خلاصه درس فصل ۵ زیست دهم؛ درسنامه و نکات مهم

یاخته‌های بدن، حتی وقتی روی خشکی زندگی می‌کنیم، با مایعی در اطراف خود در تماس‌اند. اگر این مایع بیش از اندازه رقیق یا غلیظ شود، جابه‌جایی آب می‌تواند باعث ورود زیاد آب به یاخته یا خروج آب از آن شود. پس بدن باید شرایط درونی را در یک محدودهٔ مناسب نگه دارد؛ این همان هم‌ایستایی است، نه ثابت ماندن مطلق همه‌چیز. کلیه‌ها با تنظیم آب، یون‌ها و تعادل اسید و باز و نیز دفع مواد سمی و زائد نیتروژن‌دار کمک می‌کنند. مثلاً کم شدن ادرار پس از تعریق، راهی برای محدود کردن اتلاف بیشتر آب است.

دو کلیه را در دو سوی ستون مهره‌ها و پشت فضای شکمی تصور کن؛ هر کدام شکلی شبیه لوبیا و اندازه‌ای نزدیک به مشت بستهٔ همان فرد دارد. جای کلیهٔ راست، به‌دلیل قرارگیری کبد، کمی پایین‌تر است. دنده‌ها، کپسول پیوندی و چربی اطراف کلیه در حفاظت از آن نقش دارند. چربی فقط ضربه‌گیر نیست؛ به نگه داشتن کلیه در جای خود هم کمک می‌کند. اگر در کاهش وزن سریع و شدید، این چربی بیش از حد تحلیل برود، ممکن است کلیه پایین بیفتد و میزنای تا بخورد؛ در نتیجه، خروج مناسب ادرار مختل می‌شود.

حالا فرض کن کلیه را از طول باز کرده‌ای. از بیرون به درون، قشر، بخش مرکزی و لگنچه را می‌بینی. کپسول کلیه پوشش بیرونی است و نباید آن را با بخش قشری اشتباه بگیری. در بخش مرکزی، هرم‌هایی دیده می‌شوند که قاعده‌شان رو به قشر و نوکشان رو به لگنچه است. یک هرم همراه با ناحیهٔ قشری مربوط به آن، یک لَپ را تشکیل می‌دهد؛ پس هرم به‌تنهایی لَپ نیست. لگنچه را مانند قیف در نظر بگیر: ادرار وارد آن می‌شود و سپس از راه میزنای کلیه را ترک می‌کند.

هر کلیه حدود یک میلیون گردیزه یا نفرون دارد؛ این‌ها واحدهای ساختاری و کارکردی کلیه‌اند و تشکیل ادرار در آن‌ها انجام می‌شود. برای شناخت یک گردیزه، مسیرش را دنبال کن: ابتدا کپسول بومن است، بعد لولهٔ پیچ‌خوردهٔ نزدیک، سپس قوس هنله با شکل خمیدهٔ خود، و در پایان لولهٔ پیچ‌خوردهٔ دور. لولهٔ دور به مجرای جمع‌کننده وصل می‌شود. نام‌های نزدیک و دور را نسبت به ابتدای گردیزه به خاطر بسپار. همچنین مجرای جمع‌کننده را با بخش پایانی خودِ گردیزه یکی ندان؛ گردیزه به این مجرا متصل می‌شود.

مواد سازندهٔ ادرار از خون می‌آیند؛ بنابراین کنار گردیزه‌ها شبکه‌های مویرگی وجود دارد. شاخه‌های سرخرگ کلیه از میان هرم‌ها می‌گذرند و در قشر تقسیم می‌شوند. در انتهای این شاخه‌ها، سرخرگ آوران خون را به کلافک درون کپسول بومن می‌رساند. خون با سرخرگ وابران از کلافک بیرون می‌رود؛ یعنی رگ خروجی این شبکه هم سرخرگ است! وابران سپس شبکهٔ مویرگی دورِ لوله‌ای را در اطراف لوله‌های گردیزه می‌سازد. از پیوستن این مویرگ‌ها سیاهرگ‌های کوچک شکل می‌گیرند که سرانجام به سیاهرگ کلیه می‌رسند. پس مسیر خون را با مسیر درون لولهٔ گردیزه اشتباه نگیر.

ادرار در کلیه ساخته می‌شود، اما برای خروج از بدن باید مسیری را طی کند. نخست از میزنای به مثانه می‌رسد. میزنای را فقط یک لولۀ بی‌حرکت تصور نکن؛ ماهیچۀ صاف دیوارۀ آن با انقباض‌های خود، حرکت کرمی ایجاد می‌کند و ادرار را پیش می‌راند. شبیه وقتی که با فشردن بخش‌های پیاپی یک لولۀ نرم، مایع درون آن را جلو می‌بری.

حالا ادرار وارد مثانه شده است؛ چرا به عقب برنمی‌گردد؟ مخاط مثانه روی دهانۀ میزنای چین‌خوردگی دارد که مانند دریچه عمل می‌کند. پس پیش‌راندن ادرار کار حرکت کرمی میزنای است و جلوگیری از برگشت آن کار این دریچه؛ این دو نقش را جدا از هم به خاطر بسپار.

مثانه محل ساخت ادرار نیست؛ محل نگهداری موقت آن است. این کیسۀ ماهیچه‌ای، ادراری را که از میزنای می‌رسد جمع می‌کند. به همین دلیل لازم نیست هر بار که مقداری ادرار از کلیه می‌رسد، بلافاصله دفع انجام شود.

با جمع‌شدن ادرار، حجم محتویات مثانه بیشتر و دیوارۀ آن کشیده می‌شود. وقتی حجم از حد مشخصی بگذرد، همین کشیدگی دیواره سازوکار تخلیه را فعال می‌کند. ترتیب علت و معلول مهم است: نخست ادرار جمع می‌شود، سپس دیواره کشیده می‌شود و در پی آن سازوکار تخلیه فعال می‌شود. بنابراین، مثانه هم نقش ذخیره دارد و هم تغییر وضعیت دیوارۀ آن در آغاز فرایند تخلیه اهمیت دارد.

مسیر خروج ادرار از مثانه، میزراه است؛ آن را با میزنای، یعنی مسیر ورود ادرار به مثانه، اشتباه نگیر. در محل اتصال مثانه به میزراه، بندارۀ داخلی قرار دارد و پس از آن بندارۀ خارجی دیده می‌شود. بنداره ساختاری ماهیچه‌ای است که باز و بسته‌شدن مسیر را کنترل می‌کند.

این دو بنداره از نظر نوع ماهیچه و کنترل تفاوت دارند: داخلی، صاف و غیرارادی است؛ خارجی، مخطط و ارادی است. پس کنترل ارادی را به همۀ اجزای تخلیه نسبت نده. توانایی نگه‌داشتن ادرار با کنترل ارادی بندارۀ خارجی ارتباط دارد. در نوزادان و کودکانی که ارتباط مغز و نخاعشان هنوز کامل نشده، تخلیۀ مثانه غیرارادی است؛ وجود بنداره‌ها به‌تنهایی برای کنترل ارادی کافی نیست.

برای زنده ماندن، فقط خارج کردن مواد زائد کافی نیست؛ مقدار آب و مواد محلول بدن هم باید مناسب بماند. به این کار تنظیم اسمزی می‌گوییم. در بسیاری از تک‌یاخته‌ای‌ها، انتشار به تنظیم اسمزی کمک می‌کند. در پارامسی، آب بر اثر اسمز وارد یاخته می‌شود و واکوئول انقباضی آن را همراه مواد دفعی بیرون می‌فرستد؛ چیزی شبیه پمپی که آب اضافی یک مخزن را تخلیه می‌کند.

در بیشتر بی‌مهرگان، ساختار مشخصی برای دفع وجود دارد. نفریدی لوله‌ای با منفذ رو به بیرون است و می‌تواند در دفع، تنظیم اسمزی یا هر دو نقش داشته باشد. در سخت‌پوستان نیز مواد دفعی نیتروژن‌دار با انتشار ساده از آبشش خارج می‌شوند. پس آبشش فقط محل تبادل گازها نیست.

در حشرات، لوله‌های مالپیگی به روده متصل‌اند. برای دنبال کردن مسیر دفع، از اوریک اسید شروع کن: این مادۀ دفعی همراه آب وارد لوله‌های مالپیگی می‌شود؛ سپس محتویات لوله‌ها به روده می‌ریزد. هنگام عبور محتویات از روده، آب و یون‌ها بازجذب می‌شوند، اما اوریک اسید همراه مواد دفعی دستگاه گوارش از بدن بیرون می‌رود.

این مسیر شبیه دور ریختن مخلوطی است که پیش از خروج، بخش‌های قابل استفادۀ آن را پس می‌گیریم. نکتۀ مهم این است که ورود آب به مسیر دفع، به معنای خارج شدن همۀ آن از بدن نیست. دفع مادۀ زائد و بازجذب آب می‌توانند در یک مسیر با هم انجام شوند.

همۀ مهره‌داران کلیه دارند، اما مسئلۀ آب و نمک برای همۀ آن‌ها یکسان نیست. در ماهی آب شیرین، فشار اسمزی مایعات بدن بیشتر از محیط است؛ بنابراین آب می‌تواند وارد بدن شود. این ماهی معمولاً آب زیادی نمی‌نوشد و با ادرار فراوان و رقیق، آب اضافی را دفع می‌کند. باز و بسته شدن دهانش برای عبور آب از آبشش و تبادل گازهاست، نه نشانۀ نوشیدن زیاد.

در ماهی آب شور، طبق مقایسۀ کتاب، آب تمایل به خروج از بدن دارد؛ بنابراین ماهی آب زیادی می‌نوشد. برخی یون‌ها با ادرار غلیظ و برخی از راه یاخته‌های آبشش دفع می‌شوند. کوسه‌ها و سفره‌ماهی‌های آب شور نیز علاوه بر کلیه، غدد راست‌روده‌ای دارند که محلول بسیار غلیظ سدیم کلرید را به روده ترشح می‌کنند.

در دوزیستان، مثانه فقط محل جمع شدن ادرار نیست؛ ذخیرۀ آب و یون‌ها هم هست. وقتی محیط خشک می‌شود، دفع ادرار کاهش می‌یابد و مثانه برای نگهداری آب بیشتر، بزرگ‌تر می‌شود. سپس بازجذب آب از مثانه به خون افزایش می‌یابد. پس در این شرایط، مثانه مانند ذخیره‌ای عمل می‌کند که بدن می‌تواند دوباره از آب آن استفاده کند.

در خزندگان و پرندگان، کلیه توان زیادی برای بازجذب آب دارد. بعضی از انواع دریایی و بیابانی آن‌ها نیز غدد نمکی نزدیک چشم یا زبان دارند. این غدد، نمک اضافی حاصل از آب دریا یا غذای نمک‌دار را به شکل قطره‌های غلیظ دفع می‌کنند. دقت کن: این ویژگی مربوط به برخی خزندگان و پرندگان است، نه همۀ آن‌ها.

در بخش «بیشتر بدانید»، زاویۀ نگاه عوض می‌شود: چیزی که برای بدن مادۀ دفعی است، می‌تواند در طبیعت یا فناوری کاربرد داشته باشد. ادرار جانوران بخشی از نیتروژن مورد نیاز گیاهان را تأمین می‌کند. باکتری‌هایی در خاک، اورۀ آن را به آمونیاک تبدیل می‌کنند که می‌تواند جذب گیاه شود. همچنین آب موجود در ادرار را می‌توان بازیافت کرد.

در پیل سوختی میکروبی، باکتری‌های بخش آند از ادرار تغذیه می‌کنند. الکترون‌های حاصل به سوی کاتد جریان می‌یابند و این جریان برای تولید الکتریسیته به کار می‌رود؛ در بخش کاتد نیز آب تولید می‌شود. این فناوری در زمان توصیف‌شده در کتاب، هنوز کاربرد محدود دارد. پس شناخت مواد دفعی فقط برای بررسی سلامت نیست و می‌تواند به بازیابی منابع هم کمک کند.