معلومة

إفراز الأيونات أحادية التكافؤ وثنائية التكافؤ في أسماك القرش


لقد سمعت أن أسماك القرش تفرز $ ce {Na +} $ و $ ce {Cl -} $ عن طريق أسطح الخياشيم ولكن الأيونات ثنائية التكافؤ مثل المغنيسيوم تفرز من خلال البراز. ماذا يمكن أن يكون السبب وراء هذا؟


يبدو أن السبب الرئيسي هو آلية لتوفير المياه والسماح بإفراز تركيزات أعلى من الأيونات. انظر الصورة (من هنا):

يدخل البول الكبيبات بمعدل منخفض نسبيًا وبتركيز منخفض من المغنيسيوم. تشير الورقة المذكورة أدناه إلى تركيز 1.5 ملي مولار. أول المركبات العضوية مثل الجلوكوز يتم استردادها بنشاط ، الماء يتبع الجزيئات بشكل سلبي. ثم أدخل المزيد من الأيونات مثل Ca $ ^ {2 +} $ في الجزء القريب الثاني. في الجزء البعيد أخيرًا يتم نقل الصوديوم والكلوريد بشكل نشط بينما يترك الماء الجزء بشكل سلبي. يتم ترك الأيونات ثنائية التكافؤ (المغنيسيوم والكالسيوم) بتركيزات عالية (تشير الورقة أدناه إلى أن تركيز المغنيسيوم يبلغ الآن حوالي 130 ملي مولار). يساعد هذا في تركيز هذه الأيونات للإفراز مع فقدان أقل قدر ممكن من الماء في نفس الوقت. يتم تنظيم الصوديوم والكلوريد بنشاط في الخياشيم.

للحصول على نظرة عامة موجزة ، انظر الرابط في الصورة أعلاه ، للحصول على عرض مفصل ، ألق نظرة على المنشور التالي: "Kidneys sans glomeruli".


Osmoconformer

Osmoconformers هي كائنات بحرية تحافظ على بيئة داخلية متساوية التوتر مع بيئتها الخارجية. [1] وهذا يعني أن الضغط التناضحي لخلايا الكائن الحي يساوي الضغط الاسموزي للبيئة المحيطة بها. عن طريق تقليل التدرج التناضحي ، يؤدي ذلك إلى تقليل التدفق الصافي وتدفق المياه إلى داخل الخلايا وخارجها. على الرغم من أن محولات التناضح لها بيئة داخلية متكافئة مع بيئتها الخارجية ، فإن أنواع الأيونات في البيئتين تختلف اختلافًا كبيرًا من أجل السماح بحدوث وظائف بيولوجية مهمة. [2]

من مزايا التناضح الاسمي أن هذه الكائنات لا تحتاج إلى إنفاق قدر كبير من الطاقة مثل منظمات التناضح من أجل تنظيم التدرجات الأيونية. ومع ذلك ، لضمان وجود الأنواع الصحيحة من الأيونات في الموقع المطلوب ، يتم إنفاق كمية صغيرة من الطاقة على النقل الأيوني. من عيوب التناضح أن الكائنات الحية تخضع لتغيرات في الأسمولية لبيئتها. [3]


2 الكلى

يحلل هذا الفصل دور الكلى في بعض الكائنات البحرية. في أشكال المياه العذبة ، تعمل الكلى إلى حد كبير كجهاز لإخراج الماء. مع استثناءات نادرة ، يتم تحقيق ذلك عن طريق الترشيح في الكبيبة الكلوية ويعني وجود مكونات خلوية مناسبة لحفظ الأيونات المفلترة وإفراز البول المخفف. في أشكال التليوست البحرية ، تعمل الكلى بشكل رئيسي كجهاز إخراج لأيونات المغنيسيوم والكبريتات. في الأشكال البحرية الكبيبية ، يجب أن تكون الآلات المصاحبة موجودة للحفاظ على المياه ، والأيونات أحادية التكافؤ ، ومكونات البلازما الأخرى المفلترة. لقد جمعت أسماك القرش الغضروفية ، والزلاجات ، والشفنين ، نظرًا لفرط نضجها في البيئة البحرية ، بين الوظائف الرئيسية لكليتي أسماك المياه العذبة والأسماك العظمية البحرية. يجمع الفصل جميع المعلومات المتاحة المتعلقة ببنية ووظيفة كلية الأسماك ويقدم توليفًا موحدًا لفهم دور هذا العضو في تنظيم سوائل الجسم ، ووظيفة النيفرون المحددة في الأسماك ، والأهمية التطورية لمناطق الأسماك. النيفرون في الأسماك والفقاريات العليا.


منتجات الإخراج والتخلص منها أسئلة إضافية مهمة نوع الإجابة قصيرة جدًا

السؤال رقم 1.
ما هو النيفرون؟
إجابة:
الوحدة الوظيفية للكلية.

السؤال 2.
ما هي خلية اللهب؟
إجابة:
وحدة الإخراج في بلاناريا ، الدودة الشريطية ، حظ الكبد.

السؤال 3.
ما هو التبول؟
إجابة:
إنه فعل فراغ المثانة البولية ، وهو نشاط تحت السيطرة العصبية والطوعية.

السؤال 4.
ما هي الحيوانات ammonotelic؟
إجابة:
الحيوانات التي تفرز المخلفات النيتروجينية مثل الأمونيا هي حيوانات كيميائية ، مثل بعض الأسماك.

السؤال 5.
ما هي الغدة الخضراء وفي أي حيوان توجد؟
إجابة:
إنه هيكل مطرح موجود في القريدس.

السؤال 6.
ما هو الهرمون المضاد لإدرار البول؟
إجابة:
إنه الهرمون الذي يساعد في إعادة امتصاص الماء في النيفرون ، ويسمى أيضًا فاسوبريسين (تفرزه الغدة النخامية بعد).

السؤال 7.
عرّف الإفراز.
إجابة:
الإخراج هو عملية التخلص من الفضلات الأيضية من الجسم.

السؤال 8.
ما هي مادة تجسيد اللون الموجودة في البول؟
إجابة:
أوركروم.

السؤال 9.
ما هي مدرات البول؟
إجابة:
المواد التي تزيد من حجم الماء ، والتي تفرز في صورة بول ، تسمى مدرات البول ، مثل الشاي والقهوة والمشروبات الكحولية.

السؤال 10.
ما هو التنظيم؟
إجابة:
هو الحفاظ على الماء وتركيز الدم الأسموزي.

السؤال 11.
قم بتسمية عضو الجهاز الإخراجي الذي يخزن البول قبل إزالته من الجسم.
إجابة:
مثاني بولية.

السؤال 12.
في أي جزء من النيفرون يحدث الترشيح؟
إجابة:
الكبيبة.

السؤال 13.
ماذا يحدث للمواد المفيدة التي يتم ترشيحها في الأنابيب الكلوية؟
إجابة:
يتم امتصاصهم في الدم.

السؤال 14.
أشر إلى العضو الإخراجي الرئيسي؟
إجابة:
كلية.

السؤال 15.
اكتب المنتجات التي تفرزها الأعضاء التالية.
(أ) الرئة
إجابة:
الرئة: ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء

(ب) الجلد ،
إجابة:
الجلد: اليوريا والماء وبعض الأملاح

(ج) الأمعاء.
إجابة:
الأمعاء: بعض الأملاح مثل الكالسيوم والحديد.

السؤال 16.
ما الذي تفرزه الكلى في البول؟
إجابة:
اليوريا.

السؤال 17.
في أي جزء من النيفرون يحدث الترشيح؟
إجابة:
جلوميملي.

السؤال 18.
من ينقي الدم؟
إجابة:
تقوم الكلى بتصفية الدم ، والذي يحدث بين الكبيبة وكبسولة بومان.

السؤال 19.
لماذا من الضروري إزالة النفايات عن طريق الإخراج؟
إجابة:
إنه ضروري وضروري لأن جميع منتجات النفايات سامة وضارة.

منتجات الإخراج والتخلص منها أسئلة إضافية مهمة نوع الإجابة المختصرة

السؤال رقم 1.
فرّق بين العرق والدهون.
إجابة:

يعرق الزهم
1. إنها حالة سائلة من إفراز القصدير. 1. إنه إفراز شبه صلب
2. كلوريد الصوديوم. تفرز اليوريا والأحماض الأمينية. 2. تفرز الشموع والأحماض الدهنية والستيرول.
3. تفرز بكميات كبيرة 3. تفرز بكميات صغيرة
4. أيضا دور التنظيم الحراري. 4. لا يوجد دور تنظيمي للحرارة.

السؤال 2.
ما هي العواقب التي ستتبع لفشل إعادة الامتصاص الأنبوبي في النيفرون؟
إجابة:
النيفرون هي الوحدات الهيكلية والوظيفية لكل كلية. مع فشل إعادة الامتصاص في النيفرون ، سيتم إخراج المواد التي تشتد الحاجة إليها مثل الجلوكوز والأحماض الأمينية والماء والأملاح وما إلى ذلك مع البول.

سيضعف الأداء البيولوجي للأعضاء والجسم ، وسيحدث الموت في النهاية.

السؤال 3.
كيف يتم الحصول على ضغط الترشيح الصافي؟
إجابة:
يبلغ ضغط الدم في الشرايين الواردة (+ ملم زئبق 75). ويعارض ذلك الضغط الاسموزي لبروتينات البلازما بمقدار (-) 30 مم زئبق والضغط بين الأنبوبين (-) 20 مم زئبق. ضغط الترشيح الصافي هو (+) 25 مم زئبق الذي يعمل في الترشيح الكبيبي كقوة دافعة. يتم إنتاج حوالي 172 لترًا من المرشح الكبيبي في غضون 24 ساعة. وهو ما يقرب من 4-1 / 2 ضعف إجمالي السوائل في جسم الإنسان.

السؤال 4.
قائمة ببعض الوظائف الهامة للكلى؟
إجابة:
تلعب الكلى دورًا حيويًا على النحو التالي:
(أ) يزيل النفايات النيتروجينية من الدم.
(ب) ينظم توازن السوائل بين المدخول وفقدان السوائل.
(ج) يزيل العقاقير والبنسلين والسموم وغيرها من الدم.
(د) يحافظ على توازن الحمض القاعدي (pH)
(هـ) ينظم توازن المنحل بالكهرباء.

السؤال 5.
التفرق بين الحالب والإحليل؟
إجابة:

الحالب الإحليل
1. إنه أنبوب عضلي. 1. إنه أنبوب غشائي.
2. إنها طويلة. 2. إنها قصيرة.
3. ينشأ من الحوض الكلوي للكلية. 3. ينشأ من المثانة البولية.
4. ينقل البول إلى المثانة البولية. 4. يزيل البول المخزن من الخارج.
5. لا يوجد شوكة عضلية. 5. الشظية العضلية تحافظ على مجرى البول مغلقًا باستثناء التبول.

السؤال 6.
كيف يتم إفراز حمض البوليك في الطيور والزواحف؟
إجابة:
في الطيور والزواحف ، يتكون حمض البوليك في الغالب في الكبد ، وينتقل إلى الكلى عن طريق الدم. يتم فصله عن طريق الأنابيب الكلوية ويتم تخزينه مؤقتًا في المذرق. يتم امتصاص الماء من خلال جدران مرققة ، وتحتاج فقط إلى كمية قليلة من الماء للإفراز. في الطيور ، يتم التخلص من البول بشكل يشبه المعجون مع البراز.

السؤال 7.
اسم واذكر بإيجاز العمليات التي ينطوي عليها تكوين البول.
إجابة:
يتكون البول من العمليات المركبة على النحو التالي:
(أ) الترشيح الكبيبي: يتم ترشيح نفايات التمثيل الغذائي والمواد الأخرى بواسطة الكبيبات بسبب توليد ضغط الترشيح الصافي.
(ب) إعادة الامتصاص: يتم إعادة امتصاص الماء والمواد الأخرى المطلوبة بشكل انتقائي من المرشح ، بحيث يتركز البول.
(ج) الإفراز الأنبوبي: تفرز الأنابيب الصغيرة أيونات معينة (مثل K + في مقابل Na +) ، واليوريا ، والكرياتينين ، وحمض البوليك ، والأمونيا ، وما إلى ذلك. هذه العملية أكثر أهمية في الأسماك البحرية والبرمائيات الصحراوية من الثدييات.

السؤال 8.
التفريق بين ureotelism و Uricotelism.
إجابة:

Ureotelism Uricotelism
1. عملية التخلص من اليوريا الرئيسية. 1. عملية التخلص من حمض اليوريك بشكل رئيسي.
2. الماء مطلوب بشكل معتدل للإفراز. 2. كمية أقل بكثير من المياه المطلوبة للإخراج.
3. يتطلب تخليق اليوريا إنفاق طاقة أقل. 3. يحتاج تصنيع حمض اليوريك إلى مزيد من إنفاق الطاقة.

السؤال 9.
ما هو التهاب الكلية؟ ما هو التبول في الدم؟
إجابة:
وهي عدوى بكتيرية تسبب التهاب الحوض الكلوي والنيفرون والأنسجة النخاعية للكلية. إنه يؤثر على آلية التيار المضاد. أعراضه الرئيسية هي التبول المتكرر والمؤلم والحمى والألم في منطقة أسفل الظهر.

يسمى ارتفاع تركيز اليوريا وحمض البوليك والكرياتينين وما إلى ذلك في الدم بسبب عدوى بكتيرية أو بعض الانسداد في مجرى الجهاز البولي.

السؤال 10.
وضّح ما إذا كانت العبارات التالية صواب أم خطأ
(أ) يتم التبول عن طريق منعكس.
إجابة:
حقيقي

(ب) يساعد ADH في التخلص من الماء ، مما يجعل البول ناقص التوتر.
إجابة:
خاطئة

(ج) يتم ترشيح السوائل الخالية من البروتين من بلازما الدم إلى كبسولة Bowman & # 8217s
إجابة:
حقيقي

(د) تلعب حلقة Henle & # 8217s دورًا مهمًا في تركيز البول.
إجابة:
حقيقي
(هـ) يتم إعادة امتصاص الجلوكوز بنشاط في الأنابيب الملتوية القريبة.
إجابة:
حقيقي

السؤال 11.
طابق عناصر العمود الأول مع عناصر العمود الثاني.

العمود الأول العمود الثاني
(أ) Ammonotelism (ط) الطيور
(ب) Bowman & # 8217s كبسولة (2) البول مفرط التوتر
(ج) التبول (3) نظام التيار المعاكس
(د) Uricotelism (4) الأسماك العظمية
(هـ) فاسا المستقيم (ت) المثانة البولية
(و) الزهم (السادس) الجلوكوز
(ز) ADH (السابع) التغيير الكبيبي
(ح) إعادة امتصاص أنبوبي (ثامنا) الجلد

العمود الأول العمود الثاني
(أ) Ammonotelism (4) الأسماك العظمية
(ب) Bowman & # 8217s كبسولة (السابع) التغيير الكبيبي
(ج) التبول (ت) المثانة البولية
(د) Uricotelism (ط) الطيور
(هـ) فاسا المستقيم (3) نظام التيار المعاكس
(و) الزهم (ثامنا) الجلد
(ز) ADH (2) البول مفرط التوتر
(ح) إعادة امتصاص أنبوبي (السادس) الجلوكوز

السؤال 12
املأ الفراغات بالكلمات المناسبة:
(أ) أثناء التبول ، تنقبض المثانة البولية والعضلة العاصرة في مجرى البول وتسترخي
(ب) تم العثور على خلايا اللهب ونبيبات malpighian في وكبسولة Bowman & # 8217s و glomerulus على التوالي.
(ج) يدخل الدم الكبيبة من خلال الشريان الكلوي ويترك عبر الشريان الوارد.
(د) يتكون نظامان للتيار المعاكس في الكلى هما النخاع الكلوي والقشرة الكلوية
(هـ) يعمل العرق على القضاء على الماء والملح بشكل رئيسي

السؤال 13.
قارن وقارن بين مشاكل تنظيم التناضح وتكيفات الأسماك البحرية العظمية مع أسماك المياه العذبة العظمية.
إجابة:
التنظيم العضوي في المياه العذبة للأسماك العظمية البحرية ، لا تشرب الماء لتقليل الحاجة لطرد المياه الزائدة. في هذه الحالة ، يتم تقليل امتصاص الماء وفقدان الملح من خلال تغطية الجسم المتخصصة. تتمتع حيوانات المياه العذبة بالقدرة على امتصاص الأملاح من البيئة. يحدث النقل النشط للأيونات ضد التدرج في التركيز ، وخلايا متخصصة تسمى الخلايا الأحادية أو خلايا الكلوريد في الغشاء الخيشومي لأسماك المياه العذبة. يمكنها استيراد Na + و CI & # 8211 من المياه المحيطة التي تحتوي على أقل من 1 مم من كلوريد الصوديوم عندما يتجاوز تركيزها في البلازما من كلوريد الصوديوم 100 مم.

التنظيم الأسموزي في البيئة البحرية تمتلك مياه البحر أسمولية تبلغ حوالي 1000m Osm L مشاكل تنظيم التناضح في المياه البحرية تتعارض مع تلك الموجودة في بيئة المياه العذبة. تمتلك الأسماك العظمية البحرية سوائل الجسم منخفضة التوتر لمياه البحر ، وبالتالي فإنها تميل إلى فقدان الماء من الجسم من خلال الأسطح القابلة للنفاذ.

للتعويض عن فقدان المياه ، تشرب الأسماك العظمية البحرية مياه البحر ، مما يؤدي إلى زيادة الأملاح. تساعد الخلايا الأحادية أو خلايا الكلوريد في الغشاء الخيشومي للأسماك العظمية البحرية على التخلص من الأيونات أحادية التكافؤ الزائدة من سوائل الجسم إلى مياه البحر. يتم التخلص من الكاتيونات ثنائية التكافؤ بشكل عام مع البراز.

السؤال 14.
اذكر أهمية أنظمة التيار المعاكس في وظائف الكلى.
إجابة:
المستقيم Vasa هو المسؤول عن تركيز البول. المستقيم الإناء على شكل حلقات. لذلك ، يتدفق الدم في اتجاهين متعاكسين في طرفين من كل وعاء فكتا ، حيث يتلامس الدم الذي يدخل طرفه النازل عن كثب مع الدم الخارج في الطرف الصاعد. هذا يسمى نظام التيار المعاكس. يشكل طرفا حلقي Henle نظامًا آخر للتيار المعاكس.

الأهمية: يساهم نظام التيار المعاكس بشكل كبير في تركيز البول في الثدييات.

السؤال 15.
اذكر موقف ووظيفة الجهاز المجاور للكبيبات؟
إجابة:
هذا جهاز خلوي متخصص يقع حيث يمر النبيب الملتوي البعيد بالقرب من كبسولة Bowman & # 8217s بين الشرايين الواردة والصادرة. تفرز خلايا JGA مادة مثل الرينين التي تنظم ضغط الدم وتدفق الدم الكلوي ، وبالتالي يتم تنظيم GFR.

السؤال 16.
وصف دوائر التغذية المرتدة الهرمونية في التحكم في وظائف الكلى.
إجابة:
يمكن تحديد نوعين من الضبط الهرموني المهم لوظيفة الكلى عن طريق دوائر التغذية الراجعة السلبية:
1. التحكم بالهرمون المضاد لإدرار البول ADH: يُفرز هرمون ADH في منطقة ما تحت المهاد في الدماغ ويُطلق في الدم من الغدة النخامية ، ويعزز احتباس السوائل عن طريق جعل الكلى تعيد امتصاص المزيد من الماء. يتم إطلاق هرمون ADH عندما تكتشف المستقبلات التناضحية في منطقة ما تحت المهاد زيادة في الأسمولية في الدم.

كما تعزز خلايا مستقبلات التناضح العطش. يقلل الشرب من الأسمولية في الدم مما يثبط إفراز ADB ، وبالتالي يكمل دائرة التغذية الراجعة.

2. التحكم عن طريق جهاز Juxtaglomerular (JGH): يعمل بنظام الرينين-أنجيوتنسين-الألدوستيرون (RAAS) متعدد الهرمونات. يستجيب JGA لخفض ضغط الدم وإطلاق إنزيم الرينين في الدم. في الدم ، يبدأ الإنزيم بتفاعلات كيميائية تحول بروتين بلازما يسمى مولد الأنجيوتنسين إلى ببتيد يسمى أنجيوتنسين 2 والذي يعمل كهرمون.

يزيد أنجيوتنسين 2 من ضغط الدم ويحفز الغدة الكظرية لإفراز هرمون الألدوستيرون. يؤدي هذا إلى زيادة حجم الدم وضغطه مما يكمل دائرة التغذية الراجعة من خلال دعم إطلاق الرينين.

لا يزال هرمون آخر ، وهو الببتيد المسمى Atrial Natriuretic Factor ANF) ، يعارض التنظيم بواسطة RAAS.

وهكذا ، يوفر ADH و RAAS و ANF نظامًا مفصلاً من الفحوصات والتوازن الذي ينظم عمل الكلى للتحكم في سوائل الجسم والأسمولية وتركيز الملح وضغط الدم وحجم الدم.

السؤال 17.
اذكر المكونات الطبيعية وغير الطبيعية لبول الإنسان.
إجابة:
البول هو سائل مائي حمضي قليلاً بلون أصفر شاحب.

  • البول غير الطبيعي: تؤدي أخطاء التمثيل الغذائي المختلفة لخلل وظائف الكلى إلى تغيير تكوين البول.
  • بروتينية: زيادة مستوى البروتين.
  • بيلة الألبومين: وجود الزلال يحدث عادة في التهاب الكلية.
  • بيلة سكرية: وجود الجلوكوز في اليوريا كما في حالة داء السكري.
  • بيلة كيتونية: وجود أجسام عالية الكيتون بشكل غير طبيعي.
  • بيلة دموية: وجود دم أو خلايا دم في البول.
  • بيلة الهيموغلوبين: وجود الهيموغلوبين في البول.
  • اليوريا: وجود فائض من اليوريا.
  • البول الطبيعي: البول الطبيعي أثقل قليلاً من الماء. يعطي رائحة عطرية بسبب وجود مواد عضوية متطايرة ذات رائحة كريهة ، والمياه التالفة والمواد العضوية وغير العضوية هي المكونات الرئيسية للبول الطبيعي.

المكونات النيتروجينية الأخرى للبول الطبيعي هي الأمونيا وحمض البوليك وحمض الهيبوريك والكرياتينين.

المواد غير النيتروجينية هي فيتامين ج وحمض الأكساليك والمواد الفينولية. في المواد غير العضوية ، كلوريد الصوديوم هو الملح المعدني الرئيسي في البول.

السؤال 18.
اذكر دور الجلد والرئتين في الإخراج.
إجابة:
دور الجلد: يمتلك جلد الإنسان غددًا تفرز العرق والزهم (من الغدة الدهنية). يحتوي العرق على كلوريد الصوديوم وحمض اللاكتيك واليوريا والأحماض الأمينية والجلوكوز. حجم العرق مختلف لا يكاد يذكر حتى 14 لتر في اليوم. الوظيفة الأساسية للعرق هي التبريد التبخيري لسطح الجسم.

الزهم هو إفراز شمعي وقائي للحفاظ على البشرة دهنية وهذا الإفراز يقضي على بعض الدهون مثل الشمع والستيرول والهيدروكربونات الأخرى والأحماض الدهنية. تفرز مادة التكامل في العديد من الحيوانات الأمونيا في المناطق المحيطة عن طريق الانتشار.

دور الرئتين في الإخراج: تقضي الرئتان البشرية على حوالي 18 لترًا من ثاني أكسيد الكربون2 يوميًا وحوالي 400 مل من الماء في ظروف الراحة العادية. فقدان الماء عن طريق الرئتين ضئيل في المناخات الحارة الرطبة وكبير في المناخات الباردة الجافة. يؤثر معدل نمط التهوية والتهوية أيضًا على فقدان الماء عبر الرئتين. يتم أيضًا التخلص من المواد المتطايرة المختلفة بسهولة من خلال الرئتين.

منتجات الإخراج والتخلص منها أسئلة إضافية مهمة نوع الإجابة الطويلة

السؤال رقم 1.
اذكر بإيجاز آلية تكوين البول في الكلية البشرية.
إجابة:
تشارك ثلاث عمليات رئيسية في تكوين البول
1. الترشيح الكبيبي: ترشح الكلى ما يعادل حجم الدم كل 4 & # 8211 5 دقائق. يتم تشكيل شقوق الترشيح من خلال تجمعات العمليات الخلوية الدقيقة لخلايا القدم (خلايا القدم). تعتمد عملية الترشيح الفائق على عاملين رئيسيين ، أولهما الفرق الصافي في الضغط الهيدروستاتيكي بين تجويف الشعيرات الدموية وتجويف كبسولة Bowman & # 8217s لصالح الترشيح.

يحتوي الترشيح الفائق الكبيبي بشكل أساسي على جميع مكونات الدم باستثناء كريات الدم وبروتينات البلازما. تتم إزالة ما يقرب من 15٪ & # 8211 25٪ من الماء والتحية من البلازما التي تتدفق عبر الكبيبة. يبلغ معدل الترشيح الكبيبي حوالي 125 مل كحد أدنى 1 أو حوالي 180 لترًا في اليوم -1 في الكلى البشرية.

2. هناك آليتان جوهريتان مهمتان توفران التنظيم الذاتي لمعدل الترشيح الكبيبي.
(أ) الآلية العضلية: زيادة ضغط الدم تميل إلى شد الشريان الصادر ، مما يزيد من تدفق الدم إلى الكبيبة. يتم تقليل قطر الشريان ، مما يزيد من مقاومة التدفق. وبالتالي ، قللت هذه الآلية العضلية من التغيرات في التدفق إلى الكبيبة في حالة التقلبات في ضغط الدم.

(ب) جهاز Juxtaglomerular (JGA): يقع هذا الجهاز الخلوي المتخصص حيث يمر النبيب الملتوي البعيد بالقرب من كبسولة Bowman & # 8217s بين الشرايين الواردة والصادرة. تفرز خلايا JGA مواد مثل الرينين التي تعدل ضغط الدم وتدفق الدم الكلوي ويتم تنظيم GFR.

تعمل الآليات العضلية والمجاورة للكبيبات معًا لتنظيم GFR تلقائيًا على نطاق واسع من ضغط الدم. بالإضافة إلى هذه السيطرة العصبية الخارجية ، ينظم أيضًا معدل الترشيح.

3. إعادة الامتصاص الأنبوبي: يسمى النقل الانتقائي للمواد عبر ظهارة النبيب المفرز من الترشيح الفائق إلى السائل الخلالي إعادة الامتصاص. يتم إعادة امتصاص كل السكر والفيتامينات والمواد العضوية (العناصر الغذائية) ومعظم الماء تقريبًا.

4. إفراز أنبوبي: إنها عملية انتقائية للغاية تتضمن النقل السلبي والنشط. ينتقل المرشح عبر النيفرون ، المواد التي يتم نقلها عبر الظهارة من السائل الخلالي المحيط وتنضم إليها. التأثير الصافي للإفراز الكلوي هو إضافة مذابات البلازما إلى المرشح داخل النبيبات.

السؤال 2.
اشرح ما يلي:
(أ) يعمل الجلد كعضو مطرح إضافي.
إجابة:
يحتفظ الجلد ببعض دور الإخراج في العديد من الحيوانات. يمتلك جلد الإنسان غدتين لإفراز السوائل على سطحه. هذه عبارة عن عرق من الغدد العرقية والزهم من الغدد الدهنية.

(ب) يمكن للثدييات القضاء على البول ناقص التوتر وفرط التوتر حسب احتياجات الجسم.
إجابة:
عندما يأخذ الحيوان كمية كبيرة من الماء ، تفرز الكلى كمية عالية جدًا من البول ناقص التوتر. في نفس الوقت عندما يأخذ الحيوان عددًا صغيرًا من الماء بالكلى لإفراز كمية عالية جدًا من البول مفرط التوتر.

في نفس الوقت عندما يأخذ الحيوان عددًا صغيرًا من الماء بالكلى لإفراز كمية صغيرة من البول مفرط التوتر ، حيث تحتاج الكلى إلى الحفاظ على الماء. بهذه الطريقة ، يتم الحفاظ على تركيز الدم التناضحي عن طريق الكلى. لوحظت هذه المرونة في النيفرون الكلوي بشكل كبير في الثدييات.

البول منخفض التوتر يزيل الماء الزائد من الجسم من أجل رفع تركيز الدم التناضحي إلى المستوى الطبيعي. يؤدي فائض الماء في سوائل الجسم بشكل عام إلى خفض الضغط الأسموزي للدم وزيادة حجم الدم. هذه الزيادة في حجم الدم ترفع ضغط الدم والضغط الهيدروستاتيكي مما يزيد من معدل الترشيح الفائق. بهذه الطريقة ، يتم إنتاج كمية كبيرة من البول ناقص التوتر من أجل إعادة حجم السوائل إلى طبيعتها.

(ج) التبول عملية انعكاسية ولكنها تخضع لبعض السيطرة الطوعية.
إجابة:
إنها عملية إخراج البول. تنتج النيفرون البول وتصريفه. عندما يتجمع كمية كافية من البول في المثانة ، فإن تمدد جدرانها يرفع ضغطًا كافيًا مما يولد نشاطًا عصبيًا عفويًا تحت تحفيز الجهاز العصبي السمبثاوي والباراسمبثاوي. يتسبب هذا التحفيز العصبي في ارتفاع العضلات الملساء في المثانة البولية بدرجة يصعب السيطرة عليها.

وبالمثل ، يمكن بدء التبول طواعية حتى قبل تراكم كمية كافية من البول في المثانة. يتم منع ارتداد البول إلى الحالبين من المثانة البولية لأن الجزء الطرفي من كل حالب يمر عبر المثانة ويغلق بمجرد حدوث تقلص المثانة.

(د) الثدييات هي ثدييات ، لكن الطيور تفرز البول.
إجابة:
الثدييات من الحيوانات البائسة لأنها تقضي على النيتروجين بشكل رئيسي اليوريا. إنه قابل للذوبان للغاية في الماء ويحتاج إلى كمية كبيرة من الماء للتخلص منه. وبالتالي يمكن للثدييات أن تشكل بولًا مفرط التوتر تفرزه. بينما الطيور لا تستطيع إفراز البول على أنه مفرط التوتر لأن النيتروجين يحدث بشكل رئيسي في شكل حمض البوليك. حمض البوليك غير قابل للذوبان في الماء ولا يتطلب الكثير من الماء للتخلص منه.

السؤال 3.
وصف التشريح الوظيفي لكلون بشري.
إجابة:
النيفرون هي وحدات هيكلية ووظيفية لكل كلية لتكوين البول. كل نفرون عبارة عن هيكل أنبوبي دقيق للغاية وملفوف بشكل مجهري متمايز إلى جسم مالبيغ ونبيب كلوي. يتكون جسم Malpighian من هيكل كبير مزدوج الجدار على شكل كوب ، توجد كبسولة Bowman & # 8217s في القشرة الكلوية. وهي مبطنة بخلايا ظهارية رقيقة شبه منفذة. تتلقى كبسولة Bowman & # 8217s إمدادات الدم من خلال فرع من الشريان الكلوي.

يشكل الشريان الوارد شبكة شعيرية دقيقة على شكل كريات ذات ضغط هيدروستاتيكي مرتفع. التجويف بين طبقتين من كبسولة Bowman & # 8217s مستمر مع تجويف الأنبوب. تشكل كبسولة Bowman & # 8217s والكبيبة معًا جسمًا كرويًا ، أو جسم Malpighian أو الكبسولات الكلوية.

تتحد الشعيرات الدموية التي تشكل الكبيبة عند مخرج كبسولة Bowman & # 8217s لتشكل شريانيًا صادرًا ضيقًا ينقسم إلى شبكة حول الأنبوب من الشعيرات الدموية مع ضغط هيدروستاتيكي منخفض.

النبيب الكلوي عبارة عن هيكل أنبوبي طويل ملتف للغاية متمايز إلى نبيب ملتف قريب (PCT) حلقة Henle & # 8217s ، نبيب ملتف بعيد (DCT). يُطلق على الهيكل الذي يشبه الحلقة على شكل حرف U ، النازل والصاعد من النبيبات الكلوية ، حلقة Henle & # 8217s.

يتم فتح أنابيب التجميع للعديد من النيفرونات في قناة أوسع تسمى القناة التجميعية. يتحد عدد من قنوات التجميع مع بعضها البعض في النخاع لتشكيل قنوات بيليني ، والتي تستنزف البول إلى الحالب من كل كلية ليتم تخزينها في المثانة البولية.

ينبثق الشريان الصادر من الكبيبات وينقسم إلى شبكة شعيرية حول النبيبات الكلوية في القشرة. وتشكل هذه الشعيرات الدموية أيضًا شعيرات مستقيمة رقيقة الجدران وهي الأوعية المستقيمة. يساعد المستقيم الوعاء في الاحتفاظ بالأيونات المعاد امتصاصها واليوريا في السائل الخلالي النخاعي للحفاظ على الضغط الأسموزي المرتفع في الكلى.

يخضع المرشح الكبيبي لإعادة امتصاص أنبوبي وإفراز أنبوبي لتكوين البول. (انظر الرسم البياني في الصفحة المقابلة)

الأنابيب البولية أو النيفرون في الكلى

السؤال 4.
صف السمات التشريحية الإجمالية للكلية البشرية برسم تخطيطي مناسب.
إجابة:
الكلى: الكلى لونها بني شوكولاتة ، على شكل حبة الفول ، كبير الحجم حوالي 10 سم وعرض 5 & # 8211 7 سم ، 3 & # 8211 4 سم سميكة بالارض ، متحولة. وزن كل كلية من 150 إلى 170 جم. وهي تقع مقابل الجدار الخلفي لتجويف البطن ، أسفل الحجاب الحاجز مباشرة ، بين الفقرة الصدرية الثانية عشرة والثالثة من الفقرات القطنية.

الهامش الخارجي محدب. يقدم المقعر الداخلي فتحة طولية تسمى نقير. يدخل الشريان الكلوي والوريد الكلوي إلى الكلية ويخرجان منها على التوالي من خلال نقيرها.

الكليتان غير متماثلتين قليلاً في الموضع لأن الكلية اليمنى تكون في مستوى أدنى قليلاً من الكلية اليسرى. يتم تثبيت الكلى في مكانها بواسطة كتلة من الأنسجة الدهنية تسمى الدهون الكلوية. هذه ترتاح ضد عضلات البطن. يتم تغطية كل كلية على الجانب البطني بواسطة الصفاق وبالتالي فهي ذات طبيعة خلف الصفاق.

يحيط بالكلى والدهون الكلوية غمد من الأنسجة الليفية المرنة المعروفة باسم اللفافة الكلوية أو الكبسولة. أنها تحمي الكلى. تشكل الدهون الكلوية وسادة لامتصاص الصدمات. تقوم اللفافة الكلوية بتثبيت الكلية بجدار البطن.

المقطع الطولي (رسم تخطيطي للكلى)

السؤال 5.
(أ) ما هو دور الكبد في الإخراج في الثدييات؟
إجابة:
دور الكبد في الإخراج: يقوم الكبد بتحويل الأمونيا إلى يوريا وهي أقل سمية من الأمونيا. يتم التخلص من اليوريا من الجسم عن طريق الكلى عن طريق البول.

الكبد هو العضو الرئيسي لإفراز الكوليسترول والأصباغ الصفراوية (البيليروبين والبيليفيردين) وبعض الفيتامينات والأدوية والمنتجات المعطلة من هرمونات الستيرويد. يفرز الكبد هذه المواد في الصفراء التي تحملها إلى الأمعاء الدقيقة. في النهاية ، يتم التخلص من هذه المواد مع البراز.

(ب) ما هي الأمراض المرتبطة بالجهاز البولي؟
إجابة:
الأمراض المصاحبة للجهاز البولي:
1. التهاب الكلية: عدوى بكتيرية تسبب التهاب نيفرون الحوض الكلوي وأنسجة النخاع في الكلى. إنه يؤثر على آلية التيار المضاد. أعراضه الرئيسية هي التبول المتكرر والمؤلم والحمى والألم في منطقة أسفل الظهر.

2. أورميا: يسبب وجود نسبة عالية من اليوريا وحمض البوليك والكرياتينين وغيرها في الدم بسبب بعض الالتهابات البكتيرية أو بعض الانسداد في مجرى الجهاز البولي. اليوريا تسمم الخلايا. لا يمر في البول ويتراكم في الدم.

3. حصوات الكلى: عندما يترسب حمض البوليك ويتراكم في نيفرون الكلى على شكل حصوات كلوية أو عندما يتراكم فوسفات الكالسيوم والأوكزالات في نيفرون الكلى على شكل حصوات كلوية. يسبب انسدادًا أو التبول المؤلم المتكرر مع وجود دم في البول. تسبب الحصوات الكلوية ألمًا شديدًا في المغص يبدأ في الظهر وينتشر إلى الجزء الأمامي من الفخذ أو الفرج أو الخصية على هذا الجانب.

4. التهاب كبيبات الكلى: يتميز بالتهاب القناة الكبيبية ، أو بعض الإصابات في الكلى ، أو رد فعل تحسسي غير طبيعي ، أو بسبب عدوى بكتريا العقدية. يتم ترشيح البروتينات وكريات الدم الحمراء في المرشح الكبيبي. قد يؤدي إلى فشل كلوي في عدوى شديدة.

5. الوذمة: تتميز بزيادة حجم السائل الخلالي الناتج بشكل رئيسي عن احتباس أيونات الصوديوم الزائدة والتي بدورها تسبب احتباس الماء. يزيد ضغط الدم من وذمة الطعام.

السؤال 6.
اكتب تقريرًا موجزًا ​​عن غسيل الكلى.
إجابة:
في حالة الفشل الكلوي ، يتم استخدام الكلى الاصطناعية لإزالة اليوريا الزائدة من دم المريض من خلال عملية تسمى غسيل الكلى. يُسحب الدم من شريان المريض ، ويُبرد إلى درجة 0 درجة مئوية ، ويخلط بمضادات التخثر مثل الهيبارين ، ثم يُضخ في جهاز يسمى الكلى الاصطناعية. في هذا الجهاز ، يتدفق الدم عبر القنوات

عمل الكلى الصناعية لغسيل الكلى

يحدها غشاء السيلوفان. الغشاء غير منفذ إلى الجزيئات الكبيرة ولكنه قابل للاختراق للمواد المذابة الصغيرة. يفصل الغشاء الدم المتدفق داخل القنوات عن سائل الغسيل المتدفق خارج الغشاء. تنتشر النفايات مثل اليوريا وحمض البوليك والكرياتينين من الدم إلى سائل الغسيل عبر غشاء السيلوفان.

وهكذا يتم تطهير الدم إلى حد كبير من النفايات النيتروجينية دون فقدان بروتينات البلازما. يسمى هذا الفصل المعالج للجزيئات الكبيرة عن الجزيئات الصغيرة الذائبة بمساعدة غشاء منفذ بغسيل الكلى. يتم تسخين الدم الخارج من الكلية الاصطناعية إلى درجة حرارة الجسم ، ويخلط مع مضاد الهيبارين لاستعادة تجلط الدم الطبيعي ، ويعاد إلى وريد المريض.


أنماط المنحل بالكهرباء أحادية وثنائية التكافؤ ، pCO2 ودرجة الحموضة بالنسبة إلى معدل التدفق في اللعاب النكفي البشري العادي *

*** معهد ماكس بلانك للفيزياء الحيوية ، فرانكفورت إيه إم.

*** قسم الطب الباطني ، فرايبورغ آي بي آر.

قسم الطب الباطني ، جامعة فورتسبورغ

قسم الطب الباطني ، جامعة فورتسبورغ

Medizinische Universitätsklinik D-8700 Würzburg Federal Republic of Germany البحث عن المزيد من الأوراق البحثية لهذا المؤلف

قسم الطب الباطني ، جامعة فورتسبورغ

** قسم طب الأنف والأذن والحنجرة ، جامعة فورتسبورغ

*** معهد ماكس بلانك للفيزياء الحيوية ، فرانكفورت إيه إم.

*** قسم الطب الباطني ، فرايبورغ آي بي آر.

** قسم طب الأنف والأذن والحنجرة بالجامعة. إرلانجن نورنبرغ.

* بدعم من Deutsche Forschungsgemeinsehaft ، باد جوديسبيرج

الملخص

الملخص في لعاب الغدة النكفية من الأشخاص الطبيعيين درجة الحموضة ، pCO2 تم تحديد تركيزات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والبيكربونات والفوسفات غير العضوي بشكل مستمر بعد تحفيز إفراز اللعاب بواسطة بيلوكاربين. أظهرت تركيزات الإلكتروليت اعتمادًا ملحوظًا على معدل تدفق اللعاب. زادت تركيزات الصوديوم والكالسيوم والبيكربونات ودرجة الحموضة مع زيادة معدل التدفق ولكن تراجعت تراكيز البوتاسيوم والمغنيسيوم والفوسفات غير العضوي مع زيادة معدل التدفق. بشكل عام ، أظهرت تراكيز الإلكتروليت اللعابية ميلًا إلى الاقتراب من تركيزات البلازما مع زيادة معدل التدفق باستثناء تركيز المغنيسيوم اللعابي ، الذي انخفض إلى ما دون مستوى البلازما والبيكربونات التي تجاوزت تركيز البلازما. سيتم اعتبار النتائج كأساس لمزيد من التحقيقات حول أنماط إفراز الكهارل في المرضى الذين يعانون من الاضطرابات الهرمونية والتمثيل الغذائي.


خصائص محفور الصوت

محولات Osmoconformers تتكيف جيدًا مع بيئات مياه البحر ولا يمكنها تحمل موائل المياه العذبة. تمتلك الكائنات الحية أجسامًا قابلة للاختراق تسهل حركة دخول المياه وخروجها ، وبالتالي لا يتعين عليها تناول المياه المحيطة. Osmoconformers such as sharks hold high concentrations of waste chemicals in their bodies such as urea to create the diffusion gradient necessary to absorb water. Sharks remain one of the most adapted creatures to their habitat due to such mechanisms. However, Osmoconformers are not ionoconformers, meaning that they have different ions than those in seawater. This factor enables important biological processes to occur in their bodies. The organisms have adapted to their saline habitats by utilizing the ions in the surrounding habitat. Sodium ions for example, when paired with the potassium ions in the organisms’ bodies, aids in neuronal signaling and muscle contraction. Some osmoconformers are also classified as stenohaline, which means that they are unable to adapt to a huge variation in water salinity. The word stenohaline is broken down into steno to mean narrow and haline which translates to salt. If a stenohaline organism is transferred to an environment less or more concentrated than marine water, its cell membranes and organelles end up getting damaged. A euryhaline on the other hand thrives in variations of salinity by use of a variety of adaptations.


Excretion of monovalent and divalent ions in sharks - Biology

Unit Six. Animal Life

26. Maintaining the Internal Environment

Although the same basic design has been retained in all vertebrate kidneys, there have been a few modifications. Because the original glomerular filtrate is isotonic to blood, all vertebrates can produce a urine that is isotonic to (by reabsorbing ions) or hypotonic to (more dilute than) blood. Only birds and mammals can reabsorb water from their glomerular filtrate to produce a urine that is hypertonic to (more concentrated than) blood.

Kidneys are thought to have evolved first among the freshwater teleosts, or bony fish. Because the body fluids of a freshwater fish have a greater osmotic concentration than the surrounding water, these animals face two serious problems because of osmosis and diffusion: (1) Water tends to enter the body from the environment, and (2) solutes tend to leave the body and enter the environment. Freshwater fish address the first problem by not drinking water (water enters the mouth but passes out through the gills—it is not swallowed) and by excreting a large volume of dilute urine, which is hypotonic to their body fluids (as shown in the freshwater fish above). They address the second problem by reabsorbing ions (NaCl) across the nephron tubules, from the glomerular filtrate back into the blood. In addition, they actively transport ions (NaCl) across their gills from the surrounding water into the blood.

Although most groups of animals seem to have evolved first in the sea, marine bony fish (teleosts) probably evolved from freshwater ancestors. They faced significant new problems in making the transition to the sea because their body fluids are hypotonic to the surrounding seawater. Consequently, water tends to leave their bodies by osmosis across their gills, and they also lose water in their urine. To compensate for this continuous water loss, marine fish drink large amounts of seawater.

Many of the divalent cations in the seawater that a marine fish drinks (principally Ca ++ and Mg ++ in the form of MgSO4) remain in the digestive tract and are eliminated through the anus. Some, however, are absorbed into the blood, as are the monovalent ions K + , Na + , and Cl - . Most of the monovalent ions are actively transported out of the blood across the gills, while the divalent ions that enter the blood (represented by MgSO4 in figure) are secreted into the nephron tubules and excreted in the urine. In these two ways, marine bony fish eliminate the ions they get from the seawater they drink. The urine they excrete is isotonic to their body fluids. It is more concentrated than the urine of freshwater fish but not as concentrated as that of birds and mammals.

The elasmobranchs—sharks, skates, and rays like the one in the photo—are by far the most common subclass in the class Chondrichthyes (cartilaginous fish). Elasmobranchs have solved the osmotic problem posed by their seawater environment in a different way than have the bony fish. Instead of having body fluids that are hypotonic to seawater, so that they have to continuously drink seawater and actively pump out ions, the elasmobranchs reabsorb urea from the nephron tubules and maintain a blood urea concentration that is 100 times higher than that of mammals. This added urea makes their blood approximately isotonic to the surrounding sea. Because there is no net water movement between isotonic solutions, water loss is prevented. Hence, these fish do not need to drink seawater for osmotic balance, and their kidneys and gills do not have to remove large amounts of ions from their bodies. The enzymes and tissues of the cartilaginous fish have evolved to tolerate the high urea concentrations.

The first terrestrial vertebrates were the amphibians (pictured at the top of figure 26.7), and the amphibian kidney is identical to that of freshwater fish. This is not surprising because amphibians spend a significant portion of their time in freshwater, and when on land, they generally stay in wet places. Like their freshwater ancestors, amphibians produce a very dilute urine and they compensate for their loss of Na+ by actively transporting Na+ across their skin from the surrounding water.

Figure 26.7. Osmoregulation by some vertebrates.

Only birds and mammals can produce a hypertonic urine and thereby retain water efficiently, but marine reptiles and birds can drink seawater and excrete the excess salt through salt glands.

Reptiles, on the other hand, live in diverse habitats. Those living mainly in freshwater, like some of the crocodilians, occupy a habitat in many ways similar to that of the freshwater fish and amphibians, and thus have similar kidneys. Marine reptiles, which consist of other crocodilians, turtles (the second entry in figure 26.7), sea snakes, and one lizard, possess kidneys similar to those of their freshwater relatives but face opposite problems they tend to lose water and take in salts. Like marine teleosts (bony fish), they drink the seawater and excrete an isotonic urine. Marine teleosts eliminate the excess salt by transport across their gills, while marine reptiles eliminate excess salt through salt glands near the nose or eye.

The kidneys of terrestrial reptiles also reabsorb much of the salt and water in the nephron tubules, helping somewhat to conserve blood volume in dry environments. Like fish and amphibians, they cannot produce urine that is more concentrated than the blood plasma. However, when their urine enters their cloaca (the common exit of the digestive and urinary tracts), additional water can be reabsorbed.

Mammals and birds are the only vertebrates able to produce urine with a higher osmotic concentration than their body fluids. This allows these vertebrates to excrete their waste products in a small volume of water, so that more water can be retained in the body. Human kidneys can produce urine that is as much as 4.2 times as concentrated as blood plasma, but the kidneys of some other mammals are even more efficient at conserving water. For example, camels, gerbils, and pocket mice, Perogna- thus, can excrete urine 8, 14, and 22 times as concentrated as their blood plasma, respectively. The kidneys of the kangaroo rat shown in figure 26.8 are so efficient it never has to drink water it can obtain all the water it needs from its food and from water produced in aerobic cellular respiration!

Figure 26.8. A desert mammal.

The kangaroo rat (Dipodomys panamintensis) has very efficient kidneys that can concentrate urine to a high degree by reabsorbing water, thereby minimizing water loss from the body. This feature is extremely important to the kangaroo rat's survival in dry or desert habitats.

The production of hypertonic urine is accomplished by the looped portion of the nephron, found only in mammals and birds. A nephron with a long loop, called the loop of Henle, extends deeper into the tissue of the kidney and can produce more concentrated urine. Most mammals have some nephrons with short loops and other nephrons with loops that are much longer. Birds, however, have relatively few or no nephrons with long loops, so they cannot produce urine that is as concentrated as that of mammals. At most, they can only reabsorb enough water to produce a urine that is about twice the concentration of their blood. Marine birds solve the problem of water loss by drinking seawater and then excreting the excess salt from salt glands near the eyes, which dribbles down the beak as shown in figure 26.9.

Figure 26.9. Marine birds drink seawater and then excrete the salt through salt glands.

The moderately hypertonic urine of a bird is delivered to its cloaca, along with the fecal material from its digestive tract. If needed, additional water can be absorbed across the wall of the cloaca to produce a semisolid white paste or pellet, which is excreted.

Key Learning Outcome 26.3. The kidneys of freshwater fish must excrete copious amounts of very dilute urine, whereas marine teleosts drink seawater and excrete an isotonic urine. The basic design and function of the nephron of freshwater fish have been retained in the terrestrial vertebrates. Modifications, particularly the loop of Henle, allow mammals and birds to reabsorb water and produce a hypertonic urine.

إذا كنت صاحب حقوق الطبع والنشر لأي مادة واردة على موقعنا وتعتزم إزالتها ، فيرجى الاتصال بمسؤول الموقع للحصول على الموافقة.


النتائج

Specificity of anti-SKCaR antiserum. Chromogenic reaction product from bound antibody was present in dogfish kidney sections exposed to immune anti-SKCaR antiserum but not preimmune serum (Fig. 2, أ و ب). Anti-SKCaR antiserum labeled the membranes of epithelial cells and renal tubule cells of distinct nephron subsegments as well as the cytoplasm of selected interstitial cells. By contrast, glomeruli displayed no immunoreactivity. The pattern of anti-SKCaR immunoreactivity in all nephron subsegments was independent of either tissue fixation or preparation of cryosections, paraffin sections, and thin sections of LR-White blocks. For each of the nephron segments described below, labeling by immune anti-SKCaR antiserum was present, whereas no chromogenic product was present after exposure to corresponding preimmune serum. A summary of labeling by anti-SKCaR antibody is provided in Table 1.

الجدول 1. Immunoreactivity of SKCaR in the kidney of Squalus acanthias

For the nomenclature of the nephron portions in spiny dogfish, see Ref. 12. −, No reaction (+), faint reaction + to ++++, weak to very strong reaction.

When immunoblots containing crude membranes isolated from dogfish kidney were probed with affinity-purified anti-SKCaR antibody, prominent bands of 240, 140, and 91 kDa were present (Fig. 2ج). These bands were completely ablated after preincubation with an excess of competing peptide. These bands display molecular masses similar to those reported previously for SKCaR protein expressed in human embryonic kidney cells (29) as well as anti-CaR-reactive proteins present in a variety of mammalian tissues (33, 34).

Anti-SKCaR labeling of specific nephron subsegments. Anti-SKCaR antibody labeled specific nephron subsegments in both mesial tissue and lateral bundle zones of dogfish kidney (Fig. 3). The PIa segment in the lateral bundle zone displayed apical SKCaR staining within the region of its brush border (Fig. 3 and see Fig. 6). The PIb segment, which displays multiple bands within mesial tissue near the glomeruli, showed SKCaR-specific staining only at the base of the microvilli of a few cells (Fig. 3).

تين. 3.Part of a cross section through the kidney. Mesial tissue displays large profiles of PIIa with luminal brush border, small profiles of PIIb with luminal brush border and cilia of multiciliary cells, and small profiles of late distal tubules (LDT). The small profiles (PIIb and LDT) show immunoreactivity (brownish red) at the luminal side (apex of epithelial cells). A large glomerulus (GL) exhibits close contact between the collecting tubule (CT) and afferent arteriole (AA). The CT at this vascular field of the glomerulus was labeled by chromogenic reaction. In the lateral bundle zone (اليسار), several early distal tubules (EDT) show immunostaining. PIa, CT, and collecting ducts (CD) in the bundle zone show marked immunostaining of the apical cell region. Intermediate segment (IS) and central vessel (CV) are only stained by counterstain methyl green.

Fig. 6.Cross section through a countercurrent bundle. The bundle is sectioned near the tip, where the CD leaves and a small CT is entering, coming from a neighbouring bundle (see also Ref. 25). The apical cell membrane of proximal tubule PIa cells (first hairpin loop) is labeled with immunostain (brownish red). Strong binding occurs at the apex of CT and CD cells. EDT of this profile reacts with antibody along the “intracellular striations,” which represent amplifications of the basolateral cell membrane. IS, bundle vein (BV), CV, and bundle artery (BA) appear negative for SKCaR.

The PIIa and PIIb segments of the proximal tubule present in mesial tissue displayed markedly different patterns of anti-SKCaR staining characteristics (Figs. 3, 4, 5): PIIa cells exhibited no SKCaR staining. In contrast, PIIb cells of all 14 animals studied displayed specific SKCaR immunoreactivity that was observed at their apical membranes (brush border). Interestingly, the intensity of SKCaR labeling of PIIb apical membrane varied greatly among various individual animals studied despite the fact that consistent SKCaR labeling was observed in most other shark nephron segments (see below).

Fig. 4.Cross sections of segments in mesial tissue. Immunostaining of LTD reveals distinct binding sites of antiserum against SKCaR at the apical cell membrane (red). A faint staining can be seen at the basolateral cell membrane forming “intracellular striations.” PIIa shows no reaction. SC, sinus capillaries of the renal portal system.

Fig. 5.Section through mesial tissue in the vicinity of glomeruli. Proximal tubule segment PIb with distinct brush border and the 2 portions of the second proximal tubule, PIIa and PIIb, are shown. These segments are in close contact with the LDT. In this animal, pronounced staining (red) for SKCaR is confined to the LDT and a few portions of the brush border of PIIb (arrow).

The EDT, which is present exclusively in the lateral bundle zone, is contiguous with the LDT, which thereafter performs numerous bands in mesial tissue. EDT cells were diffusely labeled by anti-SKCaR antiserum (Figs. 3 and 6). The LDT is present in mesial tissue, where it courses along the pathway of PIIa tubules and is frequently in close proximity to both PIIa and PIIb cells (Figs. 3, 4, 5). LDT cells in all animals examined showed sharply defined SKCaR staining at their apical cell membranes. In addition, only very weak immunostaining was observed at the LDT basolateral membrane in two animals (Fig. 4).

Electron microscopy of LDT cells revealed that they possess short, stubby microvilli with a marked asymmetry of the apical cell membrane, where the extracellular (luminally facing) side was thickened and had a fuzzy coat (glycocalyx). Immunoelectron microscopy of the apical region of LDT cells showed that anti-SKCaR immunoreactivity protein was 1) in the immediate vicinity of the cell membrane 2) in the apical cytoplasmic region, presumably at apical vesicles 3) associated with membrane-bound granules located in close proximity to the apical membrane and 4) outside the cell in the glycocalyx (Fig. 7).

Fig. 7.Electron micrograph of thin section with immunogold staining of apical region of the LDT. Numerous gold particles (10 nm) are present at the cell membrane, in the fuzzy coat, at a large granule in close proximity to the apical membrane (arrow), and at small apical vesicles, indicating a large amount of SKCaR antigen.

Significant anti-SKCaR immunoreactivity was observed in the CT as well as in the CD (Figs. 3 and 6). The CT at the vascular field of the glomerulus was labeled by the chromogenic reaction. In CT and CD cells, SKCaR antibody binding was confined to the region of the apical cell membrane and its adjacent cytoplasmic zone, where membrane-bound granules abound.

SKCaR staining was also observed in the cytoplasm of small, round cells with large spherical nuclei that were arranged in islets in the interstitium of the lateral bundle zone (Fig. 3). These cells belong to the renal lymphomyeloid tissue that is involved in hematopoiesis of elasmobranch fish (22). Although the function of these cells is presently unknown, they may correspond to hematopoietic cells that possess CaR proteins in mammals (15).

In summary, we consistently found SKCaR labeling in nephron segments PIa, PIb, PIIb, EDT, the apical membrane of the LDT, the CT/CD system, and in a subpopulation of cells of the interstitial tissue. However, we observed that SKCaR reactivity was less pronounced in PIIb of four animals, and with the exception of two animals, the basolateral membrane of LDT was not labeled.


النتائج

Absolute flux rates of egg masses of similar age varied from batch to batch even under similar conditions. The reason for this variation is unknown but underscores the importance of performing control and treatment experiments simultaneously and on egg masses from the same batch as was done in the present and previous study (Ebanks et al., 2010). Results from our multi-pronged pharmacological approach indicated that voltage-dependent Ca 2+ channels, H + -pump activity and Na + /H + antiport function in conjunction with CA activity allow the post-metamorphic embryonic snail to complete calcification and shell formation in freshwater. The two voltage-dependent Ca 2+ channel blockers had different effectiveness against net Ca 2+ uptake with nifedipine being the more effective blocker when examined by net Ca 2+ flux measurements and SIET techniques (Figs 1 and 2). Verapamil did not significantly block net Ca 2+ transport at 10 μmol l –1 but 10 μmol l –1 nifedipine did in whole egg mass experiments (Fig. 1). Scanning Ca 2+ -selective microelectrode analysis showed that both voltage-dependent Ca 2+ -channel blockers reduced Ca 2+ transport at 10 μmol l –1 but that 100 μmol l –1 verapamil completely blocked net Ca 2+ uptake (Fig. 2). Neither drug influenced net titratable alkalinity flux (data not shown). Lanthanum blocked net Ca 2+ uptake at 100 μmol l –1 but not at 10 μmol l –1 in whole egg mass experiments (Fig. 3). There was also a significant increase in apparent net titratable alkalinity uptake/acid extrusion in the presence of 100 μmol La 3+ (data not shown). Microelectrode experiments revealed a tendency for reduced Ca 2+ uptake with 100 μmol l –1 La 3+ but just below statistical significance (Fig. 4).

Using 100 μmol l –1 ETOX to evaluate the role of CA-catalyzed hydration of CO2 on whole egg mass flux rates, we observed a significant reduction in both net Ca 2+ uptake and apparent titratable alkalinity uptake/acid extrusion (Fig. 5). This link between CO2 hydration and Ca 2+ uptake led to the testing of the possible role of the apical H + pump and Na + /H + exchange by evaluating the inhibitory effects of bafilomycin and EIPA at concentrations of 1 μmol l –1 and 100 μmol l –1 , respectively, on Ca 2+ and titratable alkalinity transport. Proton-pump inhibition resulted in inhibition of net Ca 2+ uptake (Fig. 6A) and apparent net titratable alkalinity uptake (equivalent to reduced acid secretion Fig. 6B). Scanning Ca 2+ -selective microelectrode measurements revealed that bafilomycin had a significant inhibitory effect of up to 80% on Ca 2+ transport for post-metamorphic egg masses (data not shown).

Net Ca 2+ flux rate (μmol g –1 h –1 ) under control conditions (0.1% DMSO) and during pharmacological manipulations (10 μmol l –1 verapamil or 10 μmol l –1 nifedipine). Values are means ± s.e.m. Numbers in parentheses are the numbers of egg masses examined. Ambient [Ca 2+ ]=648±7 μmol l –1 . *, significantly different from control (ص& lt0.05).

Net Ca 2+ flux rate (μmol g –1 h –1 ) under control conditions (0.1% DMSO) and during pharmacological manipulations (10 μmol l –1 verapamil or 10 μmol l –1 nifedipine). Values are means ± s.e.m. Numbers in parentheses are the numbers of egg masses examined. Ambient [Ca 2+ ]=648±7 μmol l –1 . *, significantly different from control (ص& lt0.05).

Results of scanning Ca 2+ -selective microelectrode analysis of day-9 isolated eggs in control conditions (0.1% DMSO) and during treatment with a voltage-dependent Ca 2+ channel blocker (nifedipine or verapamil). Values are means ± s.e.m. Numbers in parentheses are the numbers of eggs scanned five to seven measurements for each egg. *, significant reduction from control values. Ambient [Ca 2+ ]=400 μmol l –1 .

Results of scanning Ca 2+ -selective microelectrode analysis of day-9 isolated eggs in control conditions (0.1% DMSO) and during treatment with a voltage-dependent Ca 2+ channel blocker (nifedipine or verapamil). Values are means ± s.e.m. Numbers in parentheses are the numbers of eggs scanned five to seven measurements for each egg. *, significant reduction from control values. Ambient [Ca 2+ ]=400 μmol l –1 .

Furthermore, and in agreement with whole egg mass fluxes, Ca 2+ uptake was inhibited in isolated eggs containing later-stage day-11 to -13 embryos, treated with 1 μmol l –1 bafilomycin (Fig. 7A) and H + gradients were effectively reversed (Fig. 7B) as measured with ion-selective microelectrodes in the unstirred boundary layer. Similar to the bafilomycin treatment, both Ca 2+ (Fig. 8A) and titratable alkalinity (Fig. 8B) net flux were reversed in whole egg mass fluxes where flux medium was treated with 100 μmol l –1 EIPA.


Excretion of monovalent and divalent ions in sharks - Biology

Web research seems to indicate that most fish do drink plenty of water, some continuously. Some fish absorb water through their skin and/or gills, and may excrete water that way, too. Apparently, fish need to maintain a fairly high concentration of salt, so how a fish deals with this need depends on whether it is a saltwater or freshwater fish. Most saltwater fish get enough or too much salt, and so preventing water loss is their concern. Freshwater fish are short on salt, and since water dilutes sodium, they have many mechanisms for excreting water. It is interesting to note that kidneys process water for excretion, so some saltwater fish have dysfunctional kidneys or are missing kidneys to help prevent water loss. The four "water/salt" strategies are listed below:

------
Admin Note: The problem with fish vs. watery environment has do with the process of osmosis , defined as 'net movement of water molecules through a semipermeable membrane from a dilute solution to a more concentrated solution. The 'membrane' is the 'skin' or any other part of the fish that separates it from the water. If the concentration of salts and other solutes in the fish is greater than the outside, watery world, the fish takes on water (natural attempt to 'dilute the fish to what it's like outside' - bad for the fish). In scientific terms the fish is hypertonic to its surroundings (freshwater fish, e.g.). If a fish is hypotonic to its environment (marine fish), then the seawater has a higher solute concentration than the fish the fish loses water to its surroundings (also bad for the fish). Kidneys function to overcome the effects of osmosis so fishX can stay either more or less concentrated than its environment.
------

1. Agnathans - hagfishes

2. Elasmobranchs - sharks, skates and rays

3. Teleosts - freshwater fish

4. Marine teleosts

(Thanks to E. Lund - Rummler-Brache Corp. - Investigator - For providing this info)


شاهد الفيديو: قاعدة الثمانية و إلكترونات التكافؤ (كانون الثاني 2022).