Οι νεφροί, τα διυλιστήρια του σώματος

Φυσιο…ΛΟΓΙΚΑ
Οι νεφροί, τα διυλιστήρια του σώματος

Γράφει ο Ομότιμος Kαθηγητής της Φυσιολογίας, Ιατρική Σχολή Παν/μίου Αθηνών Ιωάννης ΧατζημηνάςΉταν η εποχή που η ζωντανή μάζα στον πλανήτη μας αποτελείτο αποκλειστικά από μονοκύτταρα μικροσκοπικά οντάρια – τους προγόνους αυτών που σήμερα ονομάζουμε μικρόβια σε αφάνταστους αριθμούς και άπειρες ποικιλίες. Μέσα σε ολόκληρο τον αρχέγονο ωκεανό, τις λίμνες και τα ποτάμια, τα στάσιμα και τα τρεχούμενα ποτάμια, τα υπόγεια και τα επίγεια, σ ένα τοπίο γυμνό και άγονο, δίχως ίχνος από βλάστηση, δεν υπήρχε ούτε μια σταγόνα νερού που να μην περιείχε εκατομμύρια από αυτά τα μικροσκοπικά ζωντανά όντα.

Ολόκληρος ο χώρος που καταλαμβάνεται από το υγρό στοιχείο, αποτελούσε ένα πραγματικά τεράστιο οικουμενικό «οργανισμό,» ένα απίθανο γιγαντιαίο «μεγαζώο,» τον πριν από δυο περίπου δισεκατομμύρια χρόνια προ-προπάππο μας! Μέσα σ αυτή τη γιγάντια σε μέγεθος και ποικιλία βιομάζα διαμορφωνόταν, μάλλον με τη μαγική διεργασία της φυσικής επιλογής, μέσα σε χρονική κλίμακα που εκτείνονταν σε πολλές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, το προσχέδιο του DNA, που, πολύ αργότερα θα έφτανε σ εμάς, μέσα από μια καταπληκτική σε μέγεθος και διάρκεια σειρά από ζώντες οργανισμούς!

Από εκεί και πέρα η ιστορία είναι μάλλον γνωστή και τετριμμένη! Εκείνο όμως που έχει σημασία είναι το γεγονός ότι όλος αυτός ο ζωικός κόσμος αναπτύχθηκε, διαμορφώθηκε και μεγαλούργησε κάτω από τις συγκεκριμένες συνθήκες του περιβάλλοντος της εποχής εκείνης, και ανάπτυξε ένα ιδιαίτερο τρόπο διαβίωσης, που προσαρμόζονταν απόλυτα προς αυτές ακριβώς τις συνθήκες.

Ολόκληρο το γενετικό υλικό που κληροδοτήθηκε από γενιά σε γενιά έφερε αποτυπωμένες και κωδικοποιημένες όλες τις προσαρμογές αυτών των ζωικών μορφών προς τις συνθήκες του πρωταρχικού, αρχέγονου και ιδιότυπου αυτού περιβάλλοντος του πλανήτη. Όλες αυτές οι εγγραφές, μαζί με αρκετά άλλα δισεκατομμύρια παρόμοια κωδικοποιημένα σήματα, βρίσκονται σήμερα ενσωματωμένες σε καίρια και αποφασιστικής σημασίας σημεία του γενετικού μας υλικού, δηλαδή μέσα στο γιγαντομόριο του DNA, μέσα σε κάθε κύτταρο του σώματός μας.

Με αυτό λοιπόν το υλικό ξεκίνησε η απίστευτη περιπέτεια της δημιουργίας των πολυκύτταρων οργανισμών, κάπου πριν από δυο δισεκατομμύρια χρόνια, πάνω σ΄ αυτό τον κόκκο άμμου που λέγεται πλανήτης Γη, κάπου 30.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία, σε απροσδιόριστο σημείο του Σύμπαντος, που, τελικά εξελίχθηκε στη χλωρίδα και την πανίδα που οργιάζει σήμερα γύρω μας και μέσα μας!

Με την έναρξη της διαμόρφωσης των ποικιλιών ζωής από πολλά μαζί συσσωρευμένα κύτταρα, που διαφοροποιούνται σε διάφορους ιστούς και όργανα, παρουσιάζεται αμέσως η ανάγκη για τη δημιουργία ενός άμεσου περιβάλλοντος των «συνεταιριστικών» αυτών κυττάρων, που να είναι σε θέση να ανταποκρίνεται προς τις ανάγκες της διαβίωσής τους.

Αυτό το περιορισμένο σε μέγεθος «ατομικό» μικροπεριβάλλον υποκαθιστά το προηγούμενο απέραντο περιβάλλον του ωκεανού, της λίμνης, του ποταμού και της θάλασσας, και οφείλει, όπως και εκείνο, να διατηρείται σε μια μάλλον σταθερή και ισορροπημένη κατάσταση όσον αφορά τη φυσική του σύσταση, τη θερμοκρασία, την περιεκτικότητα στα διάφορα μεταλλικά και άλλα στοιχεία και άλατα, καθώς και τις άλλες θρεπτικές ουσίες. Και έτσι φτάσαμε κάποτε στη έννοια του «υγρού των ιστών» των πολυκύτταρων οργανισμών, που κατέκτησαν ολόκληρη τη Γη και, όπως εξελίσσεται η κατάσταση, με αργά αλλά σταθερά βήματα, άρχισαν την απίστευτη περιπέτεια της κατάκτησης, με πρωτοπόρο τον άνθρωπο, και του διαστήματος και των άλλων πλανητών επί του παρόντος!

Είναι ένα «υγρό» (νερό με διαλυμένες μέσα του διάφορες οργανικές και ανόργανες χημικές ουσίες), που βρίσκεται ανάμεσα σε όλα τα κύτταρα από τα οποία αποτελείται το σώμα κάθε πολυκύτταρου οργανισμού και βέβαια και του ανθρώπου. Αυτό το υγρό περιέχεται μέσα σε όλα τα διάκενα που υπάρχουν μεταξύ των κυττάρων, και έρχεται σε άμεση επαφή, με όλα τα κύτταρα του σώματος. Ουσιαστικά, όλα τα κύτταρα του σώματος περιβάλλονται και περιλούονται από αυτό το υγρό με τον ίδιο περίπου τρόπο με τον οποίο περιλούονται και οι μονοκύτταροι οργανισμοί από το νερό της λίμνης, του ποταμού και της θάλασσας μέσα στο οποίο βρίσκονται, αναπτύσσονται και πολλαπλασιάζονται.

Από αυτό το υγρό τα κύτταρα προσλαμβάνουν συνεχώς όλα τα υλικά στοιχεία που χρειάζονται για το μεταβολισμό και τη δομή τους, όπως το οξυγόνο, τις διάφορες θρεπτικές ουσίες, ανόργανα και οργανικό άλατα, βιταμίνες, ορμόνες, κλπ. Προς αυτό όμως το υγρό τα κύτταρα αποβάλλουν και όλες τις άχρηστες γι αυτά ουσίες που προκύπτουν από το μεταβολισμό τους, όπως είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το νερό, και διάφορες αζωτούχες ενώσεις, κλπ.

Από αυτά που είπαμε ως τώρα προκύπτει ότι το υγρό των ιστών θα έπρεπε να φτωχαίνει συνεχώς σε χρήσιμα για τα κύτταρα στοιχεία και να εμπλουτίζεται συνεχώς με άχρηστα και δηλητηριώδη για τα κύτταρα συστατικά, αφού συνεχώς τα κύτταρα αποβάλλουν μέσα σ αυτό όλες τις άχρηστες και επιβλαβείς ουσίες, δηλαδή όλα τους τα απόβλητα.

Κατά συνέπεια, το υγρό αυτό θα έπρεπε, μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα, να παρουσιάζει μια τέτοια αλλοίωση της σύστασής του, ώστε να καθίσταται ακατάλληλο για τη συντήρηση της ζωής των κυττάρων, και συνεπώς και ολόκληρου του οργανισμού, με αποτέλεσμα τον θάνατο του ατόμου.

Αυτό βέβαια δεν συμβαίνει σε όλη τη διάρκεια της ζωής του ατόμου, γιατί, παράλληλα με την ανάπτυξη και την εγκαθίδρυση αυτού του «θεσμού» του υγρού των ιστών, αναπτύχθηκαν και τα κατάλληλα και απαραίτητα συστήματα για τον συνεχή εμπλουτισμό αυτού του υγρού με όλα τα χρήσιμα για τα κύτταρα συστατικά, καθώς και για την απαλλαγή του από όλα τα απόβλητα των κυττάρων. Έτσι, σε φυσιολογική κατάσταση, το υγρό των ιστών, που σ ένα μέσο άτομο, σωματικού βάρους 65 70 κιλών, είναι14 ως 15 περίπου λίτρα, διατηρείται συνεχώς σε μια σταθερή κατάσταση, τόσον όσον αφορά το ποσό του, όσο και τη χημική του σύσταση και φυσική του κατάσταση, τη θερμοκρασία του , κλπ.

Όλες οι φυσιολογικές διεργασίες που επιτελούνται για τη διατήρηση αυτής της σταθερότητας του υγρού των ιστών αποτελούν τις ομοιοστατικές λειτουργίες του σώματος, το δε τελικό αποτέλεσμα όλων αυτών των λειτουργιών αποτελεί την ομοιόσταση του σώματος. Μια ομοιόσταση με την οποία η σύσταση του υγρού των ιστών, όσον αφορά τουλάχιστο την περιεκτικότητά του σε οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα και, κυρίως, σε ανόργανα άλατα, διατηρείται πανομοιότυπη με τη σύσταση του θαλασσινού νερού, δηλαδή του αρχικού περιβάλλοντος των ζώντων κυττάρων, πριν από δυο περίπου δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή της εποχής κατά την οποία οι αρχαίοι ημών προ-πρόγονοι άρχισαν να μετεξελίσσονται σε πολυκύτταρους οργανισμούς!

Η ομοιόσταση εξασφαλίζεται με τη συνεχή κυκλοφορία του αίματος, με το οποίο μεταφέρονται προς το υγρό των ιστών, σε κάθε σημείο του σώματος, συνεχώς όλα τα απαραίτητα υλικά για τη διαβίωση των κυττάρων, και με το οποίο παραλαμβάνονται απ αυτό όλα τα απόβλητα των κυττάρων. Αλλά βέβαια, για να μπορεί το αίμα να πραγματοποιεί απρόσκοπτα αυτή του τη λειτουργία θα πρέπει, με τη σειρά του, να παραλαμβάνει από κάπου τα χρήσιμα υλικά, ενώ, παράλληλα, να απαλλάσσεται με κάποιο τρόπο από το φορτίο των άχρηστων υλικών που παραλαμβάνει από το υγρό των ιστών.

Πράγματι, το αίμα συνεχώς εμπλουτίζεται με οξυγόνο όταν περνάει από τους πνεύμονες, και με άλλα θρεπτικά συστατικά και ανόργανες ουσίες και άλατα όταν περνάει από τα τοιχώματα του γαστρεντερικού σωλήνα (και κυρίως από το τοίχωμα του λεπτού εντέρου), καθώς και με άλλες ουσίες και ορμόνες που παράγονται και αποδίδονται στο αίμα από ειδικά κύτταρα του σώματος. Επιπρόσθετα, το αίμα συνεχώς απαλλάσσεται από τα άχρηστα και επιβλαβή συστατικά του όταν περνάει κυρίως από τους πνεύμονες, το συκώτι και τους νεφρούς.

Όταν το αίμα διέρχεται μέσα από τους πνεύμονες, απαλλάσσεται από ένα σημαντικό μέρος του διοξειδίου του άνθρακα που κουβαλάει μαζί του, το οποίο αποβάλλεται με την εκπνοή προς την ατμόσφαιρα. Όταν το αίμα διέρχεται μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία του ήπατος, το αίμα απαλλάσσεται από διάφορες άχρηστες ουσίες, γιατί τα κύτταρα του ήπατος τις παραλαμβάνουν και τις απεκκρίνουν προς τη χολή, με την οποία φέρονται προς το έντερο και από εκεί αποβάλλονται με τα κόπρανα. Η σημαντικότερη όμως λειτουργία αποκάθαρσης του αίματος από όλα τα άλλα άχρηστα, επιβλαβή και περισσευούμενα υλικά πραγματοποιείται όταν το αίμα κατά τη συνεχή του κυκλοφορία, διέρχεται από τους δυο μας νεφρούς.

Πράγματι, οι νεφροί αποτελούν τα βασικά όργανα για τη διατήρηση της ομοιόστασης του οργανισμού, χωρίς την οποία η ζωή είναι εντελώς αδύνατη. Έτσι, οι νεφροί επιτελούν τις ακόλουθες λειτουργίες:

1. Αποβάλλουν, με τη μορφή των ούρων, είτε και κατακρατούν στο σώμα, ακριβώς τόσο νερό, ώστε το ποσό του υγρού των ιστών, και κατά προέκταση και του αίματος, να διατηρείται σταθερό στα φυσιολογικά του επίπεδα.

2. Αποβάλλουν με τα ούρα ακριβώς το ποσό του κάθε μεταλλικού και άλλου στοιχείου που βρίσκεται στον οργανισμό, με τη μορφή άλατος κλπ., έτσι ώστε η περιεκτικότητα του αίματος, και έμμεσα και του υγρού των ιστών στα διάφορα ανόργανα στοιχεία να παραμένει στο φυσιολογικό επίπεδο , δηλαδή στο επίπεδα που αυτά τα στοιχεία βρίσκονταν μέσα στη αρχέγονη θάλασσα, πριν από περίπου δυο δισεκατομμύρια χρόνια.

3. Με μια πράγματι μοναδική σε επινόηση εκμετάλλευση του φαινομένου της ώσμωσης, σε συνδυασμό με ενεργητική μεταφορά, ιόντων μέσα από μεμβράνες κυττάρων, οι νεφροί επιτυγχάνουν να διώχνουν είτε και να κατακρατούν στο σώμα ένα σωρό ανόργανα στοιχεία, αλλά και οργανικές ουσίες, με συνέπεια τη διατήρηση της πυκνότητας του υγρού των ιστών και της ωσμωλικότητάς του σε απόλυτα φυσιολογικά, σταθερά επίπεδα.

4. Οι νεφροί διαθέτουν την εκπληκτική ικανότητα να παράγουν όξινα, ουδέτερα είτε και αλκαλικά ούρα, ανάλογα με την περίπτωση, με συνέπεια τη διατήρηση της αντίδρασης του υγρού των ιστών, δηλαδή της οξύτητας είτε της αλκαλικότητάς του, σε απόλυτα φυσιολογικά επίπεδα, ανεξάρτητα από την παραγωγή είτε και την απώλεια οξέων είτε και αλκαλίων από το σώμα.

5. Απαλλάσσουν συνεχώς τον οργανισμό, με αποβολή με τα ούρα, από όλες τις βλαβερές ουσίες, και κατά κύριο λόγο από την ουρία και το ουρικό οξύ (ουσίες του υπολοίπου αζώτου), που προέρχονται από τον μεταβολισμό των λευκωμάτων της τροφής και των διαφόρων ιστών του σώματος.

6. Αποβάλλουν από το σώμα με τα ούρα όλες τις ξένες προς τον οργανισμό ουσίες που είναι δυνατό να προσλαμβάνονται από το σώμα, όπως για παράδειγμα, τα διάφορα φάρμακα. Οι ουσίες αυτές αποβάλλονται είτε αυτούσιες, με τη μορφή με την οποία προσλαμβάνονται, είτε και μετά από τροποποιήσεις του μορίου τους, που επιτελούνται με διάφορες μεταβολικές διεργασίες.

Εκτός από τα παραπάνω, οι νεφροί ελέγχουν με απόλυτα δραστικό και αποτελεσματικό μηχανισμό το ρυθμό της παραγωγής των ερυθρών αιμοσφαιρίων του .αίματος, ανάλογα με το διαθέσιμο οξυγόνο στο περιβάλλον του ατόμου, είτε και ανάλογα με το ποσό του οξυγόνου που τελικά φτάνει με το αίμα στους διάφορους ιστούς του σώματος. Επιπρόσθετα, οι νεφροί είναι υπεύθυνοι για την τροποποίηση της βιταμίνης D, κατά τρόπον ώστε αυτή να καθίσταται δραστική για τον οργανισμό. Επίσης ο νεφροί ελέγχουν κατά αποτελεσματικό τρόπο, την αρτηριακή πίεση, καθώς και την έκκριση διαφόρων ορμονών, που με τη σειρά τους ρυθμίζουν την ισορροπία των ηλεκτρολυτών του σώματος.

Ο κάθε νεφρός αποτελείται από κάτι παραπάνω από ένα εκατομμύριο λειτουργικές μονάδες που ονομάζονται νεφρώνες. Ο κάθε νεφρώνας αρχίζει με το διευρυμένο αλλά κλειστό άκρο ενός σωληναρίου, με το οποίο βρίσκεται σε στενή επαφή με ένα σπείραμα από τριχοειδή αιμοφόρα αγγεία. Στη συνέχεια, το κάθε σωληνάριο ακολουθεί μέσα στο νεφρό μια κάπως δαιδαλώδη πορεία, και τελικά εκβάλλει, μαζί με πολλά άλλα ουροφόρα σωληνάρια, σε αποχετευτικό σωληνάριο.

Τα αποχετευτικά σωληνάρια αποχετεύουν το περιεχόμενό τους σε μια κοιλότητα που λέγεται νεφρική πύελος, από εκεί δε αρχίζει ο ουρητήρας με τον οποίο τα ούρα μεταφέρονται προς την ουροδόχο κύστη. Μέσα από τα αγγειακά αυτά σπειράματα περνούν 1700 λίτρα αίμα ανά 24ωρο, απ΄ αυτό δε το αίμα ποσοστό 20% του πλάσματος διηθείται προς το εσωτερικό των ουροφόρων σωληναρίων, δηλαδή παράγονται ανά 24ωρο κάπου 180 λίτρα διηθήματος πλάσματος του αίματος. Μέσα σ αυτό το διήθημα περιέχονται όλα τα συστατικά του πλάσματος του αίματος, εκτός από τα λευκώματα και τα λιπίδια.

Κατά τη διαδρομή αυτού του διηθήματος κατά μήκος των σωληναρίων πραγματοποιείται μια ενεργητική και εκλεκτική επαναρρόφηση όλων των χρήσιμων για τον οργανισμό ουσιών προς το αίμα, μαζί με ανάλογο ποσό νερού, ενώ παραμένουν μέσα στο διήθημα και συμπυκνώνονται σε αρκετά μεγάλο βαθμό όλες οι άχρηστες, οι επιβλαβείς και οι περισσευούμενες ουσίες. Τελικά, με τα αποχετευτικά σωληνάρια διοχετεύονται προς τη νεφρική πύελο 1 ως 1,5 λίτρο ούρων ανά 24ωρο, μέσα στα οποία περιέχονται όλες οι ουσίες που απαιτείται να αποβληθούν για τη διατήρηση της ομοιόστασης του σώματος.

Για την επιτέλεση αυτής της λειτουργίας οι νεφροί χρησιμοποιούν ένα τεράστιο ποσό ενέργειας, αφού καταναλίσκουν για το μεταβολισμό τους τα 7% του συνολικού οξυγόνου που χρησιμοποιείται από ολόκληρο το σώμα, ενώ αποτελούν μόλις το 1/200 μόνο του βάρους του σώματος. Αυτό σημαίνει ότι ο μεταβολισμός των νεφρών είναι 14 φορές εντονότερος από τον μέσο όρο του μεταβολισμού όλων των άλλων ιστών του σώματος.

Από τα περισσότερα από δυο εκατομμύρια νεφρώνες με τους οποίους είναι εξοπλισμένοι οι δυο νεφροί μας κατά τη γέννηση, ένα μεγάλο μέρος καταστρέφονται και εξαφανίζονται με την πρόοδο της ηλικίας, έτσι ώστε ένα άτομο ηλικίας 80 περίπου ετών να διαθέτει συνολικά όχι περισσότερους από 500.000 νεφρώνες. Το πραγματικό αίτιο αυτής της καταστροφής παραμένει ακόμα άγνωστο.

Η καταστροφή των νεφρώνων, δυστυχώς επιταχύνεται σε περιπτώσεις επίδρασης τοξικών ουσιών, καθώς και σε πολλές νόσους. Όταν ο συνολικός αριθμός των νεφρώνων ελαττώνεται κάτω από 300.000 περίπου, οι νεφροί δεν είναι δυνατό να ανταποκρίνονται προς τις απαιτήσεις για τη συντήρηση της ομοιοστασίας του σώματος, δηλαδή έχουμε μια νεφρική ανεπάρκεια, οπότε η σύσταση του υγρού των ιστών αρχίζει να αλλοιώνεται, διεργασία που οδηγεί αναπόφευκτα προς το θάνατο. Η λειτουργία των νεφρών διακρίνεται για την άτεγκτη, τετράγωνη «λογική» της, όπως εξάλλου και η λειτουργία όλων σχεδόν των άλλων οργάνων του σώματος. Η σημαντική εξαίρεση αυτού του κανόνα αφορά τη λειτουργία των ανώτερων τμημάτων του εγκεφάλου. Πράγματι, τα ανώτερα αυτά επίπεδα του εγκεφάλου μας, τα οποία αποτελούν και την πηγή της «έννοιας» και της «ουσίας» της λογικής, δυστυχώς σε πάρα πολλές περιπτώσεις λειτουργούν κατά τρόπον ανώμαλο, παράλογο και παρανοϊκό, γεγονός που αποτελεί και τη μοναδική ίσως βασική μας διαφορά από τα υπόλοιπα ζώα!