری از خون و تعیین میزان رقت ماده اولیه، صورت می گیرد.

این ترکیبات قادر به عبور از دیواره عروق نیستند.

در آزمایشگاه خون شناسی؛ تغییرات درصد حجم آب پلاسما را توسط هماتوکریت تعیین
می نمایند (هماتوکریت: درصد حجم گلبول قرمز نسبت به حجم کل خون).

۳-   تعیین حجم آب فضای خارج سلولی

این عمل با تزریق «اینولین» و سپس نمونه برداری از خون و تعیین میزان دقت ماده اولیه، صورت می گیرد.

اینولین از دیواره عروق عبور کرده، ولی نمی تواند از غشاء سلول عبور نماید و در بدن متابولیزه نمی شود و دفع کلیوی آن نیز کند می باشد.

۴-   تعیین حجم آب داخل سلولی

میزان آب داخل سلولی تقریبا برابر با اختلاف آب تمام بدن و آب خارج سلولی است.

 فشار اسمزی

هر گاه دو محلول با غلظت های متفاوت را توسط غشای نیمه تراوا از یکدیگر جدا سازیم، به طوری که مولکول های جسم محلول، قادر به عبور از غشاء نباشند، مولکول های آب از یک طرف غشاء به طرفی که غلظت جسم محلول بیشتر است، کشیده می شوند و فشاری ایجاد
می کنند که آن را فشار اسمزی می نامند. این فشار، برابر فشاری است که اگر جسم حل شده به صورت گاز می بود می توانست، در حجم اشغال شده توسط محلول، همان فشار را ایجاد کند.

 عوامل تنظیم کننده حجم آب داخل سلولی، بین سلولی و پلاسما

عامل اصلی تنظیم حجم آب در این «سه» فضا، فشار اسمزی می باشد. فشار اسمزی مایعات بدن به ترتیب ناشی از عوامل زیر است:

۱-  الکترولیت ها (کاتیون ها و آنیون ها)

۲-  ترکیبات آلی با وزن مولکولی زیاد (پروتئین ها)

۳-  ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم (گلوکز، اوره، و…)

• الکترولیت ها چون به مقدار زیاد در مایعات بدن وجود دارند، مهم تر از «۲» گروه دیگر می باشند.
• فشار اسمزی کل پلاسما به فشار اسمزی تک تک ترکیبات بستگی دارد.
• Na+ و Cl- به ترتیب از مهم ترین کاتیون ها و آنیون های خارج سلولی (آب میان بافتی و پلاسما) می باشند.
• K⁺ و پروتئین ها (Pr^-) و فسفات ها (H₂PO4^-/HPO₄^2-) از مهم ترین کاتیون ها و آنیون های داخل سلولی می باشند.

به طور کلی در پلاسما، مجموع غلظت آنیون ها برابر مجموع غلظت کاتیون ها می باشد و این مقدار در حدود ۱۵۵ میلی اکی والان در لیتر ۱۵۵ است. ترکیب شیمییایی مایع داخل سلو.لی با مایع خارج سلولی متفاوت است.

پروتئین های خون بیشتر از غلظت پچروتئین های مایع بین سلولی می باشد. این اختلاف فشار در حدود ۲۴ میلیمتر جیوه (mmHg) است، چنان چه غلظت پروتئین های خون کاهش یابد، ادم ایجاد می شود.

فشار انکوتیک( فشار اسمزی موثر یا فشار کلوییدی) به فشار ایجاد شده در اثر پروتئین های پلاسما گفته می شود.

 فشار هیدرواستاتیک

به فشار ایجاد شده در اثر ضریان قلب گفته می شود.

• تبادلات ترکیبات مختلف بین پلاسما و فضای بین سلولی به فشار انکوتیک، فشار هیدرواستاتیک و پدیده انتشار در این فضاها بستگی د ارد.
• ثابت نگه داشتن فشار اسمزی برای سلامتی بدن ضروری است، چون در اثر تغییرات آن عارضه ادم به وجود می آید.

 دفع آب از بدن

روزانه حدود ۵/۲ لیتر آب از راه های گوناگون از بدن رفع می گردد:

۱-  کلیه ها (ادرار)

۲-  روده ها (مدفوع)

۳-  ششها (بازدم)

۴-  پوست (الف- تعریف، ب- تبخیر غیرمحسوس)

• اسهال، استفراغ و خونریزی منجر به از دست رفتن آب بدن می شود.

 احتیاج روزانه بدن به آب

مقدار آب مصرفی روزانه، برابر با مقدار آب دفعی توسط بدن می باشد. بدن در هر شبانه روز به ۵/۱ تا ۵/۲ لیتر آب نیاز دارد که از طریق تغذیه و واکنش های متابولیک در بدن تامین می شود.

 کنترل تعادل آب و الکترولیت ها در بدن

کلیه ها به طور عمده نقش مهمی در ایجاد تعادل آب و الکترولیت های بدن دارند؛ به طوری که ۹۹% آبی که وارد آن ها می شود، دوباره باز جذب می گردد. در لوله های خمیده نزدیک حدود ۸۵% آب باز جذب می گردد. بازجذب آب همراه یون های Na⁺ و Cl^- توسط سیستم فعال پمپ سدیم صورت می گیرد. در لوله های خمیده دور که محل عمده کنترل مکانیسم دفع مواد از راه کلیه می باشد، حدود ۱۴% آب بازجذب می شود. بازجذب در لوله های خمیده توسط سیستم رنین- آنژیوتانسین صورت می گیرد. هورمون های آلدوسترون و ADH (وازوپرسین= آنتی دیورتیک) نقش موثری در این سیستم دارند. آلدوسترون در لوله های دور، باز جذب یون Na⁺ را به عهده دارد. ترشح این هورمون توسط سیستم رنین- آنژیوتانسین کنترل می شود.

هورمون ADH، بازجذب آب را در لوله های دور کلیوی به عهده دارد. این هورمون قابلیت نفوذپذیری لوله های خمیده دور را نسبت به آب افزایش می دهد و در نتیجه، بازجذب آب براساس فشار اسمزی صورت می گیرد.

کاهش فشار خون موجب ترشح آنزیم رنین می شود که این آنزیم باعث تبدیل آنژیوتانسینوژن به آنژیوتانسین I می گردد. آنژیوتانسین I توسط آنزیم پپتیداز به آنژیوتانسیت II  فعال تبدیل می شود. آنژیوتانسین II موجب ترشح هورمون آلدوسترون و انقباض عروق خونی می گردد. ترشح آلدوسترون هم چنین توسط هیپرکالمی (افزایش پتاسیم خون) و هیپوناترمی (کاهش سدیم خون) نیز کنترل می شود.

 اختلالات ناشی از متابولیسم آب و الکترولیت ها

اختلال در دفع آب و الکترولیت ها به صورت اختلال هورمونی و یا غیرهورمونی می باشد. اختلالات غیرهورمونی در خونریزی های شدید، اسهال، استفراغ و… و اختلالات هورمونی در پرکاری و یا کم کاری غدد فوق کلیوی و یا اختلال در هیپوفیز و هیپوتالاموس دیده می شود.

۱-  بیماری آدیسون

ناشی از کم کاری قسمت قشری غدد فوق کلیوی می باشد که موجب کاهش ترشح آلدستورن می گردد.

• آلدسترون باعث بازجذب Na⁺ و دفع K⁺ می شود.

کم کاری قشر آدرنال غلظت آلدوسترون  بازجذب Na⁺ و آب و  باز جذب K⁺ در کلیه ها  دفع Na⁺ و آب و  دفع K⁺ از طریق ادرار.

 ۲-  کوشینگ

سندرم کوشینگ ناشی از پرکاری قسمت قشری غدد فوق کلیوی است، ولی بیماری کوشینگ ناشی از افزایش ترشح ACTH می باشد.

ACTH با آدرنوکورتیکوتروپیک هورمون که توسط هیپوفیز قدامی ترشح می شود، محرک قشمت قشری غدد فوق کلیه است.

پرکاری قشر آدرنال  غلظت آلدوسترون  بازجذب Na⁺ و آب و  باز جذب K⁺ در کلیه ها  دفع Na⁺ و آب و  دفع K⁺ از طریق ادرار.

۳-  دیابت بی مزه

ناشی از کاهش ترشح ADH از هیپوفیز خلفی می باشد که در ضایعات هیپوتالاموس یا هیپوفیز دیده می شود.

 تنظیم غلظت یون پتاسیم

پتاسیم در تنظیم فشار اسمزی و انقباضات عضلانی نقش دارد. کنترل غلظت K⁺ در کلیه ها با دفع و بازجذب K⁺ در لوله های دور کلیوی و در سطح بافت ها با ورود و خروج K⁺ از سلول به مایع میان بافتی، صورت می گیرد.

 هیپرکالمی

بالا بودن غلظت یون K+ را در خون هیپرکالمی گویند که در نارسایی کلیوی و برخی از بیماری های قلبی دیده می شود.

 درمان هیپرکالمی

تزریق بی کربنات سدیم (NaHCO₃)

تزریق HCO₃  غلظت H⁺ در خون  ایجاد آلکالوز برای جبران  خروج H⁺ از سلول و ورود به خون جهت حفظ تعادل یونی در سلول  خروج K⁺ از خون و ورودی به سلول  غلظت K⁺ در خون.

 تنظیم pH خون و مکانیسم های دفاعی بدن در مقابل تغییرات pH 

pH خون و مایعات بدن در اثر عوامل مختلف تغییر می کند. بدن به کمک عوامل تنظیم کننده دقیقی (الف- سیستم بافری خون، ب- ریه ها، ج- کلیه ها) در برابر این گونه تغییرات، مقاومت می کند.

الف- سیستم بافری خون

به طور طبیعی pH خون بین ۳/۷ تا ۵/۷ متغییر می باشد.

آلکالوز: افزایش pH به بیش از ۵/۷ را گویند.

اسیدوز: کاهش pH به کمتر از ۳/۷ را گویند.

اگر pH خون به کمتر از ۸/۶ و یا بیشتر از ۸/۷ برسد، خطر مرگ به دنبال دارد. سیستم های بافری که در خون وجود دارند، مانع تغییرات pH می شوند.

به طور عمده ۴ سیستم بافری در خون وجود دارد:

۱-  بافر بیکربنات

مهم ترین بافر خون می باشد. در حالت طبیعی در خون نیست  برقرار است.

در صورت ورود ترکیبات اسیدی و یا بازی این بافر به صورت زیر عمل می کند:

 دفع ریوی :ورود ترکیبات اسیدی

 دفع کلیوی :ورود ترکیبات قلیائی

۲-  سیستم هموگلوبین- اکسی هموگلوبین

دومین سیستم تامپونی خون می باشد که در گلبول های قرمز وجود دارد.

:نزدیک حباب های ریوی

:نزدیک بافت ها

۳-  پروتئین ها

پروتئین های پلاسما، بافر دیگر خون هستند و چون pH ایزوالکتریک آن ها کمتر از pH پلاسما است، در خون دارای بار منفی می باشند. این سیستم به دلیل غلظت کم، بافر مهمی در خون محسوب نمی شود، ولی به دلیل غلظت بالای آن در داخل سلول، مهم ترین سیستم بافری سلول می باشد.

۴-  فسفات های دی بازیک (HPO₄^2-) و مونوبازیک (H₂PO⁴)

نقش مهمی در دفع ترکیبات اسیدی توسط ادرار دارند. بنابراین عمل آن ها در کلیه ها مهم تر از فعالیت آن ها در پلاسما می باشد.

(دفع از طریق ادرار) فرم مونوبازیک  فرم دی بازیک: ورود ترکیبات اسیدی

(دفع از طریق ادرار) فرم دی بازیک  فرم مونابازیک: ورود ترکیبات قلیایی

چون pK، ریشه فسفات برابر ۷ (نزدیک به pH فیزیولوژیک) است، این سیستم قویترین بافر در pH خون محسوب می گردد؛ ولی به علت غلظت کم آن در پلاسما عملا نقش مهمی را به عهده ندارد. بافر فسفات (H₂PO₄^-/HPO₄^2-) قویترین بافر داخل سلولی می باشد.

ب- تنظیم pH توسط ریه ها

ریه ها توسط دفع pH, CO₂ خون را تنظیم می کنند. CO₂ حاصل از کاتابولیسم سلولی از بافت محیطی به رگ ها منتقل شده، وارد گلبول قرمز می گردد. در گلبول قرمز CO2 با H₂O ترکیب شده، تولید اسید کربونیک (H₂CO₃) می کند.گ این واکنش توسط آنزیم انیدرازکربونیک کاتالیز می شود. اسید کربونیک حاصل خود به خود به یون های H⁺ و HCO₃^-تفکیک می گردد. بیکربنات حاصل از تفکیک اسید کربونیک، وارد پلاسما گشته، برای ایجاد تعادل یونی، یون کلر (Cl^-) از چلاسما وارد گلبول قرمز می شود. جابجایی یون کلر را «شیفت کلراید» نیز می نامند.

در مویرگ های مجاور بافت های محیطی به علت کمبود فشار اکسیژن قابلیت تفکیک HbO₂زیاد می شود. از طرف دیگر بالا بودن غلظت، ۲، ۳-دی-فسفوگلیسیریک اسید (DPG) در نزدیک بافت ها منجر به رها شدن O₂ به بافت ها می گردد. هموگلوبین در این حالت با H⁺ترکیب می شود. بیکربنات پلاسما توسط خون وریدی به ریه ها منتقل می شود و در نزدیک حباب های ریوی وارد RBC می گردد. با ورود بیکربنات به داخل RBC یون Cl^- از RBC خارج می گردد و شیفت کلراید نیز برعکس مورد بالا دیده می شود.

در گلبول های قرمز نزدیک حباب های ریوی، فشار اکسیژن هوا بالا و نیز مقدار ۳،۲-دی فسفوگلسیریک اسید پایین است؛ لذا میل ترکیبی O₂ با Hb افزایش می یابد. هموگلوبین در این حالت با O₂ ترکیب می شود و H⁺ را آزاد می کند و مراحل عکس مورد بالا (گلبول های قرمز نزدیک بافت های محیطی)، صورت می گیرد.

H⁺ آزاد شده با HCO₃^- ترکیب شده و اسید کربونیک تولید می شود.

اسید کربونیک تولید شده، توسط «آنزیم انیدراز کربونیک» تفکیک می گردد و CO₂ توسط بازدم دفع می شود. مقداری H₂O نیز به علت کاهش فشار اسمزی (به دلیل شیفت کلراید به خارج از سلول) از گلبول های قرمز موجود در ریه ها خارج و وارد پلاسما می گردد.

• کوفاکتورآنزیم انیدراز کربونیک عنصر روی (Zn) است. این آنزیم توسط سیانید و استازولامید مهار می گردد.
• CO₂ در خون به «سه» فرم انتقال می یابد:

۱-          ۷۰% به صورت HCO₃^-

2-          ۷% به صورت CO₂ محلول

۳-          ۲۳% به صورت کاربامینو هموگلوبین (ترکیب CO₂ با هموگلوبین)

• افزایش عوامل زیر، باعث تجزیه اکسی هموگلوبین (HbO₂) و آزاد شدن اکسیژن و کشیده شدن منحنی تجزیه اکسی هموگلوبین به سمت راست
  می گردند:

۱-  یون H⁺ (اثر بوهر)

۲-  CO₂

3-  ۳،۳ دی فسفوگلیسیریک اسید (۲, ۳-DPG)

4-  دما

ج- تنظیم pH توسط کلیه ها

کلیه ها با دفع یون H⁺ و بازجذب pH, HCO₃^- خون را تنظیم می کنند. هم چنین کلیه ها مسئول دفع K⁺ اضافی بدن و بازجذب یون های Na⁺ می باشند.

 دفع یون H⁺

CO₂ از طریق جریان خون، وارد کلیه ها گشته، در توبول های کلیوی، آنزیم انیدرازکربونیک، واکنش تشکیل اسید کربونیک را کاتالیز می کند. یون H⁺ ایجاد شده توسط کربونیک به صورت NH₄⁺ یا NaH₂PO₄ از زریق ادرار دفع می گردد.

آمونیاک حاصل از کاتابولیسم سلولی سمی بوده، به صورت گلوتامین به کلیه ها، حمل
می گردد و آن جا در حضور آب و آنزیم گلوتامیناز تبدیل به اسید گلوتامیک و آمونیاتک
می شود. چون محیط کلیه ها مقداری اسیدی است، لذا آمونیاک به صورت (NH₄⁺) دفع
می گردد.

۲- تشکیل یون دی هیدروژن فسفات

H⁺ در کلیه ها می تواند جانشین یون Na⁺ در ترکیب مونوهیدروژن فسفات دی سدیم گردد.

این عمل، منجر به یون H⁺ به صورت دی هیدروژن فسفات سدیم از طریق ادرار و بازجذب یون Na⁺ توسط کلیه ها می شود (بنابراین ادرار بیشتر حاوی فرم مونوبازیک فسفات است).

 اختلالات ناشی از عدم تعادل اسید و باز در بدن

ریه ها و کلیه ها نقش مهمی در تعادل اسید و باز بدن دارند. در اختلالات تنفسی، دفع CO₂توسط ریه ها مختل می شود و در اختلالات متابولیک غلظت HCO₃^- خون تغییر می کند. نسبت غلظت این دو ترکیب در خون به طور طبیعی  می باشد.

در اسیدوز pH خون کاهش می یابد                

در آلکالوز pH خون افزایش می یابد     

در اختلالات غیرجبرانی pH خون تغییر می کند؛ ولی در موارد جبرانی، pH خون تغییر
نمی کند و اختلالات ایجاد شده، جبران می گردد. در موارد حاد و شدید، اختلالات به صورت غیرجبرانی و در موارد مزمن، اختلالات به صورت جبرانی می باشد.

 اسیدوز تنفسی

به علت کاهش دفع ریوی CO₂، غلظت آن در خون افزایش می یابد.

• در تهویه کم و ناقص، بیماری ذات الریه، مسمومیت با مرفین و احتقان ریه ها دیده
  می شود.

اسیدوز تنفسی جبران نشده

برای جبران بازجذب HCO₃^- توسط کلیه ها افزایش یافته تا نسبت  برقرار شود.

 آلکالوز تنفسی

به علت افزایش دفع ریوی CO₂ غلظت آن در خون کاهش می یابد.

• در تهویه زیاد، در هیجانات عصبی، ورزش های سنگین و مسمومیت با سالیسیلات دیده می شود.

 pH خون      غلظت CO₂ خون  دفع CO₂

 آلکالوز تنفسی جبران نشده

برای جبران، بازجذب HCO₃^- توسط کلیه ها کاهش می یابد تا نسبت برقرار شود (در اسیدوز متابولیک جبران شده غلظت CO₂ و HCO₃^- خون کمتر از حد طبیعی
می باشد).

• در مسمومیت با «مونوکسیدکربن» به علت تشکیل کمپلکس پایدار HbCO، ظرفیت حمل اکسیژن توسط هموگلوبین کاهش می یابد، در نتیجه گلیکولیط سلولی به سمت تشکیل اسید لاکتیک کشیده می شود و اسیدوز متابولیک ایجاد می گردد.

آلکالوز متابولیک: غلظت HCO₃^- خون بالاتر از حد طبیعی می باشد.

• در استفراغ، مصرف داروها و غذاهای قلیایی مانند بیکربنات دیده می شود.

 pH خون      غلظت CO₂ خون  دفع CO₂

برای جبران، دفع ریوی CO₂ کاهش یافته تا نسبت  برقرار شود (در آلکالوز متابولیک جبران شده، غلظت CO₂ و HCO₃^- خون بیشتر از حد طبیعی است.

مسمومیت با سالیسیلات

در اثر مسمومیت با سالیسیلات در مراحل اولیه، دفع ریوی CO₂ افزایش یافته، آلکالوز تنفسی ایجاد می شود؛ برای جبران، بازجذب HCO₃^- کلیوی کاهش می یابد. در اثر کاهش بیش از HCO₃^- اسیدوز متابولیک ایجاد می گردد.

نفرون به واحدهای کارکردی کلیه گفته می‌شود. نفرون لوله پیچیده‌ای است که از یک لایه بافت پوششی که در یک پایانه بسته‌است و در پایانه دیگر به درون لگنچه باز می‌شود، ساخته شده‌است. تعداد نفرون‌ها در انسان پس از تولد افزایش نمی‌یابد اما درازای نفرون در دوره رشد بیشتر می‌شود. هر نفرون از کپسول بومن، لوله پیچیده نزدیک، لوله هنله، لوله پیچیده دور و مجرای جمع کننده ساخته شده‌است.
 
 رونگاره و شمای کلیه.
 ۱. بافت‌های مخروطی کلیوی
 ۲. سرخرگ‌های میان بافتی
 ۳. سرخرگ کلیوی
 ۴. سیاه‌رگ کلیوی
 ۵. ناف کلیه
 ۶. لگنچه کلیوی
 ۷. میزنای
 ۸. فرورفتگی فرعی
 ۹. کپسول کلیوی
 ۱۰. بخش پایینی کپسول کلیوی
 ۱۱. بخش بالایی کپسول کلیوی
 ۱۲. سیاه‌رگ میان بافتی
 ۱۳. نفرون
 ۱۴. فرورفتگی فرعی
 ۱۵. فرورفتگی اصلی
 ۱۶. برآمدگی کلیوی
 ۱۷. ستون برتین یا ستون کلیوی

در هر دقیقه ۵۰۰ سی سی پلاسما وارد نفرون شده و تنها ۱۰۰ سی سی از آن پالایش می‌گردد. با نگرش به این که در همین مدت تنها کمتر از ۱ سی سی ادرار پایه ریزی می‌گردد، بنابراین بیشتر از ۹۹٪ از آبی که وارد کپسول بومن شده‌است، در عمل باز جذب به خون بازگشت داده می‌شود. مهمترین عمل کلیه‌ها در انسان و پستانداران دفع مواد نیتروژن دار مانند اوره‌است. نفرون‌ها می‌توانند اوره را تا صد برابر در ادرار افزایش دهند. ولی اگر میزان آن در ادرار به ۵ درصد برسد فرآوری مسمومیت می‌کند.
چگونگی پایه ریزی ادرار در نفرون [ویرایش]

تراوش گلومرولی: بخشی از پلاسما که از گلومرول می‌گذرد، از غشای کپسول بومن پالایش می‌شود. در پالایه گلومرولی، سلول خونی، درشت مولکول‌ها و پروتئین وجود ندارند. همچنین در این مرحله هیچ گونه گزینشی در اندرشدن مواد به درون کپسول بومن انجام نمی‌شود. بلکه تراوش تابع فشار هیدروستاتیک و درشتی یا ریزی مولکول‌ها می‌باشد.

باز جذب: در این مرحله که در محل شبکه دوم مویرگی صورت می‌گیرد، مواد مورد نیاز بدن همانند آب، گلوکز و اسید آمینه دوباره به خون برگشت داده می‌شوند. این عمل را باز جذب می‌نامند.

تراوش: افزون بر جذب دوباره، لوله‌های نفرونی می‌توانند تراوش نیز انجام دهند. در این کار برخی از مواد بدست سلول‌های پوسته لوله‌های نفرون تراوش می‌گردد. کراتینین، پتاسیم و هیدروژن از این مواد هستند. کراتینین یک ماده نیتروژن دار است و از تجزیه کراتین موجود در سلولهای مغزی و عضلانی بوجود می‌آید.

تراوش کراتی نین به ویژه از دید بررسی کار کلیه‌ها اهمیت دارد. هیدروژنی که به چرایی فرآوری اسید در اعمال متابولیسمی ایجاد می‌شود، اگر در مایعات بدن انباشته شود فرآوری اسیدوز می‌نماید. پتاسیم گرچه از لوله‌های ابتدایی نفرون جذب دوباره می‌گردد، در لوله‌های انتهایی به ادرار تراوش می‌شود و از بالا رفتن غلظت آن در مایعات بیرون سلولی که خطرناک است جلوگیری می‌نماید.
بن‌مایه‌ها [ویرایش]
محسن خلیلی. فیزیولوژی کلیه. چاپ تهران. دیباج، ۱۳۸۹. شابک ‎۹۷۸-۶۰۰-۵۲۸۷-۴۴-۸.

  

كليه ها اعضائي هستند كه هر كدام از آنها حدود 150 گرم وزن دارند و در طرفين ستون مهره هاي پشتي قرار گرفته اند. كليه ها را مي توان از اعضاء مهم و اصلي بدن دانست زيرا چندين كار فيزيولوژي با ارزش را انجام مي دهند كه به قرار زير مي باشد:

1) روزانه دو هزار ليتر خون از سيستم فيلتراسيون كليه ها عبور مي نمايد كه از اين مقدار در 24 ساعت، 180 ليتر فيلتره مي شود.‌

قلب اساساً یک پُمپ عضلانی تو خالی است که بدون توقف، خون را به سراسر بدن پُمپ می ‌کند. اگر چه قلب چندان بزرگ تر از مُشت دست نیست، ولی در طول مدت عمر در حدود 300 میلیون لیتر خون را پمپ می ‌کند.

(با کلیک کردن بر روی تصاویر می توانید آنها را بزرگ تر و واضح تر مشاهده کنید)

در داخل قلب، چهار بخش یا محفظه ی جداگانه وجود دارد. سمت راست قلب که از دهلیز راست و بطن راست تشکیل می ‌شود، خون کم اکسیژن را دریافت می ‌کند. در سمت چپ قلب، دهلیز چپ و بطن چپ خون تازه و پُر اکسیژن را دریافت می ‌کند.

قلب بین دو ریه، بر روی دیافراگم (ورقه ی عضلانی گنبدی شکلی که سینه و شکم را از هم جدا می ‌کند) قرار دارد.

حدود دو سوم قلب در سمت چپ بدن قرار دارد. ماهیچه ی قدرتمند قلب به طور مداوم منقبض می ‌شود و خون را از قلب به دیگر قسمت‌های بدن می ‌راند. این نوع خاص ماهیچه هیچ ‌گاه خسته نمی ‌شود و فقط در قلب وجود دارد.

تپش قلب و سرعت آن:

قلب در تمام مدت عمر با سرعت بیش از یک بار در ثانیه می ‌تپد. خون از رگ‌ های خونی که «سیاهرگ» نامیده می ‌شوند به درون قلب می ‌ریزد. ماهیچه ی‌ قلبی خون را به سختی فشرده و خون تحت فشار به درون رگ ‌های دیگری که به «سرخرگ» موسومند رانده می ‌شود. همان گونه که ذکر گردید قلب از نوع خاصی ماهیچه ساخته شده است که هیچگاه خسته نمی ‌شود.این ماهیچه 80-60 بار در دقیقه فشرده و رها می ‌شود. وقتی که ورزش می‌ کنیم، این تعداد می‌ تواند تا 100 بار در دقیقه افزایش یابد.

رگ‌های خونی:

خون وقتی که از قلب خارج می ‌شود، به همه جا نمی‌ ریزد. بلکه به آرامی وارد لوله‌هایی به نام رگ ‌های خونی می ‌شود. نخست خون به داخل لوله‌هایی به نام سرخرگ‌ ها جریان می ‌یابد. سرخرگ‌ هایی که قلب را ترک می ‌کنند، لوله‌های ضخیمی هستند. بزرگ ترین آن ها "آئورت" نام دارد که قطر آن 5/2 سانتی‌متر است. سرخر‌گ‌ ها بلافاصله به لوله‌های کوچک تر زیادی تقسیم و شاخه شاخه می ‌شوند.

این رگ ‌های خونی، خون را به همه ی قسمت‌های بدن حمل می‌ کنند. هر چه از قلب دورتر می‌ شوند، رگ‌ های خونی بیشتری و با اندازه‌های کوچک تری وجود دارد.

باریک ترین رگ‌ های خونی، «مویر‌گ‌» نام دارند که برای دیدن آن ها نیاز به میکروسکوپ است. مویرگ‌ها به یکدیگر ملحق می ‌شوند و رگ‌ های بزرگ تری را بوجود می‌ آورند. این رگ‌ ها، خون را به سمت قلب بر می ‌گردانند. این رگ ‌ها سیاهرگ نامیده می ‌شوند که هر چه به سمت قلب نزدیک ‌تر می ‌شوند، تعدادشان کمتر و اندازه‌شان بزرگ تر می ‌شود. بزرگ ترین سیاهرگ‌ ها، خون را به داخل قلب تخلیه می‌ کنند.

در واقع رگ ‌ها، خون بدن را در یک چرخه حمل می‌ کنند. سرخر‌گ ‌ها خون را از قلب دور می ‌کنند، مویرگ‌ ها به قسمت‌های مختلف بدن خون رسانی می‌ کنند، سیاهرگ ‌ها خون را به قلب برمی‌ گردانند. قلب و رگ‌ های خونی را سیستم گردش خون می‌ نامند که موجب گردش خون در تمام بدن می ‌شوند. در واقع قلب بهترین پمپی است که در این امر دخالت دارد.