لقد اكتشف العلماء أن الخلايا المستخدمة في بناء جدار كل جزء من أجزاء الأنبوب الثلات التي شرحناها آنفا عبارة عن خلايا متخصصة يمكنها التحكم بنوع المكونات التي تمر من بينها ولكل جزء من الأنبوب خلاياه الخاصة. وتتم عملية خروج المكونات المفيدة من الأنبوب بأحد طرق ثلاث وهي النقل السلبي (passive transport) أو الأسموزي (osmosis) حيث تنتقل المواد من الوسط الأعلى تركيزا إلى الأقل تركيزا. أما الثانية فهي النقل الفعال (active transport) وهي نفس الطريقة المستخدمة في غشاء الخلايا الحية حيث يمكن للمواد أن تنتشر من التركيز الأقل إلى الأعلى مع بذل قدر من الطاقة للقيام بذلك. أما الطريقة الثالثة فتعتمد على التحكم بسعة فتحات مسامات الأنبوب باستخدام بعض أنواع الهرمونات. ويلعب التصميم البديع لعروة هنلي دورا مهما في قيام النيفرون بوظائفه فالفرع النازل من العروة يسمح بخروج الماء منه ولا يسمح بمرور الملح بينما يعمل الفرع الصاعد عكس ذلك. وبسبب الاختلاف في تصميم الفرعين فإنه يؤدي إلى تكون تدرج (gradient) في تركيز الأملاح حولها بحيث يكون تركيز الملح فيه عاليا في الأسفل وهي منطقة نخاع الكلية وخفيفا في الأعلى في منطقة القشرة مما يساعد على إعادة امتصاص الماء من الأنبوبة المجمعة. ويتم إعادة امنصاص نسبة كبيرة قد تصل إلى 75 يالمائة من مكونات الدم المفيدة كالماء والأملاح والأحماض الأمينية والسكر والفيتامينات في الأنبوبة الملتوية الدانية. وبمجرد خروج هذا المواد خارج الأنبوبة فإن الشعيرات الدموية الملتفة حول الأنبوبة تقوم بامتصاصها وإعادتها إلى الدم. أما الجزء النازل من عروة هنلي فيسمح بمرور الماء إلى خارجه بفعل النقل الأسموزي ولكن لا يسمح بخروج الأملاح وبالتالي فإن الراشح يفقد الماء عبر جدار الأنبوب إلى خارجها مما يؤدي إلى زيادة تركيز المواد المذابة فيه كلما نزل إلى الأسفل أما الجزء الصاعد من العروة فيسمح بخروج الأملاح من الأنبوب من خلال الانتشار أو النقل الفعال. أما الأنبوبة الملتوية البعيدة فتعمل على امتصاص الماء والأملاح بطريقة محكومة بحيث تحافظ على توازن كمياتها في الدم كما سنبين ذلك لاحقا وتعمل كذلك على إدخال بعض المكونات من الدم كالبوتاسيوم وشوارد الهيدروجين إلى داخل الأنبوبة لأغراض ضبط تركيب الدم أو تخليص الدم من بعض المواد الضارة كالأمونيا ومخلفات العقاقير والسموم من خلال النقل النشط. وعندما يصل الراشح إلى الجزء العلوي من الأنبوبة الجامعة يكون قد أعاد معظم المواد المفيدة كالماء والأملاح وغيرها إلى الدم ويعتبر الراشح في هذه الحالة أقرب ما يكون إلى البول. وخلال مرور الراشح في الأنبوبة الجامعة فإنه بالإمكان إعادة كمية من الماء إلى الدم تحت تأثير الهرمون المضاد للتبول (Antidiuretic hormone) مما يرفع من تركيز الراشح ويتحول إلى بول صرف أما في غياب هذا الهرمون فإن الماء الموجود في الراشح لن يخرج من الأنبوبة ويصبح البول خفيف التركيز. ويتم الحفاظ على حجم ثابت للدم في جسم الإنسان من خلال التحكم بنفاذية الخلايا الموجودة في جدار الأنبوبة المجمعة للبول باستخدام الهرمون المضاد للادرار (anti-diuretic hormone) والذي تفرزه الغدة النخامية (pituitary gland). وتستخدم التغذية الراجعة السالبة (negative feedback) للتحكم بحجم الدم حيث تقوم النهايات العصبية لما يسمى منظمات الحلولية (osmoregulators) الموجودة في منطقة تحت المهاد (hypothalamus) في الدماغ بقياس تركيز الملح في الدم فإذا كان عاليا تعطى الأوامر للغدة بإفراز هذا الهرمون في الدم وعند وصوله إلى الكلية فإنه يقوم بزيادة نفاذية جدار الأنبوبة الجامعة فيتم امتصاص جزء من الماء الموجود في البول ويعيده إلى الدم. إما إذا كان تركيز الملح منخفضا فهذا يعني زيادة كمية الماء في الدم ولذا فإن الأوامر تصدر من الدماغ لوقف إفراز الهرمون فتقل نفاذية جدار الأنبوبة ويخرج الماء الزائد مع البول. أما تركيز الملح في الدم فيتم التحكم به من قبل هرمون الألدستيرون (Aldesterone) الذي تفرزه الغدة الكظرية والذي يعمل على امتصاص الملح من الأنبوبة الملتوية القاصية وإعادته إلى الدم ليرفع مستوى الملح في الدم. ويتم التحكم بمستوى الكالسيوم في الدم من خلال إفراز الهرمون الجاردرقي (Parathyroid hormone) من الغدد الجاردرقية (Parathyroid glands) حيث يوجد مستفبلات حساسة لانخفاض الكالسيوم (Calcium-sensing receptors) في نفس الغدة. ويعمل الهرمون الجاردرقي عند وصوله للكلية على زيادة امتصاص الكالسيوم من البول وإعادته إلى الدم بينما يقوم هرمون الكالسوتينين (Calcitonin harmone ) الذي تفرزه الغدة الدرقية (Thyroid glands) بتخفيض مستوى الكالسيوم في الدم عند ارتفاعه من خلال وقف امتصاصه من البول. ومن الوظائف البالغة الأهمية للكلى هي ضبط الأس الهيدروجيني (potential for Hydrogen (pH)) للدم على قيمة ثابتة. والأس الهيدروجيني هو مقياس لدرجة الحموضة أو القلوية (Acid-Base Balance) في أي محلول وله تدريج يمتد من الرقم 0 ويمثل أشد درجات الحموضة إلى الرقم 14 ويمثل أشد درجات القلوية (القاعدية) بينما يمثل الرقم 7 حالة التعادل كما في الماء النقي. وتبلغ قيمة الأس الهيدروجيني للدم وكذلك للسوائل في داخل الخلايا وخارجها 7.4 أي أنها قلوية بعض الشيء وفي مثل هذا الوسط تقوم الخلايا بمختلف عملياتها الحيوية على أكمل وجه. أما إذا زاد أو نقص الأس الهيدروجيني عن هذا الرقم السحري فإن عمل الخلايا يبدأ بالاختلال تدريجيا وإذا ما تجاوزت قيمته 7.8 أو قلت عن 6.8 فإن الخلايا تتوقف عن العمل وبالتالي موت الإنسان. ويتم ضبط الأس الهيدروجيني عند القيمة 7.4 بشكل بالغ الدقة وبتفاوت لا يتجاوز 0.05 درجة رغم دخول كميات كبيرة من المكونات الحامضية والقاعدية إلى الدم من خلال هضم الطعام أو من خلال العمليات الحيوية التي تقوم بها خلايا الجسم. وتتم عملية الضبط باستخدام آليات مختلفة أولها وجود المواد المنظمة (Buffers) في الدم وهذه المواد تعالج التغير المفاجئ في قيمة الأس فتمتص شوارد الهيدروجين (+H) إذا زادت الحموضة أو تطلقه إذا زادت القلوية ومن أهم المواد المنظمة ثاني أكسيد الكربون والبايكربونات. أما على المدى الطويل فإن الكلى والرئتان تتعاونان على تثبيت الأس الهيدروجيني عند القيمة المطلوبة وذلك من خلال قيام الرئتان بتخليص الدم من ثاني أكسيد الكربون عند زيادة حموضة الدم ومن خلال قيام الكلى بسحب شوارد الهيدروجين (+H) من الدم عند زيادة حموضة الدم أوسحب البايكربونات (HCO3) من الدم عند زيادة قلوية الدم. ومن الوظائف المهمة للكلى هوالتحكم بضغط الدم باستخدام هرمون الأدرينالين (Adrenaline) وكذلك هرمون النورأدرينالين (NorAdrenaline) الذي تفرزهما الغدة الكظرية (adrenal gland) التي تقع فوق الفطب العلوي للكلية. فعند انخفاض ضغط الدم يعمل هذا الهرمون على انقباض الشرايين الطرفية وزيادة ضخ الدم من القلب أما عند ارتفاع ضغط الدم فيعمل هرمون () على انبساط الشرايين الطرفية وتقليل ضخ الدم من القلب. يتكون الجهاز البولي من أربع مكونات رئيسية وهي الكليتان (kidneys) والحالبان (ureters) والمثانة (bladder) والاحليل (urethra). فالكليتان تقعان في الجزء الخلفي من البطن على جانبي العمود الفقري على مستوى الفقرات القطنية العليا والكلية اليسرى تقع في مستوى أعلى قليلا (بمقدار سنتيمتر ونصف) عن الكلية اليمنى بسبب وجود الكبد في الناحية اليمنى من البطن. والكلية حمراء اللون تشبه حبة الفاصوليا في شكلها وهي بحجم قبضة اليد حيث يبلغ متوسط طولها بين قطبيها 12 سنتيمتر أما عرضها فيبلغ نصف طولها أي 6 سنتيمتر وأما سمكها فيبلغ نصف عرضها أي 3 سنتيمتر وذلك في المتوسط. ويتراوح وزن الكلية عند الذكر بين 125 غرام و 175 غرام بمتوسط يبلغ 150 غرام وعند الأنثى بين 115 غرام و 155 غرام بمتوسط يبلغ 135 غرام. ويغلف الكلية غطاء من الشحم يعمل على تثبيتها وحمايتها من الصدمات وكذلك من البرد الذي قد يؤثر على كفاءة العمليات الحيوية التي تقوم بها, وتتكون الكلية من عدة طبقات وهي من الخارج المحفظة وهي طبقة رقيقة زلقة تغلف كامل الكلية. ثم تليها القشرة الكلوية (cortex) والتي تحتوي على الجزء العلوي والأكبر من أجسام النيفرونات وكذلك الشعيرات الدموية التي تغذيها وتلك التي تخرج منها. ثم يليها لب أو نخاع الكلية (Medulla) ويحتوي على أهرام الكلية (Pyramids) والتي تتجه رؤوسها إلى حوض الكلية وتتكون هذه الأهرام من الجزء السفلي من أجسام النيفرونات وهي عروة هنلي والأنابيب المجمعة ويمر من بين الأهرامات الشعيرات الدموية التي تتفرع من الشريان الكلوي والوريد الكلوي. وتحتوي المناطق المحيطة بالأهرامات في طبقة النخاع عضلات ملساء تعمل على عصر الأهرامات لتخرج البول من الأنابيب المجمعة إلى حوض الكلية. أما الطبقة الداخلية للكلية فهي حوض الكلية (pelvis) وهي عبارة عن تجاويف متعددة تبدأ صغيرة عند رؤوس الاهرامات تسمى الكؤوس الصغيرة (Minor Calices) ثم تلتقي هذه مع بعضها لتكون تجاويف أكبر تسمى الكؤوس الكبيرة (Major Calices) ثم تلتقي هذه لتكون حوض الكلوية. ويدخل الدم إلى الكلية عند سرتها (sinus) من خلال الشريان الكلوي (Renal Artery) الذي يتفرع من الشريان الأبهر البطني (Abdominal Aorat) ثم يعود الدم المنقى من خلال الوريد الكلوي (Renal Vein) والذي يصب في الوريد الأجوف السفلي (inferior vena cava). وتحتوي الكلية على ما يقرب من مليون نيفرون وهو وحدة الترشيح الأساسية وقد شرحنا تركيبه وآليات عمله آنفا وهي موزعة على أهرامات الكلية التي يقدر عددها باثني عشر هرما. وبما أن كل نيفرون يدخله شرين دموي واحد وهو الشرين الوارد فإن الشريان الكلوي يجب أن يتفرع إلى مليون شرين لتغذية المليون نيفرون. وكذلك هو الحال مع الوريد الكلوي الذي يجب أن يتفرع إلى مليون وريد شعري حيث أن الشرين الصادر من حويصلة مالبيجي بعد أن يتفرع إلى شبكة من الشعيرات الدموية التي تلتف حول أنبوب النيفرون تبدأ بالاتحاد لتكون وريد شعري يخرج من كل نيفرون. إن الإنسان ليصيبه الذهول بل إن رأسه ليتصدع وهو يفكر في طريقة تمديد هذه الملايين من الأوردة والشرايين بحيث يصل كل منها إلى النيفرون الخاص به وذلك في داخل هذه الكلية التي يتجاوز حجمها قبضة اليد. وإني أشهد وكذلك يشهد كل من أنار الله عز وجل بصيرته أن هذا التمديد لا يمكن أن يقوم بها البشر ولو اجتمعوا له بل لا يقوم به إلا خالق لا حدود لعلمه وقدرته سبحانه وتعالى. وتستلم الكليتان ما نسبته عشرين بالمائة من الدم الذي يضخه القلب وذلك لتنقيته من الفضلات الضارة وتعالج الكليتين في اليوم الواحد ما يقرب من 180 لتر من الدم وتخرج ما معدله لتر ونصف لتر من البول في اليوم. يتبع