S1-L1, Renal Physiology -ar.pdf

Abdulhassan Alniazy K2,13,18,19 S11,12,15 AB9 L1 OBJECTIVE : 1-FUNCTION OF THE KIDNEY. 2-Endocrine function of kidney. Physiological anatomy of urinary system. The urinary system consists of two kidneys, two ureters, the bladder and a single urethra. The paired kidneys are bean-s...

Abdulhassan Alniazy K2,13,18,19 S11,12,15 AB9 L1 OBJECTIVE : 1-FUNCTION OF THE KIDNEY. 2-Endocrine function of kidney. Physiological anatomy of urinary system. The urinary system consists of two kidneys, two ureters, the bladder and a single urethra. The paired kidneys are bean-shaped retroperitoneal organs, each about 12-cm long and located on the posterior abdominal wall. Each kidney of the adult human weighs about 150 grams and is about the size of a clenched fist. The medial side of each kidney contains an indented region called the hilum through which pass the renal artery and vein, lymphatics, nerve supply, and ureter. Each kidney is surrounded by a tough, fibrous capsule that protects its delicate inner structures. The kidneys extending approximately from the last thoracic vertebrae (T12 ) to third lumbar vertebrae (L3) , receiving some protection from the lower part of the rib cage. The right kidneys is slightly lower than the left one. Abdulhassan Alniazy K2,13,18,19 S11,12,15 AB9 L1 OBJECTIVE : 1- FUNCTION OF THE KIDNEY.. ‫ وظيفة الكلى‬-1 : ‫ الهدف‬K2,13,18,19 S11,12,15 AB9 L1 ‫عبد الحسن النيازي‬ 2-Endocrine function of kidney.. ‫ وظيفة الغدد الصماء للكلى‬-2 Physiological anatomy of urinary system..‫التشريح الفسيولوجي للجهاز البولي‬ The urinary system consists of two kidneys, two ureters, the bladder and a single urethra..‫يتكون الجهاز البولي من كليتين وحالبين ومثانة وإحليل واحد‬ The paired kidneys are bean-shaped retroperitoneal organs, each about 12-cm long and located on the posterior abdominal wall. 12 ‫ يبلغ طول كل منها حوالي‬،‫الكلى المقترنة عبارة عن أعضاء خلف الصفاق على شكل حبة الفول‬.‫سم وتقع على جدار البطن الخلفي‬ Each kidney of the adult human weighs about 150 grams and is about the size of a clenched fist..‫ وهي بحجم قبضة اليد تقريًبا‬،‫ جراًم ا‬150 ‫تزن كل كلية في اإلنسان البالغ حوالي‬ The medial side of each kidney contains an indented region called the hilum through which pass the renal artery and vein, lymphatics, nerve supply, and ureter. ‫يحتوي الجانب األوسط من كل كلية على منطقة مسننة تسمى النقير والتي يمر من خاللها الشريان‬.‫ والحالب‬،‫ وإمدادات األعصاب‬،‫ واألوعية اللمفاوية‬،‫والوريد الكلوي‬ Each kidney is surrounded by a tough, fibrous capsule that protects its delicate inner structures..‫وتحيط بكل كلية كبسولة ليفية صلبة تحمي بنيتها الداخلية الحساسة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬1( ‫صفحة‬ The kidneys extending approximately from the last thoracic vertebrae (T12 ) to third lumbar vertebrae (L3) , receiving some protection from the lower part of the rib cage. ‫ وتتلقى بعض‬،)L3( ‫) إلى الفقرة القطنية الثالثة‬T12( ‫تمتد الكليتان تقريًبا من الفقرة الصدرية األخيرة‬.‫الحماية من الجزء السفلي من القفص الصدري‬ The right kidneys is slightly lower than the left one..‫الكلى اليمنى أقل قليًال من اليسرى‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬1( ‫صفحة‬  Figure1.the urinary system. Supportive tissue of the kidney Three are layers of supportive tissue surround each kidney:  The fibrous capsule, a transparent capsule that prevents infections in surrounding regions from spreading to the kidneys  The perirenal fat capsule, a fatty mass that attaches the kidney to the posterior body wall and cushions it against blows.  The renal fascia, an outer layer of dense fibrous connective tissue that anchors the kidney and the adrenal gland to surrounding structures The fatty encasement of the kidneys is important in holding the kidneys in their normal body position. If the amount of fatty tissue dwindles (as with extreme emaciation or rapid weight loss), one or both kidneys may drop to a lower position, an event called renal ptosis. Renal ptosis may cause a ureter to become kinked, which creates problems because the urine, unable to drain, backs up into the kidney and exerts pressure on its tissue. Backup of urine from ureteral obstruction or other causes is called hydronephrosis. Hydronephrosis can severely damage the kidney, leading to necrosis and renal failure. Figure1.the urinary system..‫ الجهاز البولي‬.1 ‫الشكل‬ Supportive tissue of the kidney Three are layers of supportive tissue surround each kidney: The fibrous capsule, a transparent capsule that prevents infections in surrounding regions from spreading to the kidneys The perirenal fat capsule, a fatty mass that attaches the kidney to the posterior body wall and cushions it against blows. ،‫الكبسولة الليفية‬ :‫األنسجة الداعمة للكلية هناك ثالث طبقات من األنسجة الداعمة تحيط بكل كلية‬ ‫الكبسولة الدهنية المحيطة‬ ‫وهي كبسولة شفافة تمنع انتشار العدوى في المناطق المحيطة إلى الكليتين‬.‫ وهي كتلة دهنية تربط الكلية بالجزء الخلفي جدار الجسم ويحميه من الضربات‬،‫بالكلى‬ The renal fascia, an outer layer of dense fibrous connective tissue that anchors the kidney and the adrenal gland to surrounding structures The fatty encasement of the kidneys is important in holding the kidneys in their normal body position. ‫ وهي طبقة خارجية من النسيج الضام الليفي الكثيف الذي يربط الكلى والغدة الكظرية‬،‫اللفافة الكلوية‬.‫ يعد الغالف الدهني للكلى مهًم ا في تثبيت الكلى في وضعها الطبيعي للجسم‬.‫بالهياكل المحيطة‬ If the amount of fatty tissue dwindles (as with extreme emaciation or rapid weight loss), one or both kidneys may drop to a lower position, an event called renal ptosis. ‫ فقد‬،)‫إذا تضاءلت كمية األنسجة الدهنية (كما هو الحال مع الهزال الشديد أو فقدان الوزن السريع‬.‫ وهو حدث يسمى تدلي الجفون الكلوي‬،‫تنخفض إحدى الكليتين أو كلتيهما إلى موضع أدنى‬ Renal ptosis may cause a ureter to become kinked, which creates problems because the urine, unable to drain, backs up into the kidney and exerts pressure on its tissue. ‫ مما يخلق مشاكل ألن البول غير قادر على‬،‫قد يتسبب تدلي الجفون الكلوي في انثناء الحالب‬.‫ ويعود إلى الكلية ويمارس الضغط على أنسجتها‬،‫التصريف‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬2( ‫صفحة‬ Backup of urine from ureteral obstruction or other causes is called hydronephrosis..‫ويسمى احتياطي البول من انسداد الحالب أو ألسباب أخرى استسقاء الكلية‬ Hydronephrosis can severely damage the kidney, leading to necrosis and renal failure..‫ مما يؤدي إلى نخرها وفشلها الكلوي‬،‫يمكن أن يؤدي موه الكلية إلى تلف الكلى بشدة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬2( ‫صفحة‬. Figure 2. Location of the Kidney. Cross section of the abdomen at the level of vertebra L1. Structure of the Kidneys In cross section the kidney had an outer area called the cortex and the inner region the medulla. The medulla is divided into multiple cone- shaped masses of tissue called renal pyramids. The base of pyramid directed to ward the cortex and the tip of pyramid( papilla) projects into the funnel-shaped minor calyces of renal pelvis,. The minor calyces combine to form major calyces, which in turn combine with each other to form the renal pelvis which represent the upper dilated end of the ureter. The walls of the calyces, pelvis, and ureter contain contractile elements that propel the urine toward the bladder. Figure 2..2 ‫الشكل‬ Location of the Kidney..‫موقع الكلى‬ Cross section of the abdomen at the level of vertebra L1..L1 ‫مقطع عرضي للبطن عند مستوى الفقرة‬ Structure of the Kidneys In cross section the kidney had an outer area called the cortex and the inner region the medulla..‫هيكل الكلى في المقطع العرضي للكلية منطقة خارجية تسمى القشرة والمنطقة الداخلية هي النخاع‬ The medulla is divided into multiple cone-shaped masses of tissue called renal pyramids..‫ينقسم النخاع إلى كتل نسيجية متعددة مخروطية الشكل تسمى األهرامات الكلوية‬ The base of pyramid directed to ward the cortex and the tip of pyramid( papilla) projects into the funnel-shaped minor calyces of renal pelvis,. ‫قاعدة الهرم موجهة نحو القشرة وطرف الهرم (الحليمة) يبرز في الكؤوس الصغيرة على شكل قمع‬.‫في الحوض الكلوي‬ The minor calyces combine to form major calyces, which in turn combine with each other to form the renal pelvis which represent the upper dilated end of the ureter. ‫ والتي بدورها تتحد مع بعضها البعض لتشكل‬،‫تتجمع الكؤوس الصغيرة لتشكل الكؤوس الكبرى‬.‫الحوض الكلوي الذي يمثل النهاية العلوية المتوسعة للحالب‬ The walls of the calyces, pelvis, and ureter contain contractile elements that propel the urine toward the bladder..‫تحتوي جدران الكؤوس والحوض والحالب على عناصر مقلصة تدفع البول نحو المثانة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬3( ‫صفحة‬  Figure3: The internal structures of a kidney. Functions of the Kidneys 1. They eliminate the waste products of metabolism, including urea (the main nitrogen-containing end-product of protein metabolism in humans), uric acid (an end-product of purine metabolism), and creatinine (an end-product of muscle metabolism) bilirubin, toxins and other foreign substances. 2. Regulation of water and electrolyte balances; The balance concept state that our body are in balance for any substance when the input and output of that substance are matched. Although we drink water when thirsty, we drink much more because it is a component of beverages that we consume for reasons other than hydration. We also consume food that contains large amounts of water. The kidneys respond by varying the output of water in the urine, thereby maintaining balance for water (ie, constant total body water content). 3. Regulation of arterial pressure; the kidneys play a dominant role in long-term regulation of arterial pressure by excreting variable amounts Figure3:The internal structures of a kidney..‫ الهياكل الداخلية للكلية‬:3 ‫الشكل‬ Functions of the Kidneys ‫وظائف الكلى‬ They eliminate the waste products of metabolism, including urea (the main nitrogen-containing end-product of protein metabolism in humans), uric acid (an end-product of purine metabolism), and creatinine (an end-product of muscle metabolism) bilirubin, toxins and other foreign substances. ‫ بما في ذلك اليوريا (المنتج النهائي الرئيسي الذي‬،‫إنها تقضي على مخلفات عملية التمثيل الغذائي‬ ‫ وحمض البوليك (المنتج النهائي‬،)‫يحتوي على النيتروجين لعملية استقالب البروتين في البشر‬ ‫ والسموم‬.‫ والكرياتينين (المنتج النهائي الستقالب العضالت) والبيليروبين‬،)‫الستقالب البيورين‬.‫والمواد الغريبة األخرى‬ Regulation of water and electrolyte balances; The balance concept state that our body are in balance for any substance when the input and output of that substance are matched. ‫ ينص مفهوم التوازن على أن جسمنا يكون في حالة توازن ألي مادة‬.‫تنظيم أرصدة الماء والكهارل‬.‫عندما تتم مطابقة مدخالت ومخرجات تلك المادة‬ Although we drink water when thirsty, we drink much more because it is a component of beverages that we consume for reasons other than hydration. ‫ إال أننا نشربه أكثر بكثير ألنه أحد مكونات المشروبات‬،‫على الرغم من أننا نشرب الماء عند العطش‬.‫التي نستهلكها ألسباب أخرى غير الترطيب‬ We also consume food that contains large amounts of water..‫نحن نستهلك أيًض ا األطعمة التي تحتوي على كميات كبيرة من الماء‬ The kidneys respond by varying the output of water in the urine, thereby maintaining balance for water (ie, constant total body water content). ‫ وبالتالي الحفاظ على توازن الماء (أي محتوى‬،‫تستجيب الكلى عن طريق تغيير كمية الماء في البول‬.)‫الماء اإلجمالي الثابت في الجسم‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬4( ‫صفحة‬ Regulation of arterial pressure; the kidneys play a dominant role in long-term regulation of arterial pressure by excreting variable amounts ‫ تلعب الكلى دوًر ا مهيمًنا في تنظيم الضغط الشرياني على المدى الطويل عن‬.‫تنظيم الضغط الشرياني‬ ‫طريق إفراز كميات متغيرة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬4( ‫صفحة‬ of sodium and water. The kidneys also contribute to short-term arterial pressure regulation by secreting vasoactive factors or substances, such as renin, that lead to the formation of vasoactive products (e.g., angiotensin II). 4. Regulation of acid-base balance. The kidneys contribute to acid-base regulation, along with the lungs and body fluid buffers, by excreting acids and by regulating the body fluid buffer stores. 5. Regulation of Erythrocyte Production. 6. Regulation of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 Production. 7. Gluconeogenesis 8. They degrade several polypeptide hormones, including insulin, glucagon, and parathyroid hormone. ENDOCRINE FUNCTIONS OF THE KIDNEY The kidney is a target organ for several hormones, including antidiuretic hormone (ADH), angiotensin II, aldosterone, atrial natriuretic peptide (ANP), and parathyroid hormone (PTH). The kidney is also an endocrine organ that secretes renin, erythropoietin (EPO), and the active form of vitamin D3, 1,25- dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2 vitamin D): 1.RENIN SECRETION Renin is an enzyme released by the juxtaglomerular apparatus of the kidney in response to a decrease in effective circulating blood volume. Renin is released from the juxtaglomerular cells lining the afferent arterioles, which respond to reduced renal perfusion, and initiates a cascade of events that result in the production of the hormones angiotensin II and aldosterone. The renin-angiotensin-aldosterone system is the most important endocrine axis in control of the extracellular fluid volume. 2. Erythropoietin (EPO) secretion. EPO is a glycoprotein hormone produced by fibroblasts in the renal interstitium. EPO is released in response to low renal interstitial PO2. It stimulates red blood cell formation in the bone marrow to restore the O2- carrying capacity of blood. About 80% of plasma EPO is produced in the kidney and the remainder is secreted by the liver. The mechanism coupling low PO2 to EPO secretion involves increased local production of of sodium and water..‫من الصوديوم والماء‬ The kidneys also contribute to short-term arterial pressure regulation by secreting vasoactive factors or substances, such as renin, that lead to the formation of vasoactive products (e.g., angiotensin II). ‫تساهم الكلى أيًض ا في تنظيم الضغط الشرياني على المدى القصير عن طريق إفراز عوامل أو مواد‬ ،‫ والتي تؤدي إلى تكوين منتجات فعالة في األوعية (على سبيل المثال‬،‫ مثل الرينين‬،‫فعالة في األوعية‬.)II ‫أنجيوتنسين‬ Regulation of acid-base balance..‫تنظيم التوازن الحمضي القاعدي‬ The kidneys contribute to acid-base regulation, along with the lungs and body fluid buffers, by excreting acids and by regulating the body fluid buffer stores. ‫ عن طريق‬،‫ جنًبا إلى جنب مع الرئتين ومخازن سوائل الجسم‬،‫تساهم الكلى في تنظيم الحمض القاعدي‬.‫إفراز األحماض وتنظيم مخازن سوائل الجسم‬ Regulation of Erythrocyte Production..‫تنظيم إنتاج كريات الدم الحمراء‬ Regulation of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 Production..3‫ثنائي هيدروكسي فيتامين د‬-1،25 ‫تنظيم إنتاج‬ Gluconeogenesis 8..8 ‫استحداث السكر‬ They degrade several polypeptide hormones, including insulin, glucagon, and parathyroid hormone. ‫ وهرمون الغدة‬،‫ الجلوكاجون‬،‫ بما في ذلك األنسولين‬،‫أنها تحلل العديد من الهرمونات متعددة الببتيد‬.‫الدرقية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬5( ‫صفحة‬ ENDOCRINE FUNCTIONS OF THE KIDNEY The kidney is a target organ for several hormones, including antidiuretic hormone (ADH), angiotensin II, aldosterone, atrial natriuretic peptide (ANP), and parathyroid hormone (PTH). ‫ بما في ذلك‬،‫وظائف الغدد الصماء في الكلى الكلى هي عضو مستهدف للعديد من الهرمونات‬ ‫ والببتيد األذيني المدر‬،‫ واأللدوستيرون‬،II ‫ واألنجيوتنسين‬،)ADH( ‫الهرمون المضاد إلدرار البول‬.)PTH( ‫ وهرمون الغدة الدرقية‬،)ANP( ‫للصوديوم‬ The kidney is also an endocrine organ that secretes renin, erythropoietin (EPO), and the active form of vitamin D3, 1,25- dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2 vitamin D): 1.RENIN SECRETION Renin is an enzyme released by the juxtaglomerular apparatus of the kidney in response to a decrease in effective circulating blood volume. ‫ والشكل‬،)EPO( ‫الكلى هي أيًض ا أحد أعضاء الغدد الصماء التي تفرز الرينين واإلريثروبويتين‬ ‫إفراز‬.1 :)‫ فيتامين د‬2)OH(-1,25( ‫ ثنائي هيدروكسي كوليكالسيفيرول‬-1,25 ،3‫النشط لفيتامين د‬ ‫ يفرز بواسطة الجهاز المجاور للكبيبات في الكلى استجابة النخفاض حجم‬.‫الرنين الرينين هو إنزيم‬.‫الدم الفعال في الدورة الدموية‬ Renin is released from the juxtaglomerular cells lining the afferent arterioles, which respond to reduced renal perfusion, and initiates a cascade of events that result in the production of the hormones angiotensin II and aldosterone. ‫ والتي تستجيب النخفاض‬،‫يتم إطالق الرينين من الخاليا المجاورة للكبيبة المبطنة للشرايين الواردة‬ II ‫ وتبدأ سلسلة من األحداث التي تؤدي إلى إنتاج هرمونات األنجيوتنسين‬،‫التروية الكلوية‬.‫واأللدوستيرون‬ The renin-angiotensin-aldosterone system is the most important endocrine axis in control of the extracellular fluid volume. ‫األلدوستيرون أهم محور للغدد الصماء يتحكم في حجم السائل خارج‬-‫أنجيوتنسين‬-‫يعد نظام الرينين‬.‫الخلية‬ Erythropoietin (EPO) secretion..)EPO( ‫إفراز اإلريثروبويتين‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬5( ‫صفحة‬ EPO is a glycoprotein hormone produced by fibroblasts in the renal interstitium..‫ هو هرمون بروتين سكري تنتجه الخاليا الليفية في النسيج الخاللي الكلوي‬EPO EPO is released in response to low renal interstitial PO2..‫ الخاللي الكلوي‬PO2 ‫ استجابة النخفاض‬EPO ‫يتم تحرير‬ It stimulates red blood cell formation in the bone marrow to restore the O2- carrying capacity of blood..‫إنه يحفز تكوين خاليا الدم الحمراء في نخاع العظم الستعادة قدرة الدم على حمل األكسجين‬ About 80% of plasma EPO is produced in the kidney and the remainder is secreted by the liver..‫ في الكلى ويتم إفراز الباقي عن طريق الكبد‬EPO ‫ من البالزما‬%80 ‫يتم إنتاج حوالي‬ The mechanism coupling low PO2 to EPO secretion involves increased local production of ‫ زيادة اإلنتاج المحلي لل‬EPO ‫ بإفراز‬PO2 ‫تتضمن آلية اقتران انخفاض‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬5( ‫صفحة‬ prostaglandins. Patients with renal failure do not secrete sufficient amounts of EPO and, therefore, they usually develop anemia. Clinically, the main uses of EPO are related to treating anemia associated with chronic renal failure or to cancer chemotherapy. However, EPO has also gained notoriety in the lay press as a “blood-doping” agent that is used illegally by endurance athletes. In healthy individuals, injection of EPO will lead to supraphysiologic levels of red blood cells (increased hematocrit) and consequently an increase in O2-carrying capacity, a result that boosts aerobic output in athletes during competition. Figure 4: Negative feedback regulation of blood-O2 content via erythropoietin (EPO) secretion. 3.ACTIVATION OF VITAMIN D Vitamin D is a steroid derived from precursors that are either ingested or produced by the action of ultraviolet light on the skin. The active form of vitamin D is 1,25-dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2 vitamin D). The liver produces 25-hydroxycholecalciferol (25-OH vitamin D), which is converted to 1,25-(OH)2 vitamin D in the kidney under the control of prostaglandins..‫البروستاجالندين‬ Patients with renal failure do not secrete sufficient amounts of EPO and, therefore, they usually develop anemia. ‫ وبالتالي يصابون عادة‬،EPO ‫المرضى الذين يعانون من الفشل الكلوي ال يفرزون كميات كافية من‬.‫بفقر الدم‬ Clinically, the main uses of EPO are related to treating anemia associated with chronic renal failure or to cancer chemotherapy. ‫ بمعالجة فقر الدم المرتبط بالفشل الكلوي المزمن أو‬EPO ‫ ترتبط االستخدامات الرئيسية لـ‬،‫سريرًيا‬.‫العالج الكيميائي للسرطان‬ However, EPO has also gained notoriety in the lay press as a “blood-doping” agent that is used illegally by endurance athletes. ‫ أيًض ا سمعة سيئة في الصحافة العامة باعتباره عامل "منشطات الدم" الذي‬EPO ‫ اكتسب‬،‫ومع ذلك‬.‫يستخدم بشكل غير قانوني من قبل رياضيي التحمل‬ In healthy individuals, injection of EPO will lead to supraphysiologic levels of red blood cells (increased hematocrit) and consequently an increase in O2- carrying capacity, a result that boosts aerobic output in athletes during competition. ‫ إلى مستويات فوق فسيولوجية لخاليا الدم الحمراء (زيادة‬EPO ‫ سيؤدي حقن‬،‫في األفراد األصحاء‬ ‫ وهي نتيجة تعزز الناتج الهوائي لدى‬،‫الهيماتوكريت) وبالتالي زيادة في القدرة على حمل األكسجين‬.‫الرياضيين أثناء المنافسة‬ Figure 4: Negative feedback regulation of blood-O2 content via erythropoietin (EPO) secretion..)EPO( ‫ عن طريق إفراز اإلريثروبويتين‬O2 ‫ تنظيم ردود الفعل السلبية لمحتوى الدم‬:4 ‫الشكل‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬6( ‫صفحة‬ 3.ACTIVATION OF VITAMIN D Vitamin D is a steroid derived from precursors that are either ingested or produced by the action of ultraviolet light on the skin. ‫ تنشيط فيتامين د فيتامين د هو الستيرويد المشتق من السالئف التي يتم تناولها أو إنتاجها بفعل‬.3.‫األشعة فوق البنفسجية على الجلد‬ The active form of vitamin D is 1,25-dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2 vitamin D)..)‫ فيتامين د‬2)OH(-1,25( ‫ثنائي هيدروكسي كوليكالسيفيرول‬-1,25 ‫الشكل النشط لفيتامين د هو‬ The liver produces 25-hydroxycholecalciferol (25-OH vitamin D), which is converted to 1,25-(OH)2 vitamin D in the kidney under the control of -1,25 ‫ والذي يتم تحويله إلى‬،)‫ فيتامين د‬OH-25( ‫هيدروكسي كوليكالسيفيرول‬-25 ‫يقوم الكبد بإنتاج‬.‫ فيتامين د في الكلى تحت سيطرة الجسم‬2)OH( @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬6( ‫صفحة‬ parathyroid hormone. Vitamin D3 promotes Ca2+ conservation in the body by increasing intestinal Ca2+ absorption and also by reducing urinary Ca2+ loss. Figure 5: Renal activation of vitamin D. Manifestations of chronic renal failure plague many of the body’s systems, including bone. Osteitis fi brosa cystica (renal osteodystrophy) is the classic bone disease related to chronic renal failure. The pathophysiologic cascade begins in the kidneys and ends in the bones: 1. As the kidneys fail, so does the function of 1α-hydroxylase, the enzyme that converts inactive 25-OH vitamin D to active 1,25-OH vitamin D, resulting in vitamin D deficiency. 2. Vitamin D deficiency results in low serum Ca2+ due to impaired dietary absorption. 3. Low serum Ca2+ stimulates the parathyroid glands to increase PTH production (secondary hyperparathyroidism). 4. PTH acts on bone to cause a high rate of bone turnover, which releases Ca2+ back into the serum. The end result of this cascade is that near normal plasma Ca2+ concentration is maintained at the expense of chronic bone resorption resulting from hyperparathyroidism. Osteitis fibrosa cystica is a condition characterized by fibrous replacement of the parathyroid hormone..‫هرمون الغدة الدرقية‬ Vitamin D3 promotes Ca2+ conservation in the body by increasing intestinal Ca2+ absorption and also by reducing urinary Ca2+ loss. ‫ من األمعاء‬+Ca2 ‫ في الجسم عن طريق زيادة امتصاص‬+Ca2 ‫ الحفاظ على‬D3 ‫يعزز فيتامين‬.‫ في البول‬+Ca2 ‫وأيًض ا عن طريق تقليل فقدان‬ Figure 5: Renal activation of vitamin D. Manifestations of chronic renal failure plague many of the body’s systems, including bone. ،‫ مظاهر الفشل الكلوي المزمن تصيب العديد من أجهزة الجسم‬.‫ التنشيط الكلوي لفيتامين د‬:5 ‫الشكل‬.‫بما في ذلك العظام‬ Osteitis fi brosa cystica (renal osteodystrophy) is the classic bone disease related to chronic renal failure. ‫التهاب العظم في البروسا الكيسي (الحثل العظمي الكلوي) هو مرض العظام الكالسيكي المرتبط‬.‫بالفشل الكلوي المزمن‬ The pathophysiologic cascade begins in the kidneys and ends in the bones: 1..1 :‫تبدأ السلسلة الفيزيولوجية المرضية في الكلى وتنتهي في العظام‬ As the kidneys fail, so does the function of 1α-hydroxylase, the enzyme that converts inactive 25-OH vitamin D to active 1,25-OH vitamin D, resulting in vitamin D deficiency. ‫ غير‬OH-25 ‫ وهو اإلنزيم الذي يحول فيتامين د‬،‫هيدروكسيالز‬-1α ‫ تفشل وظيفة‬،‫مع فشل الكلى‬.‫ مما يؤدي إلى نقص فيتامين د‬،‫ النشط‬OH-1,25 ‫النشط إلى فيتامين د‬ Vitamin D deficiency results in low serum Ca2+ due to impaired dietary absorption..‫يؤدي نقص فيتامين د إلى انخفاض مستوى الكالسيوم في الدم بسبب ضعف االمتصاص الغذائي‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬7( ‫صفحة‬ Low serum Ca2+ stimulates the parathyroid glands to increase PTH production (secondary hyperparathyroidism). PTH ‫يؤدي انخفاض مستوى الكالسيوم في الدم إلى تحفيز الغدد جارات الدرق لزيادة إنتاج هرمون‬.)‫(فرط نشاط جارات الدرق الثانوي‬ PTH acts on bone to cause a high rate of bone turnover, which releases Ca2+ back into the serum. ‫ مرة‬+Ca2 ‫ مما يؤدي إلى إطالق‬،‫ على العظام مسبًبا معداًل مرتفًع ا لتجدد العظام‬PTH ‫يعمل هرمون‬.‫أخرى في المصل‬ The end result of this cascade is that near normal plasma Ca2+ concentration is maintained at the expense of chronic bone resorption resulting from hyperparathyroidism. ‫ في البالزما بالقرب من المستوى‬+Ca2 ‫والنتيجة النهائية لهذه السلسلة هي الحفاظ على تركيز‬.‫الطبيعي على حساب ارتشاف العظم المزمن الناتج عن فرط نشاط جارات الدرق‬ Osteitis fibrosa cystica is a condition characterized by fibrous replacement of the ‫التهاب العظم الليفي الكيسي هو حالة تتميز باستبدال ليفي للعظم‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬7( ‫صفحة‬ marrow and cystic trabecular bone, which renders the bones fragile and, therefore, increases the risk of fracture. L2 Objective : 1-Difition of nephron. 2-types of nephron. 3- structure of nephron. The Nephron The functional units of the kidney are nephrons. Each kidney contains approximately 1 million nephrons. Each nephron consists of: I. The renal corpuscle consists of a compact tuft of interconnected capillary loops, the glomerulus or glomerular capillaries, surrounded by a balloon-like hollow capsule( Bowman's capsule). Blood is ultrafiltered across the glomerular capillaries into Bowman's space, which is the first step in urine formation. II. Renal tubule ; a long tubule in which the filtered fluid is converted into urine on its way to the pelvis of the kidney , the renal tubule consist of: 1. the proximal tubule which lies in renal cortex. It drains Bowman's capsule, and consists of a coiled segment—the proximal convoluted tubule—followed by a straight segment—the proximal straight tubule— which descends toward the medulla. 2.the loop of Henle, it start at the end of proximal tubule and dips into the renal medulla to varying depths. Each loop consists of a descending and an ascending limb. The walls of the descending limb and the lower end of the ascending limb are very thin and therefore are called the thin segment of the loop of Henle. After the ascending limb of the loop has returned partway back to the cortex, its wall becomes much thicker, forming the thick segment of the ascending limb. 3. the distal convoluted tubule, the thick ascending limb rises back into the cortex to form the distal tubule that passes directly between the afferent and efferent arterioles, as they enter and exit that renal corpuscle at its vascular pole. There are special type of cells at the junction of the thick ascending limb and the distal tubule known as the macula densa. 4.the cortical collecting tubule, which lead to the cortical collecting duct. Several nephrons drain into a cortical collecting duct.The cortical marrow and cystic trabecular bone, which renders the bones fragile and, therefore, increases the risk of fracture..‫ وبالتالي يزيد من خطر اإلصابة بالكسور‬،‫ مما يجعل العظام هشة‬،‫النخاع والعظم التربيقي الكيسي‬ Objective : : ‫موضوعي‬ 1-Difition of nephron.. ‫تقسيم النيفرون‬-1 2-types of nephron.. ‫أنواع النيفرون‬-2 3- structure of nephron.. ‫ تركيب النيفرون‬-3 The Nephron The functional units of the kidney are nephrons..‫النيفرون الوحدات الوظيفية للكلية هي النيفرون‬ Each kidney contains approximately 1 million nephrons..‫تحتوي كل كلية على ما يقرب من مليون نيفرون‬ Each nephron consists of: I.The renal corpuscle consists of a compact tuft of interconnected capillary loops, the glomerulus or glomerular capillaries, surrounded by a balloon-like hollow capsule( Bowman's capsule). ،‫ تتكون الجسيم الكلوي من خصلة مدمجة من الحلقات الشعرية المترابطة‬.I :‫يتكون كل كليون من‬.)‫ محاطة بكبسولة مجوفة تشبه البالون (كبسولة بومان‬،‫الكبيبة أو الشعيرات الدموية الكبيبية‬ Blood is ultrafiltered across the glomerular capillaries into Bowman's space, which is the first step in urine formation. ‫ وهي الخطوة األولى في‬،‫يتم ترشيح الدم بشكل فائق عبر الشعيرات الدموية الكبيبية إلى حيز بومان‬.‫تكوين البول‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬8( ‫صفحة‬ II..‫ثانيا‬ Renal tubule ; a long tubule in which the filtered fluid is converted into urine on its way to the pelvis of the kidney , the renal tubule consist of: 1. the proximal tubule which lies in renal cortex.It drains Bowman's capsule, and consists of a coiled segment—the proximal convoluted tubule—followed by a straight segment—the proximal straight tubule—which descends toward the medulla. ،‫ أنبوب طويل يتحول فيه السائل المرشح إلى بول في طريقه إلى حوض الكلية‬. ‫النبيبات الكلوية‬ ،‫ وهو يصرف محفظة بومان‬،‫ النبيب الداني الذي يقع في القشرة الكلوية‬.1 :‫وتتكون النبيبة الكلوية من‬ - ‫ النبيب المستقيم القريب‬- ‫ يليه قطعة مستقيمة‬- ‫ النبيب الملتوي القريب‬-.‫ويتكون من قطعة ملتفة‬.‫الذي ينحدر نحو النخاع‬ 2.the loop of Henle, it start at the end of proximal tubule and dips into the renal medulla to varying depths..‫ تبدأ في نهاية النبيبات القريبة وتنحدر إلى النخاع الكلوي إلى أعماق متفاوتة‬،‫ عروة هنلي‬.2 Each loop consists of a descending and an ascending limb..‫تتكون كل حلقة من طرف تنازلي وطرف صاعد‬ The walls of the descending limb and the lower end of the ascending limb are very thin and therefore are called the thin segment of the loop of Henle. ‫جدران الطرف النازل والطرف السفلي من الطرف الصاعد رفيعة جًد ا ولذلك يطلق عليها الجزء‬.‫الرقيق من عروة هنلي‬ After the ascending limb of the loop has returned partway back to the cortex, its wall becomes much thicker, forming the thick segment of the ascending limb. ‫ ويشكل الجزء‬،‫ يصبح جدارها أكثر سمًك ا‬،‫بعد أن يعود الطرف الصاعد من العروة جزئًيا إلى القشرة‬.‫السميك من الطرف الصاعد‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬8( ‫صفحة‬ 3.the distal convoluted tubule, the thick ascending limb rises back into the cortex to form the distal tubule that passes directly between the afferent and efferent arterioles, as they enter and exit that renal corpuscle at its vascular pole. ‫ الطرف الصاعد السميك يرتفع عائدًا إلى القشرة ليشكل النبيب البعيد الذي‬،‫ النبيب الملتوي البعيد‬.3 ‫ حيث تدخل وتخرج من تلك الجسمية الكلوية عند قطبها‬،‫يمر مباشرة بين الشرايين الواردة والصادرة‬.‫الوعائي‬ There are special type of cells at the junction of the thick ascending limb and the distal tubule known as the macula densa. ‫يوجد نوع خاص من الخاليا عند تقاطع الطرف الصاعد السميك والنبيب البعيد المعروف باسم البقعة‬.‫الكثيفة‬ 4.the cortical collecting tubule, which lead to the cortical collecting duct..‫ والتي تؤدي إلى القناة الجامعة القشرية‬،‫ األنبوبة الجامعة القشرية‬.4 Several nephrons drain into a cortical collecting duct.The cortical ‫تستنزف العديد من النيفرونات في قناة التجميع القشرية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬8( ‫صفحة‬ collecting ducts join to form a single larger collecting duct that runs downward into the medulla and becomes the medullary collecting duct. 5.The medullary collecting duct; the medullary collecting duct passes through outer medulla then through the inner medulla. In the inner medulla, the inner medullary collecting ducts unite to form large papillary ducts, that eventually empty into the renal pelvis through the tips of the renal papillae. In each kidney, there are about 250 of the very large collecting ducts(Bellini duct), each of which collects urine from about 4000 nephrons. Figure 6:The nephron. Cortical and juxtamedullary nephrons Two groups of nephrons are distinguished, based on the location of their glomeruli in the cortex: cortical, and juxtamedullary nephrons. The superficial cortical nephrons have their glomeruli in the outer cortex Cortical nephrons represent 85% of the nephrons in the kidneys. These nephrons have relatively short loops of Henle, which descend only into the outer medulla. The juxtamedullary nephrons have their glomeruli near the corticomedullary border. The glomeruli of the juxtamedullary nephrons are larger than those of the superficial cortical collecting ducts join to form a single larger collecting duct that runs downward into the medulla and becomes the medullary collecting duct. ‫تتحد القنوات المجمعة لتشكل قناة تجميع واحدة أكبر تمتد إلى األسفل داخل النخاع وتصبح قناة‬.‫التجميع النخاعية‬ 5.The medullary collecting duct; the medullary collecting duct passes through outer medulla then through the inner medulla..‫ تمر قناة التجميع النخاعية عبر النخاع الخارجي ثم عبر النخاع الداخلي‬.‫ قناة جمع النخاع‬.5 In the inner medulla, the inner medullary collecting ducts unite to form large papillary ducts, that eventually empty into the renal pelvis through the tips of the renal papillae. ‫ والتي تصب‬،‫ تتحد القنوات الجامعة النخاعية الداخلية لتشكل قنوات حليمية كبيرة‬،‫في النخاع الداخلي‬.‫في النهاية في الحوض الكلوي من خالل أطراف الحليمات الكلوية‬ In each kidney, there are about 250 of the very large collecting ducts(Bellini duct), each of which collects urine from about 4000 nephrons. ‫ تجمع كل منها البول من حوالي‬،)‫ قناة تجميع كبيرة جًد ا (قناة بيليني‬250 ‫يوجد في كل كلية حوالي‬.‫ نيفرون‬4000 Figure 6:The nephron..‫ النيفرون‬:6 ‫الشكل‬ Cortical and juxtamedullary nephrons Two groups of nephrons are distinguished, based on the location of their glomeruli in the cortex: cortical, and juxtamedullary nephrons. ‫ بناًء على موقع‬،‫النيفرونات القشرية والمجاورة للنخاع يتم التمييز بين مجموعتين من النيفرونات‬.‫ النيفرونات القشرية والمجاورة للنخاع‬:‫الكبيبات الخاصة بها في القشرة‬ The superficial cortical nephrons have their glomeruli in the outer cortex Cortical nephrons represent 85% of the nephrons in the kidneys. ‫ وتمثل‬.‫تحتوي النيفرونات القشرية السطحية على الكبيبات الخاصة بها في القشرة الخارجية‬.‫ من النيفرونات الموجودة في الكلى‬%85 ‫النيفرونات القشرية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬9( ‫صفحة‬ These nephrons have relatively short loops of Henle, which descend only into the outer medulla..‫ والتي تنحدر فقط إلى النخاع الخارجي‬،‫تحتوي هذه النيفرونات على حلقات هنلي قصيرة نسبًيا‬ The juxtamedullary nephrons have their glomeruli near the corticomedullary border..‫تحتوي النيفرونات المتجاورة على الكبيبات الخاصة بها بالقرب من الحدود القشرية النخاعية‬ The glomeruli of the juxtamedullary nephrons are larger than those of the superficial cortical ‫كبيبات النيفرونات المجاورة للنقي أكبر من تلك الموجودة في النيفرونات القشرية السطحية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬9( ‫صفحة‬ nephrons and, accordingly, have higher glomerular filtration rates. The juxtamedullary nephrons are characterized by long loops of Henle that descend deep into the inner medulla and papilla and are essential for the concentration of urine. The peritubular capillary of the juxtamedullary nephrons called vasa recta. Juxtaglomerular apparatus (JGA) The juxtaglomerular apparatus (JGA),located at the junction of thick ascending limb of the loop of Henle and distal tubule,where they touches the vascular pole of the glomerulus ( against the afferent arteriole and the efferent arteriole). The juxtaglomerular apparatus (JGA) comprised of  The macula densa (dense spot) consists of densely crowded tubular epithelial cells on the side of the thick ascending limb that faces the glomerular tuft; these cells monitor the composition of the fluid in the tubule lumen at this point.  The extraglomerular mesangial cells are continuous with mesangial cells of the glomerulus; they may transmit information from macula densa cells to the granular cells.  The granular cells are modified vascular smooth muscle cells with an epithelioid appearance, located mainly in the afferent arterioles close to the glomerulus. These cells synthesize and release renin, a proteolytic enzyme that results in angiotensin nephrons and, accordingly, have higher glomerular filtration rates..‫ لديها معدالت ترشيح كبيبي أعلى‬،‫ وبالتالي‬،‫النيفرون‬ The juxtamedullary nephrons are characterized by long loops of Henle that descend deep into the inner medulla and papilla and are essential for the concentration of urine. ‫تتميز النيفرونات المتجاورة بحلقات هنلي الطويلة التي تنحدر عميًقا إلى النخاع الداخلي والحليمة وهي‬.‫ضرورية لتركيز البول‬ The peritubular capillary of the juxtamedullary nephrons called vasa recta..‫تسمى الشعيرات الدموية المحيطة باألنبيب من النيفرون المتجاورة باألوعية المستقيمة‬ Juxtaglomerular apparatus (JGA) The juxtaglomerular apparatus (JGA),located at the junction of thick ascending limb of the loop of Henle and distal tubule,where they touches the vascular pole of the glomerulus ( against the afferent arteriole and the efferent arteriole). ‫ يقع عند تقاطع الطرف الصاعد‬،)JGA( ‫) الجهاز المجاور للكبيبات‬JGA( ‫الجهاز المجاور للكبيبات‬ ‫ حيث يالمسان القطب الوعائي للكبيبة (مقابل الشرين الوارد‬،‫السميك من حلقة هنلي والنبيبات البعيدة‬.)‫والشرين الصادر‬ The juxtaglomerular apparatus (JGA) comprised of The macula densa (dense spot) consists of densely crowded tubular epithelial cells on the side of the thick ascending limb that faces the glomerular tuft; these cells monitor the composition of the fluid in the tubule lumen at this point. ‫تتكون البقعة الكثيفة (البقعة الكثيفة) من خاليا ظهارية‬ ‫) من‬JGA( ‫يتكون الجهاز المجاور للكبيبة‬ ‫أنبوبية كثيفة على جانب الطرف الصاعد السميك الذي يواجه الخصلة الكبيبية؛ تراقب هذه الخاليا‬.‫تكوين السائل في تجويف النبيب عند هذه النقطة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ The extraglomerular mesangial cells are continuous with mesangial cells of the glomerulus; they may transmit information from macula densa cells to the granular cells. ‫ قد ينقلون المعلومات من‬.‫تتواصل خاليا مسراق الكبيبة خارج الكبيبة مع خاليا مسراق الكبيبة‬.‫خاليا البقعة الكثيفة إلى الخاليا الحبيبية‬ The granular cells are modified vascular smooth muscle cells with an epithelioid appearance, located mainly in the afferent arterioles close to the glomerulus. ‫ وتقع بشكل‬،‫الخاليا الحبيبية هي خاليا عضلية ملساء وعائية معدلة ذات مظهر شبيه بالظهارة‬.‫رئيسي في الشرايين الواردة القريبة من الكبيبة‬ These cells synthesize and release renin, a proteolytic enzyme that results in angiotensin ‫ وهو إنزيم بروتيني ينتج عنه األنجيوتنسين‬،‫تقوم هذه الخاليا بتصنيع وإطالق الرينين‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬  formation Figure 7: uxtaglomerular apparatus Renal Blood Supply Blood flow to the two kidneys is normally about 22 % of the cardiac output, or 1100 ml/min. The renal arteries issue at right angles from the abdominal aorta; because the aorta lies to the left of the midline, the right renal artery is longer than the left. As it approaches a kidney, each renal artery divides into five segmental arteries. Within the renal sinus, each segmental artery branches further to form several interlobar arteries. At the medulla-cortex junction, the interlobar arteries branch into the arcuate arteries that arch over the bases of the medullary pyramids, arcuate arteries. Small interlobular arteries(also called radial arteries) radiate from the arcuate arteries and project into the renal cortex. Microscopic afferent glomerular arterioles arise from branches of the interlobular arteries which lead to the glomerular capillaries. The distal ends of the capillaries of each glomerulus coalesce to form the efferent arteriole, which leads to a second capillary network, the peritubular capillaries, that surrounds the renal tubules. The renal circulation has two capillary beds, the glomerular and peritubular capillaries, the hydrostatic pressure in the glomerular capillaries is high formation ‫تشكيل‬ Figure 7:uxtaglomerular apparatus Renal Blood Supply Blood flow to the two kidneys is normally about 22 % of the cardiac output, or 1100 ml/min.The renal arteries issue at right angles from the abdominal aorta; because the aorta lies to the left of the midline, the right renal artery is longer than the left. ‫ من‬%22 ‫ الجهاز خارج الكبيبة إمداد الدم الكلوي يبلغ تدفق الدم إلى الكليتين عادة حوالي‬:7 ‫الشكل‬ ‫ تخرج الشرايين الكلوية بزوايا قائمة من األبهر البطني؛ وألن‬.‫دقيقة‬/‫ مل‬1100 ‫ أو‬،‫النتاج القلبي‬.‫ فإن الشريان الكلوي األيمن يكون أطول من األيسر‬،‫الشريان األبهر يقع على يسار الخط الناصف‬ As it approaches a kidney, each renal artery divides into five segmental arteries..‫ ينقسم كل شريان كلوي إلى خمسة شرايين مقطعية‬،‫عندما يقترب من الكلية‬ Within the renal sinus, each segmental artery branches further to form several interlobar arteries..‫ يتفرع كل شريان قطعي ليشكل عدة شرايين بين الفصوص‬،‫داخل الجيب الكلوي‬ At the medulla-cortex junction, the interlobar arteries branch into the arcuate arteries that arch over the bases of the medullary pyramids, arcuate arteries.Small interlobular arteries(also called radial arteries) radiate from the arcuate arteries and project into the renal cortex. ‫ تتفرع الشرايين بين الفصوص إلى الشرايين المقوسة التي تتقوس فوق‬،‫عند تقاطع القشرة النخاعية‬ ‫ تشع الشرايين الصغيرة بين الفصوص (وتسمى أيًض ا‬.‫ الشرايين المقوسة‬،‫قواعد األهرامات النخاعية‬.‫الشرايين الشعاعية) من الشرايين المقوسة وتمتد إلى القشرة الكلوية‬ Microscopic afferent glomerular arterioles arise from branches of the interlobular arteries which lead to the glomerular capillaries. ‫تنشأ الشرايين الكبيبية الواردة المجهرية من فروع الشرايين البينية التي تؤدي إلى الشعيرات الدموية‬.‫الكبيبية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬11( ‫صفحة‬ The distal ends of the capillaries of each glomerulus coalesce to form the efferent arteriole, which leads to a second capillary network, the peritubular capillaries, that surrounds the renal tubules. ‫ مما يؤدي إلى شبكة‬،‫تتجمع األطراف البعيدة للشعيرات الدموية لكل كبيبة لتشكل الشرين الصادر‬.‫ التي تحيط باألنابيب الكلوية‬،‫ الشعيرات الدموية حول األنبوبية‬،‫شعرية ثانية‬ The renal circulation has two capillary beds, the glomerular and peritubular capillaries, the hydrostatic pressure in the glomerular capillaries is high ،‫ الشعيرات الدموية الكبيبية وحول األنبوبية‬،‫تحتوي الدورة الدموية الكلوية على سريرين شعريين‬ ‫ويكون الضغط الهيدروستاتيكي في الشعيرات الدموية الكبيبية مرتفًع ا‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬11( ‫صفحة‬ (about 60 mm Hg) to enhance fluid filtration, on the other hand the hydrostatic pressure in the peritubular capillaries is low (about 13 mm Hg) to permits rapid fluid reabsorption. The peritubular capillaries empty into the vessels of the venous system, which run parallel to the arteriolar vessels and progressively form the interlobular vein, arcuate vein, interlobar vein, and renal vein, which leaves the kidney beside the renal artery and ureter. The renal cortex, receives more than 95% of the kidney's blood flow. Blood flow in the renal medulla accounts for less than 5% of the total renal blood flow. The high blood flow to the kidneys is necessary for a high GFR and is not due to excessive metabolic demands. Series Hemodynamics 1.The individual nephrons that make up both kidneys are connected in parallel. However, the blood flow through a single nephron represents 2 arterioles and 2 capillary beds connected in series. Figure8: blood flow through a single nephron is in series. 2.Blood flows from high pressure to low pressure ,two factors determine blood flow, pressure gradient and resistance: Flow (Q) = pressure gradient / resistance (R) Accordingly two factors can decrease blood flow  Decreasing the pressure gradient.  Increasing resistance. 3.When an arteriole vasoconstricts (resistance increases), 2 changes to consider: Flow across the entire circuit decreases Pressure increases before the point of resistance(upstream) and pressure decreases after the point of resistance(downstream). 4. When an arteriole vasodilate (resistance decreases), 2 changes to consider: Flow across the entire circuit increases (about 60 mm Hg) to enhance fluid filtration, on the other hand the hydrostatic pressure in the peritubular capillaries is low (about 13 mm Hg) to permits rapid fluid reabsorption. ‫ يكون الضغط الهيدروستاتيكي في‬،‫ من ناحية أخرى‬،‫ ملم زئبق) لتعزيز ترشيح السوائل‬60 ‫(حوالي‬ ‫ ملم زئبق) للسماح بإعادة امتصاص السوائل‬13 ‫الشعيرات الدموية حول األنبوب منخفًض ا (حوالي‬.‫بسرعة‬ The peritubular capillaries empty into the vessels of the venous system, which run parallel to the arteriolar vessels and progressively form the interlobular vein, arcuate vein, interlobar vein, and renal vein, which leaves the kidney beside the renal artery and ureter. ‫ والتي تسير بالتوازي مع‬،‫تفرغ الشعيرات الدموية المحيطة باألنبيب في أوعية الجهاز الوريدي‬ ،‫ والوريد بين الفص‬،‫ والوريد المقوس‬،‫األوعية الشريانية وتشكل تدريجًيا الوريد بين الفصوص‬.‫ الذي يترك الكلية بجانب الشريان الكلوي والحالب‬،‫والوريد الكلوي‬ The renal cortex, receives more than 95% of the kidney's blood flow..‫ من تدفق الدم في الكلى‬%95 ‫تتلقى القشرة الكلوية أكثر من‬ Blood flow in the renal medulla accounts for less than 5% of the total renal blood flow..‫ من إجمالي تدفق الدم الكلوي‬٪5 ‫يمثل تدفق الدم في النخاع الكلوي أقل من‬ The high blood flow to the kidneys is necessary for a high GFR and is not due to excessive metabolic demands. ‫) وليس بسبب‬GFR( ‫يعد تدفق الدم المرتفع إلى الكليتين ضرورًيا الرتفاع معدل الترشيح الكبيبي‬.‫المتطلبات األيضية المفرطة‬ Series Hemodynamics 1.The individual nephrons that make up both kidneys are connected in parallel..‫ ترتبط النيفرونات الفردية التي تشكل الكليتين بالتوازي‬.1 ‫سلسلة ديناميكا الدم‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬12( ‫صفحة‬ However, the blood flow through a single nephron represents 2 arterioles and 2 capillary beds connected in series..‫ فإن تدفق الدم عبر كليون واحد يمثل شرينين وسريرين شعريين متصلين على التوالي‬،‫ومع ذلك‬ Figure8: blood flow through a single nephron is in series..‫ تدفق الدم عبر النيفرون الواحد متسلسل‬:8 ‫الشكل‬ 2.Blood flows from high pressure to low pressure ,two factors determine blood flow, pressure gradient and resistance: Flow (Q) = pressure gradient / resistance (R) Accordingly two factors can decrease blood flow Decreasing the pressure gradient. ‫ تدرج‬،‫ هناك عامالن يحددان تدفق الدم‬،‫ يتدفق الدم من الضغط المرتفع إلى الضغط المنخفض‬.2 ‫) وبناًء على ذلك هناك عامالن يمكن‬R( ‫ المقاومة‬/ ‫) = تدرج الضغط‬Q( ‫ التدفق‬:‫الضغط والمقاومة‬.‫تقليل تدرج الضغط‬ ‫أن يقلال من تدفق الدم‬ Increasing resistance..‫زيادة المقاومة‬ 3.When an arteriole vasoconstricts (resistance increases), 2 changes to consider: :‫ هناك تغييران يجب مراعاتهما‬،)‫ عندما تضيق األوعية الدموية في الشرايين (تزيد المقاومة‬.3 Flow across the entire circuit decreases ‫ يتناقص التدفق عبر الدائرة بأكملها‬ Pressure increases before the point of resistance(upstream) and pressure decreases after the point of resistance(downstream)..)‫ يزداد الضغط قبل نقطة المقاومة (أعلى النهر) وينخفض​​الضغط بعد نقطة المقاومة (أسفل النهر‬ When an arteriole vasodilate (resistance decreases), 2 changes to consider: :‫ هناك تغييران يجب مراعاتهما‬،)‫عندما تتوسع األوعية الدموية الشرينية (تقل المقاومة‬ Flow across the entire circuit increases ‫ يزداد التدفق عبر الدائرة بأكملها‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬12( ‫صفحة‬  Pressure decreases before the point of dilation(upstream) and pressure increases after the point of dilation (downstream). Table -1. Consequences of constrictions or dilations of the afferent and efferent arterioles Nerve supply The kidneys are richly innervated by sympathetic nerve fibers, which travel to the kidneys, mainly in thoracic spinal nerves T10, T11, and T12 and lumbar spinal nerve L1. Stimulation of sympathetic fibers causes constriction of renal blood vessels and a fall in renal blood flow. Sympathetic nerve fibers also innervate tubular cells and may cause an increase in Na+ reabsorption by a direct action on these cells. In addition, stimulation of sympathetic nerves increases the release of renin by the kidneys. Afferent (sensory) renal nerves are stimulated by mechanical stretch or by various chemicals in the renal parenchyma.  Pressure decreases before the point of dilation(upstream) and pressure increases after the point of dilation (downstream)..)‫ يتناقص الضغط قبل نقطة التمدد (أعلى النهر) ويزداد الضغط بعد نقطة التمدد (أسفل النهر‬ Table -1..1- ‫الجدول‬ Consequences of constrictions or dilations of the afferent and efferent arterioles Nerve supply The kidneys are richly innervated by sympathetic nerve fibers, which travel to the kidneys, mainly in thoracic spinal nerves T10, T11, and T12 and lumbar spinal nerve L1. ‫عواقب انقباضات أو توسعات الشرايين الواردة والصادرة إمداد العصب يتم تعصيب الكلى بشكل غني‬ ‫ بشكل رئيسي في األعصاب الشوكية‬،‫ والتي تنتقل إلى الكلى‬،‫بواسطة ألياف عصبية متعاطفة‬.L1 ‫ والعصب الشوكي القطني‬T12‫ و‬T11‫ و‬T10 ‫الصدرية‬ Stimulation of sympathetic fibers causes constriction of renal blood vessels and a fall in renal blood flow..‫يؤدي تحفيز األلياف الودية إلى انقباض األوعية الدموية الكلوية وانخفاض تدفق الدم الكلوي‬ Sympathetic nerve fibers also innervate tubular cells and may cause an increase in Na+ reabsorption by a direct action on these cells. ‫تعمل األلياف العصبية الودية أيًض ا على تعصب الخاليا األنبوبية وقد تسبب زيادة في إعادة امتصاص‬.‫ عن طريق التأثير المباشر على هذه الخاليا‬+Na In addition, stimulation of sympathetic nerves increases the release of renin by the kidneys..‫ فإن تحفيز األعصاب الودية يزيد من إطالق الرينين عن طريق الكلى‬،‫وباإلضافة إلى ذلك‬ Afferent (sensory) renal nerves are stimulated by mechanical stretch or by various chemicals in the renal parenchyma. ‫يتم تحفيز األعصاب الكلوية الواردة (الحسية) عن طريق االمتداد الميكانيكي أو عن طريق مواد‬.‫كيميائية مختلفة في الحمة الكلوية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬13( ‫صفحة‬ L3 Objective : 1-Difition of glomerular filtration. 2-Mechanism of glomerular filtration. 3-Struture of glomerular capillary membrane. Glomerular Filtration Urine formation begins with glomerular filtration, the bulk flow of fluid from the glomerular capillaries into Bowman's capsule. The glomerular filtrate (ie, the fluid within Bowman's capsule) is very much like blood plasma. However, plasma proteins, blood cells and protein binding substance like fatty acid are virtually excluded from moving through the filtration barrier. The filtrate contains most inorganic ions and low- molecular-weight organic solutes in virtually the same concentrations as in the plasma. Substances that are present in the filtrate at the same concentration as found in the plasma are said to be freely filtered. As glomeular filtrate leaves Bowman's capsule and passes through the renal tubules, its composition is modified by reabsorption of water and specific solutes back into the blood or by secretion of other substances from the peritubular capillaries into the tubules. The volume of filtrate formed per unit time is known as the glomerular filtration rate (GFR). In a normal young adult male, the GFR is an incredible 180 L/day (125 mL/min). When we recall that the average total volume of plasma in humans is approximately 3 L, it follows that the entire plasma volume is filtered by the kidneys some 60 times a day. The opportunity to filter L3 Objective : 1-Difition of glomerular filtration.. ‫ تقسيم الترشيح الكبيبي‬-L3 : 1 ‫الهدف‬ 2-Mechanism of glomerular filtration..‫آلية الترشيح الكبيبي‬-2 3-Struture of glomerular capillary membrane.. ‫ دعامة الغشاء الشعري الكبيبي‬-3 Glomerular Filtration Urine formation begins with glomerular filtration, the bulk flow of fluid from the glomerular capillaries into Bowman's capsule. ‫ وهو تدفق الجزء األكبر من السوائل من‬،‫الترشيح الكبيبي يبدأ تكوين البول بالترشيح الكبيبي‬.‫الشعيرات الدموية الكبيبية إلى محفظة بومان‬ The glomerular filtrate (ie, the fluid within Bowman's capsule) is very much like blood plasma..‫يشبه الترشيح الكبيبي (أي السائل الموجود داخل محفظة بومان) إلى حد كبير بالزما الدم‬ However, plasma proteins, blood cells and protein binding substance like fatty acid are virtually excluded from moving through the filtration barrier. ‫ فإن بروتينات البالزما وخاليا الدم والمواد الرابطة للبروتين مثل األحماض الدهنية يتم‬،‫ومع ذلك‬.‫استبعادها فعلًيا من التحرك عبر حاجز الترشيح‬ The filtrate contains most inorganic ions and low-molecular-weight organic solutes in virtually the same concentrations as in the plasma. ‫يحتوي المرشح على معظم األيونات غير العضوية والمذابات العضوية ذات الوزن الجزيئي‬.‫المنخفض بنفس التركيزات الموجودة في البالزما تقريًبا‬ Substances that are present in the filtrate at the same concentration as found in the plasma are said to be freely filtered..‫ويقال إن المواد الموجودة في المرشح بنفس التركيز الموجود في البالزما يتم ترشيحها بحرية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬14( ‫صفحة‬ As glomeular filtrate leaves Bowman's capsule and passes through the renal tubules, its composition is modified by reabsorption of water and specific solutes back into the blood or by secretion of other substances from the peritubular capillaries into the tubules. ‫ يتم تعديل تركيبه عن طريق‬،‫عندما يغادر المرشح الكبيبي محفظة بومان ويمر عبر األنابيب الكلوية‬ ‫إعادة امتصاص الماء ومذابات معينة مرة أخرى إلى الدم أو عن طريق إفراز مواد أخرى من‬.‫الشعيرات الدموية المحيطة باألنبيبات إلى األنابيب‬ The volume of filtrate formed per unit time is known as the glomerular filtration rate (GFR)..)GFR( ‫ُيعرف حجم الترشيح المتكون لكل وحدة زمنية بمعدل الترشيح الكبيبي‬ In a normal young adult male, the GFR is an incredible 180 L/day (125 mL/min). / ‫ مل‬125( ‫ لتًر ا في اليوم‬180 ‫ يبلغ معدل الترشيح الكبيبي‬،‫في الذكور البالغين الشباب العاديين‬.)‫دقيقة‬ When we recall that the average total volume of plasma in humans is approximately 3 L, it follows that the entire plasma volume is filtered by the kidneys some 60 times a day. ‫ فإن ذلك يعني أن‬،‫ لتر‬3 ‫عندما نتذكر أن متوسط​​الحجم اإلجمالي للبالزما في اإلنسان يبلغ حوالي‬.‫ مرة في اليوم‬60 ‫حجم البالزما بأكمله يتم تصفيته بواسطة الكلى حوالي‬ The opportunity to filter ‫فرصة التصفية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬14( ‫صفحة‬ such huge volumes of plasma enables the kidneys to excrete large quantities of waste products and to regulate the constituents of the internal environment very precisely. Urine formation results from glomerular filtration, tubular reabsorption, and tubular secretion The rates at which different substances are excreted in the urine represent the sum of three renal processes: (1) glomerular filtration, (2) reabsorption of substances from the renal tubules into the blood, and (3) secretion of substances from the blood into the renal tubules. Expressed mathematically as follow: Urinary excretion rate = Filtration rate - Reabsorption rate + Secretion rate According to this equation the renal handle different substances in four main pattern : A. some substance is freely filtered by the glomerular capillaries but is neither reabsorbed nor secreted. Therefore, its excretion rate is equal to filtration rate. B. some substance is freely filtered, but partly reabsorbed from the tubules back into the blood. Therefore, the rate of urinary excretion is less than the rate of filtration, like electrolytes (sodium, potassium) C. some substance is freely filtered at the glomerular capillaries but it is totally reabsorbed from the tubules back into the blood. Therefore, the rate of urinary excretion of these substance is zero, like amino acids and glucose. D. some substance is freely filtered at the glomerular capillaries and is not reabsorbed, but additional quantities of this substance are secreted from the blood into the renal tubules. The excretion rate in this case is calculated as filtration rate plus tubular secretion rate, like organic acids and base. such huge volumes of plasma enables the kidneys to excrete large quantities of waste products and to regulate the constituents of the internal environment very precisely. ‫هذه الكميات الضخمة من البالزما تمكن الكلى من إخراج كميات كبيرة من النفايات وتنظيم مكونات‬.‫البيئة الداخلية بدقة شديدة‬ Urine formation results from glomerular filtration, tubular ‫ينتج تكوين البول عن الترشيح الكبيبي األنبوبي‬ reabsorption, and tubular secretion The rates at which different substances are excreted in the urine represent the sum of three renal processes: (1) glomerular filtration, (2) reabsorption of substances from the renal tubules into the blood, and (3) secretion of substances from the blood into the renal tubules. ‫إعادة االمتصاص واإلفراز األنبوبي تمثل المعدالت التي تفرز بها مواد مختلفة في البول مجموع‬ ،‫) إعادة امتصاص المواد من األنابيب الكلوية إلى الدم‬2( ،‫) الترشيح الكبيبي‬1( :‫ثالث عمليات كلوية‬.‫) إفراز المواد من الدم إلى األنابيب الكلوية‬3( ‫و‬ Expressed mathematically as follow: Urinary excretion rate = Filtration rate - Reabsorption rate + Secretion rate According to this equation the renal handle different substances in four main pattern : A. some substance is freely filtered by the glomerular capillaries but is neither reabsorbed nor secreted. + ‫ معدل إعادة االمتصاص‬- ‫ معدل اإلطراح البولي = معدل الترشيح‬:‫ويعبر عنها رياضيا بما يلي‬ ‫ يتم ترشيح‬.‫ أ‬:‫معدل اإلفراز وفقا لهذه المعادلة تتعامل الكلى مع مواد مختلفة في أربعة أنماط رئيسية‬.‫بعض المواد بحرية بواسطة الشعيرات الدموية الكبيبية ولكنها ال يتم امتصاصها أو إفرازها‬ Therefore, its excretion rate is equal to filtration rate..‫وبالتالي فإن معدل إفرازه يساوي معدل الترشيح‬ B. some substance is freely filtered, but partly reabsorbed from the tubules back into the blood. ‫ ولكن يتم إعادة امتصاصها جزئًيا من األنابيب مرة أخرى إلى‬،‫ يتم ترشيح بعض المواد بحرية‬.‫ب‬.‫الدم‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬15( ‫صفحة‬ Therefore, the rate of urinary excretion is less than the rate of filtration, like electrolytes (sodium, potassium) C. some substance is freely filtered at the glomerular capillaries but it is totally reabsorbed from the tubules back into the blood. ‫ يتم‬.C )‫ مثل الشوارد (الصوديوم والبوتاسيوم‬،‫ فإن معدل إفراز البول أقل من معدل الترشيح‬،‫ولذلك‬ ‫ترشيح بعض المواد بحرية في الشعيرات الدموية الكبيبية ولكن يتم إعادة امتصاصها بالكامل من‬.‫األنابيب مرة أخرى إلى الدم‬ Therefore, the rate of urinary excretion of these substance is zero, like amino acids and glucose..‫ مثل األحماض األمينية والجلوكوز‬،‫ولذلك فإن معدل طرح هذه المواد في البول يكون صفرًا‬ D. some substance is freely filtered at the glomerular capillaries and is not reabsorbed, but additional quantities of this substance are secreted from the blood into the renal tubules. ‫ ولكن تفرز‬،‫ يتم ترشيح بعض المواد بحرية في الشعيرات الدموية الكبيبية وال يتم إعادة امتصاصها‬-‫د‬.‫كميات إضافية من هذه المادة من الدم إلى األنابيب الكلوية‬ The excretion rate in this case is calculated as filtration rate plus tubular secretion rate, like organic acids and base. ،‫يتم حساب معدل اإلفراز في هذه الحالة على أنه معدل الترشيح باإلضافة إلى معدل اإلفراز األنبوبي‬.‫مثل األحماض العضوية والقاعدة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬15( ‫صفحة‬ Figure9: Urine formation results from glomerular filtration, tubular reabsorption, and tubular secretion. Glomerular Capillary Membrane The filtered substances must pass from blood into bowman capsule through glomerular membrane. The total area of glomerular capillary endothelium across which filtration occurs in humans is about 0.8 m 2. The glomerular capillary membrane has had three major layers: 1.The endothelial cells of the capillaries, is perforated by many large fenestrae ("windows"), like a slice of Swiss cheese. and rich with fixed negative charges. 2.The basement membrane: The thickness of the basement membrane about 50 nm, it consist of glycoproteins and proteoglycans. The proteoglycans have a net negative charge. In minimal change nephropathy the negative charges on the basement membrane are lost , as a result proteins, especially albumin, are filtered and appear in the urine, a condition known as proteinuria or albuminuria. 3.The epithelial cells ( podocytes); the podocytes have an unusual octopus-like structure called pedicels (or foot processes), extend from each arm of the podocyte and are embedded in the basement membrane. Pedicels from adjacent podocytes interdigitate forming slits through which the filtrate enter Bowman's space. Podocyte membranes also have a high density of negative charge. The glomerulus also contain mesangial cells which are interstitial cells ,they act as phagocytes and remove trapped material from the basement membrane. They also contain myofilaments and can contract.Contraction of the mesangial cells could augment the resistance of the arterioles and possibly change the number of open capillary loops in the glomerular tuft. Figure9: Urine formation results from glomerular filtration, tubular reabsorption, and tubular secretion..‫ تكوين البول ينتج عن الترشيح الكبيبي وإعادة االمتصاص األنبوبي واإلفراز األنبوبي‬:9 ‫الشكل‬ Glomerular Capillary Membrane The filtered substances must pass from blood into bowman capsule through glomerular membrane..‫الغشاء الشعري الكبيبي يجب أن تمر المواد المرشحة من الدم إلى كبسولة بومان عبر الغشاء الكبيبي‬ The total area of glomerular capillary endothelium across which filtration occurs in humans is about 0.8 m2. 0.8 ‫تبلغ المساحة اإلجمالية للبطانة الشعرية الكبيبية التي يحدث من خاللها الترشيح عند البشر حوالي‬.‫متر مربع‬ The glomerular capillary membrane has had three major layers: 1.The endothelial cells of the capillaries, is perforated by many large fenestrae ("windows"), like a slice of Swiss cheese. ‫ الخاليا البطانية للشعيرات‬.1 :‫يتكون غشاء الشعيرات الدموية الكبيبي من ثالث طبقات رئيسية‬.‫ مثل شريحة الجبن السويسري‬،)"‫ مثقوبة بواسطة العديد من النوافذ الكبيرة ("النوافذ‬،‫الدموية‬ and rich with fixed negative charges.. ‫وغنية بالشحنات السالبة الثابتة‬ 2.The basement membrane: The thickness of the basement membrane about 50 nm, it consist of glycoproteins and proteoglycans. ‫ ويتكون من البروتينات السكرية‬،‫ نانومتر‬50 ‫ سمك الغشاء القاعدي حوالي‬:‫ الغشاء القاعدي‬.2.‫والبروتيوغليكان‬ The proteoglycans have a net negative charge..‫تحتوي البروتيوغليكان على شحنة سالبة صافية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬16( ‫صفحة‬ In minimal change nephropathy the negative charges on the basement membrane are lost , as a result proteins, especially albumin, are filtered and appear in the urine, a condition known as proteinuria or albuminuria. ‫ ونتيجة لذلك يتم‬،‫ يتم فقدان الشحنات السالبة من الغشاء القاعدي‬،‫في اعتالل الكلية التغيري البسيط‬ ‫ وهي حالة تعرف باسم البيلة البروتينية أو‬،‫ وتظهر في البول‬،‫ وخاصة األلبومين‬،‫ترشيح البروتينات‬.‫البيلة الزاللية‬ 3.The epithelial cells ( podocytes); the podocytes have an unusual octopus-like structure called pedicels (or foot processes), extend from each arm of the podocyte and are embedded in the basement membrane. ‫الخاليا الظهارية (الخاليا الرجلية)؛ تحتوي الخاليا الرجلية على بنية غير عادية تشبه األخطبوط‬.3 ‫ وتمتد من كل ذراع من الخاليا الرجلية وتكون مدمجة في الغشاء‬،)‫تسمى عنيقات (أو نتوءات القدم‬.‫القاعدي‬ Pedicels from adjacent podocytes interdigitate forming slits through which the filtrate enter Bowman's space. ‫تتشابك الباديالت من الخاليا الرجلية المجاورة مع الشقوق التي يدخل من خاللها المرشح إلى حيز‬.‫بومان‬ Podocyte membranes also have a high density of negative charge..‫تحتوي أغشية الخاليا بودوسيت أيًض ا على كثافة عالية من الشحنة السالبة‬ The glomerulus also contain mesangial cells which are interstitial cells ,they act as phagocytes and remove trapped material from the basement membrane. ‫تحتوي الكبيبة أيًض ا على خاليا مسراق الكبيبة وهي خاليا خاللية تعمل كخاليا بلعمية وتزيل المواد‬.‫المحاصرة من الغشاء القاعدي‬ They also contain myofilaments and can contract.Contraction of the mesangial cells could augment the resistance of the arterioles and possibly change the number of open capillary loops in the glomerular tuft. ‫ قد يؤدي تقلص الخاليا مسراق الكبيبة إلى‬.‫كما أنها تحتوي على خيوط عضلية ويمكن أن تنقبض‬.‫زيادة مقاومة الشرايين وربما تغيير عدد الحلقات الشعرية المفتوحة في الخصلة الكبيبية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬16( ‫صفحة‬  Figure 10.The glomerular membrane..Size, shape, and electrical charge affect the filterability of molecules The glomerular capillary membrane is thicker than most other capillaries, but it is also much more porous and therefore filters fluid at a high rate. The filtration rate, of any substance depend on: 1.Molecular size; Functionally, the glomerular membrane permits the free passage of neutral substances up to 4 nm in diameter and almost totally excludes those with diameters greater than 8 nm. Most plasma proteins are large molecules, so they are not appreciably filtered. 2.Electrical charge, glomerular endothelial cells, podocytes, and the basement membrane all have a negatively charge. They impede the passage of negatively charged molecules by electrostatic repulsion and favor the passage of positively charged molecules by electrostatic attraction. Filtration fraction(FF) The fraction of the renal plasma flow that is filtered (the filtration fraction) averages about 0.2; this means that about 20 per cent of the plasma flowing through the kidney is filtered through the glomerular capillaries. The filtration fraction is calculated as follows: Figure 10.The glomerular membrane..‫ الغشاء الكبيبي‬.10 ‫الشكل‬.Size, shape, and electrical charge affect the filterability of molecules The glomerular capillary membrane is thickerthan most other capillaries, but it is also much moreporous and therefore filters fluid at a high rate. ‫ إن غشاء الشعيرات الدموية‬.‫يؤثر الحجم والشكل والشحنة الكهربائية على قابلية ترشيح الجزيئات‬ ‫ ولكنه أيًض ا أكثر مسامية وبالتالي يقوم‬،‫الكبيبي أكثر سمًك ا من معظم الشعيرات الدموية األخرى‬.‫بتصفية السوائل بمعدل مرتفع‬ The filtration rate, of any substance depend on: 1.Molecular size; Functionally, the glomerular membrane permits the free passage of neutral substances up to 4 nm in diameter and almost totally excludes those with diameters greater than 8 nm. ‫ يسمح الغشاء الكبيبي‬،‫ من الناحية الوظيفية‬.‫الحجم الجزيئي‬.1 :‫يعتمد معدل الترشيح ألي مادة على‬ ‫ نانومتر ويستبعد تماًم ا تقريًبا تلك التي يزيد‬4 ‫بالمرور الحر للمواد المحايدة التي يصل قطرها إلى‬.‫ نانومتر‬8 ‫قطرها عن‬ Most plasma proteins are large molecules, so they are not appreciably filtered..‫ لذلك ال يتم ترشيحها بشكل ملحوظ‬،‫معظم بروتينات البالزما هي جزيئات كبيرة‬ 2.Electrical charge, glomerular endothelial cells, podocytes, and the basement membrane all have a negatively charge. ‫ والغشاء القاعدي جميعها لها شحنة‬،‫ والخاليا الرجلية‬،‫ والخاليا البطانية الكبيبية‬،‫ الشحنة الكهربائية‬.2.‫سالبة‬ They impede the passage of negatively charged molecules by electrostatic repulsion and favor the passage of positively charged molecules by electrostatic attraction. ‫إنها تعيق مرور الجزيئات سالبة الشحنة عن طريق التنافر الكهروستاتيكي وتشجع مرور الجزيئات‬.‫المشحونة إيجابيا عن طريق الجذب الكهروستاتيكي‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬17( ‫صفحة‬ Filtration fraction(FF) The fraction of the renal plasma flow that is filtered (the filtration fraction) averages about 0.2; this means that about 20 per cent of the plasma flowing through the kidney is filtered through the glomerular capillaries. ‫) يبلغ متوسط​​جزء تدفق البالزما الكلوية الذي يتم ترشيحه (جزء الترشيح) حوالي‬FF( ‫جزء الترشيح‬ ‫ من البالزما التي تتدفق عبر الكلى يتم ترشيحها من خالل الشعيرات‬%20 ‫؛ وهذا يعني أن حوالي‬0.2.‫الدموية الكبيبية‬ The filtration fraction is calculated asfollows: :‫يتم حساب جزء الترشيح على النحو التالي‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬17( ‫صفحة‬ Determinants of the GFR The pressures that drive fluid movement across the glomerular capillary wall are the Starling forces(pressures). There are four Starling pressures: two hydrostatic pressures (one in glomerular capillary and called Glomerular hydrostatic pressure PG and one in Bowman’s capsul called th Bowman’s capsule hydrostatic pressure PB) and two colloid osmotic pressures (one in glomerular capillary and called Glomerular capillary colloid osmotic pressure πG and one in Bowman's space and called Bowman’s capsule colloid osmotic pressure πB). According to the Starling equation the GFR is the product of Filtration coefficient (K f) and Determinants of the GFR The pressures that drive fluid movement across the glomerular capillary wall are the Starling forces(pressures). ‫ الضغوط التي تدفع حركة السوائل عبر جدار الشعيرات الدموية الكبيبي هي قوى‬GFR ‫محددات‬.)‫ستارلينغ (الضغوط‬ There are four Starling pressures: two hydrostatic pressures (one in glomerular capillary and called Glomerular hydrostatic pressure PG and one in Bowman’s capsul called th Bowman’s capsule hydrostatic pressure PB) and two colloid osmotic pressures (one in glomerular capillary and called Glomerular capillary colloid osmotic pressure πG and one in Bowman's space and called Bowman’s capsule colloid osmotic pressure πB). ‫ ضغطان هيدروستاتيكيان (أحدهما في الكبيبة الشعرية ويسمى الضغط‬:‫هناك أربعة ضغوط زرزور‬ ‫ واآلخر في محفظة بومان يسمى الضغط الهيدروستاتيكي لمحفظة بومان‬PG ‫الهيدروستاتيكي الكبيبي‬ ‫) واثنين من الضغوط االسموزية الغروانية (أحدهما في الكبيبة الشعرية ويسمى الضغط‬PB ‫ وواحد في فضاء بومان ويسمى كبسولة بومان الضغط‬πG.)‫األسموزي الغروي الكبيبي الشعري‬.)πB ‫األسموزي الغروي‬ According to the Starling equation the GFR is the product of Filtration coefficient (Kf) and ‫) و‬Kf( ‫) هو حاصل ضرب معامل الترشيح‬GFR( ‫وفقا لمعادلة ستارلينغ فإن معدل الترشيح الكبيبي‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬18( ‫صفحة‬ the net ultrafiltration pressure. The net filtration pressure, is the algebraic sum of the four Starling pressures as in the following equation: The net filtration = Forces Favoring Filtration - Forces Opposing Filtration Forces Favoring Filtration (mm Hg) Glomerular hydrostatic pressure 60 Bowman’s capsule colloid osmotic pressure 0 Forces Opposing Filtration (mm Hg) Bowman’s capsule hydrostatic pressure 18 Glomerular capillary colloid osmotic pressure 32 Thus the net filtration = [(60 + 0-(18+32)] = 10 mmHg. According to the Starling equation GFR =Kf x 10 where GFR is the Glomerular filtration rate (mL/min), K f is Filtration coefficient (mL/min. mm Hg) , PG is Hydrostatic pressure in glomerular capillary (mm Hg) , PB is Hydrostatic pressure in Bowman's space (mm Hg), πG is colloid osmotic pressure in glomerular capillary (mm Hg) and πB is colloid osmotic pressure in Bowman's space. Figure9 : The forces causing filtration by the glomerular capillaries. For glomerular capillaries, the net ultrafiltration pressure is 10 mmHg in favors of filtration, so that the direction of fluid movement is always out of the capillaries. The greater the net pressure, the higher the rate of glomerular filtration. Filtration coefficient(Kf ) the net ultrafiltration pressure..‫صافي ضغط الترشيح الفائق‬ The net filtration pressure, is the algebraic sum of the four Starling pressures as in the following equation: The net filtration = Forces Favoring Filtration - Forces Opposing Filtration Forces Favoring Filtration (mm Hg) Glomerular hydrostatic pressure 60 Bowman’s capsule colloid osmotic pressure 0 Forces Opposing Filtration (mm Hg) Bowman’s capsule hydrostatic pressure 18 Glomerular capillary colloid osmotic pressure 32 Thusthe net filtration = [(60 + 0-(18+32)] = 10 mmHg. ‫ صافي‬:‫صافي ضغط الترشيح هو المجموع الجبري لضغوط ستارلينغ األربعة كما في المعادلة التالية‬ )‫ القوى المعاكسة للترشيح القوى المفضلة للترشيح (مم زئبق‬- ‫الترشيح = القوى المفضلة للترشيح‬ ‫ القوى المعاكسة‬0 ‫ ضغط كبسولة بومان الغروي األسموزي‬60 ‫الضغط الهيدروستاتيكي الكبيبي‬ ‫ الضغط األسموزي الغروي الكبيبي‬18 ‫الترشيح (مم زئبق) الضغط الهيدروستاتيكي لكبسولة بومان‬.‫ مم زئبق‬10 = ])32+18(-0 + 60([ = ‫ وبالتالي صافي الترشيح‬32 ‫الشعري‬ According to the Starling equation GFR =Kf x 10 where GFR is the Glomerular filtration rate (mL/min), Kf is Filtration coefficient (mL/min. ‫ هو‬Kf ،)‫دقيقة‬/‫ هو معدل الترشيح الكبيبي (مل‬GFR ‫ حيث‬GFR =Kf x 10 ‫وفًقا لمعادلة ستارلينغ‬.)‫دقيقة‬/‫معامل الترشيح (مل‬ mm Hg) , PG is Hydrostatic pressure in glomerular capillary (mm Hg) , PB is Hydrostatic pressure in Bowman's space (mm Hg), πG is colloid osmotic pressure in glomerular capillary (mm Hg) and πB is colloid osmotic pressure inBowman's space. ‫ هو‬PB ،)‫ هو الضغط الهيدروستاتيكي في الشعيرات الدموية الكبيبية (مم زئبق‬PG ،)‫مم زئبق‬ ‫ هو الضغط األسموزي الغرواني في‬πG ،)‫الضغط الهيدروستاتيكي في حيز بومان (مم زئبق‬.‫ هو الضغط األسموزي الغرواني في حيز بومان‬πB ‫الشعيرات الدموية الكبيبية (مم زئبق) و‬ Figure9 : The forces causing filtration by the glomerular capillaries..‫ القوى المسببة للترشيح بواسطة الشعيرات الدموية الكبيبية‬:9 ‫الشكل‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬19( ‫صفحة‬ For glomerular capillaries, the net ultrafiltration pressure is 10 mmHg in favors of filtration, so that the direction of fluid movement is always out of the capillaries. ‫ بحيث‬،‫ مم زئبق لصالح الترشيح‬10 ‫ يكون صافي ضغط الترشيح الفائق‬،‫بالنسبة للشعيرات الكبيبية‬.‫يكون اتجاه حركة السوائل دائًم ا خارج الشعيرات الدموية‬ The greater the net pressure, the higher the rate of glomerular filtration..‫ ارتفع معدل الترشيح الكبيبي‬،‫كلما زاد الضغط الصافي‬ Filtration coefficient(Kf ) )‫معامل الترشيح (كف‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬19( ‫صفحة‬  The Kf is the water permeability or hydraulic conductance of the glomerular capillary wall. The two factors that contribute to K f are the water permeability of glomerular capillary per unit of surface area time the total surface area of the glomerular capillary. K f is calculated from GFR and the net filtration pressure , normally the GFR is about 125 ml/min and the net filtration pressure is 10 mm Hg, Kf = GFR/ net filtration pressure Kf = 125/10 =12.5 ml/min/mm Hg The normal Kf is calculated to be about 12.5 ml/min/mm Hg of filtration pressure for both kidneys. When Kf is expressed per 100 grams of kidney weight, it averages about 4.2 ml/min/mm Hg. The of Kf of renal capillary glomeruli is about 400 times as high as the K f of most other capillary systems of the body; the average Kf of many other tissues in the body is only about 0.01 ml/min/mm Hg per 100 grams. This high Kf for the glomerular capillaries contributes tremendously to their rapid rate of fluid filtration. Factors that decrease GFR 1.decreased Kf lead to decrease GFR, as in uncontrolled hypertension and diabetes mellitus which results in increasing the thickness of the glomerular capillary basement membrane and, eventually, by damaging the capillaries 2. Increased bowman's capsule hydrostatic pressure decreases GFR. This can be produced by obstructing urine flow (e.g., ureteral stone ) 3. Increased glomerular capillary colloid osmotic pressure decreases GFR. 4. constriction of the afferent arteriole, in which afferent arteriolar resistance increases. This will lead to decreases glomerular Hydrostatic Pressure and also decreases GFR. Figure10: decrease GFR due to constriction of the afferent arteriole Factors that increase GFR The main factors that can increase GFR are 1. Increased glomerular capillary hydrostatic pressure increases GFR The Kf is the water permeability or hydraulic conductance of the glomerular capillary wall..‫ هو نفاذية الماء أو التوصيل الهيدروليكي لجدار الشعيرات الدموية الكبيبي‬Kf The two factors that contribute to Kf are the water permeability of glomerular capillary per unit of surface area time the total surface area of the glomerular capillary. ‫ هما نفاذية الماء في الشعيرات الدموية الكبيبية لكل وحدة مساحة‬Kf ‫العامالن اللذان يساهمان في‬.‫سطحية مضبوطة على إجمالي مساحة سطح الشعيرات الدموية الكبيبية‬ Kf is calculated from GFR and the net filtration pressure , normally the GFR is about 125 ml/min and the net filtration pressure is 10 mm Hg, Kf = GFR/ net filtration pressure Kf = 125/10 =12.5 ml/min/mm Hg The normal Kf is calculated to be about 12.5 ml/min/mm Hg of filtration pressure for both kidneys. ‫دقيقة‬/‫ مل‬125 ‫ حوالي‬GFR ‫ وعادة ما يكون‬،‫ وصافي ضغط الترشيح‬GFR ‫ من‬Kf ‫يتم حساب‬ Kf = 125/10 = ‫ صافي ضغط الترشيح‬/Kf = GFR ،‫ مم زئبق‬10 ‫وصافي ضغط الترشيح هو‬ ‫مم زئبق من‬/‫دقيقة‬/‫ مل‬12.5 ‫ ليكون حوالي‬Kf ‫مم زئبق يتم حساب المعدل الطبيعي لـ‬/‫دقيقة‬/‫ مل‬12.5.‫ضغط الترشيح لكلتا الكليتين‬ When Kf is expressed per 100 grams of kidney weight, it averages about 4.2 ml/min/mm Hg. ‫مم‬/‫دقيقة‬/‫ مل‬4.2 ‫ فإنه يبلغ متوسطه حوالي‬،‫ جرام من وزن الكلى‬100 ‫ لكل‬Kf ‫عندما يتم التعبير عن‬.‫زئبق‬ The of Kf of renal capillary glomeruli is about 400 times as high as the Kf of most other capillary systems of the body; the average Kf of many other tissues in the body is only about 0.01 ml/min/mm Hg per 100 grams. ‫ في معظم‬Kf ‫ مرة أعلى من‬400 ‫ في كبيبات الشعيرات الدموية الكلوية حوالي‬Kf ‫يبلغ ارتفاع‬ ‫​ للعديد من األنسجة األخرى في الجسم حوالي‬Kf ‫األنظمة الشعرية األخرى في الجسم؛ يبلغ متوسط‬.‫ جرام‬100 ‫ ملم زئبق لكل‬/ ‫ دقيقة‬/ ‫ مل‬0.01 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬20( ‫صفحة‬ This high Kf for the glomerular capillaries contributes tremendously to their rapid rate of fluid filtration..‫ في الشعيرات الدموية الكبيبية بشكل كبير في معدل ترشيح السوائل السريع‬Kf ‫يساهم ارتفاع‬ Factors that decrease GFR 1.decreased Kf lead to decrease GFR, as in uncontrolled hypertension and diabetes mellitus which results in increasing the thickness of the glomerular capillary basement membrane and, eventually, by damaging the capillaries 2. ،‫ يؤدي إلى انخفاض معدل الترشيح الكبيبي‬Kf ‫ انخفاض‬.1 ‫العوامل التي تقلل معدل الترشيح الكبيبي‬ ‫كما هو الحال في ارتفاع ضغط الدم غير المنضبط ومرض السكري مما يؤدي إلى زيادة سمك الغشاء‬.2 ‫ عن طريق إتالف الشعيرات الدموية‬،‫ وفي النهاية‬،‫القاعدي الشعري الكبيبي‬ Increased bowman's capsule hydrostatic pressure decreases GFR..)GFR( ‫تؤدي زيادة الضغط الهيدر