شارح الدرس: الفشل الكلوي الأحياء • الصف الثاني الثانوي

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف ونُقيِّم طُرق علاج الفشل الكلوي.

كليتا الإنسان عضوان في حجم قبضة اليد تشبهان في شكلهما حبة اللوبيا، وتوجدان بالقرب من أسفل القفص الصدري على جانبي العمود الفقري. تحافظ الكليتان اللتان تؤديان وظيفتهما بصورة سليمة على التوازن المثالي بين الأيونات والماء في مجرى الدم. وتزيلان أيضًا الفضلات القابلة للذوبان، مثل اليوريا. وتؤدي الكليتان هذه الوظيفة من خلال ترشيح دمنا باستمرار. والكلية عضو بالغ الأهمية لدرجة أنها من الأعضاء الداخلية القليلة التي يحتوي جسم الإنسان على اثنتين منها! يمكنك أن ترى كليتين وموقعهما التقريبي في جسم الإنسان في الشكل 1. وهذا لحسن حظنا؛ إذ يمكن لأي إنسان يعيش بكلية واحدة فقط تعمل بصورة سليمة أن ينعم بصحة جيدة.

يمكن أن تتداخل العديد من العوامل مع أداء كليتينا لوظيفتهما بصورة سليمة. وتشمل الأسباب الأكثر شيوعًا للفشل الكلوي أمراض التمثيل الغذائي (الأيض) المزمنة، مثل مرض السكري، وارتفاع ضغط الدم. كما يمكن أن تتأثر الكليتان أيضًا بالعدوى. وتسبب الأضرار التي تصيب الكليتين بمرور الوقت أمراض الكُلى، التي يمكن أن تؤدي في النهاية إلى الفشل الكلوي.

يحدث الفشل الكلوي عندما تتوقف الكليتان عن أداء وظيفتهما بصورة سليمة، وعن ترشيح الدم كما يجب. عندما ينخفض أداء الكليتين إلى أو أقل من كفاءتهما المعتادة، يقال إن المريض يعاني المرحلة الأخيرة من مرض الكُلى؛ ما يطلق عليه أيضًا الفشل الكلوي.

يسبب الفشل الكلوي اضطرابًا في الاتزان الداخلي لجسم الإنسان. والاتزان الداخلي هو طريقة الجسم للحفاظ على استقرار بيئته الداخلية وسلامتها. يؤدي الفشل الكلوي إلى حدوث اختلالٍ في توازن الماء والأيونات، وفي تراكم الفضلات مثل اليوريا في الدم.

قد تتضمن أعراض الفشل الكلوي الغثيان، وآلام البطن، وإدرار كمية كبيرة أو قليلة على نحو غير طبيعي من البول، وآلام الظهر، وتورم المفاصل، وتشنجات العضلات، وضيق النفس.

الكليتان عضوان بالغا الأهمية يعملان بجهد طوال الوقت. حيث تؤديان الوظيفة الإخراجية المتمثلة في إنتاج البول. تنتج الكليتان البول من خلال ترشيح الدم للتخلص من الأملاح الزائدة، والماء، واليوريا التي تنتجها الكبد. وإنتاج البول عملية معقدة تحدث في الكليتين داخل تراكيب مجهرية تُسمى النفرونات.

النفرونات تراكيب معقدة تتكون من أوعية دموية صغيرة وأنيبيبات. في النفرون، تُرشَّح جميع الجزيئات الصغيرة تقريبًا من مجرى الدم. وهذا يتضمن الماء، والأيونات، والجلوكوز، والفضلات القابلة للذوبان، لكنه لا يتضمن عادةً الخلايا والبروتينات الكبيرة. بعد ذلك، يُعاد امتصاص المواد الضرورية أو المفيدة في مجرى الدم. ويتضمن هذا كل الجلوكوز تقريبًا، والكمية التي يحتاجها الجسم من الأيونات، وكل الماء تقريبًا. أما الفضلات، والأيونات الزائدة، والماء المتبقي، فتخرج على صورة بول. يمكننا ملاحظة الخطوات الأساسية لإنتاج البول في الشكل 2.

تؤدي الكليتان وظيفتهما بكفاءة مثيرة للدهشة. حيث تحتوي كل كلية على نحو مليون نفرون صغير! ترشح كل النفرونات مجتمعة ما بين 160–200 L من الدم يوميًّا، وتُنتج نحو 1.5 L من البول. وتحتوي الكليتان في أي وقت على نحو خُمس إجمالي حجم الدم.

وتتمكن الكليتان من التكيف تلقائيًّا مع الظروف المتغيرة في أجسامنا باستمرار للحفاظ على مستويات مثالية من الماء والأيونات في جميع الأوقات. عندما تفشل كليتا أحد الأفراد، فمن الصعب جدًّا تعويض وظيفتهما.

توجد طريقتان لمعالجة للفشل الكلوي.

تتمثل الأولى في عملية زراعة الكُلى. وتُجرى عن طريق الحصول على كلية شخص توفي حديثًا، أو كلية أحد المتبرعين، ثم زراعتها في جسم مريض مصاب بالفشل الكلوي. وتُعرف الطريقة الأخرى بغسيل الكُلى. أثناء غسيل الكُلى، يُستخدم جهاز خارجي لترشيح الدم بدلًا من الكليتين.

لنلقِ نظرة فاحصة على هاتين الطريقتين وفوائد كل منهما وعيوبه.

الخطوة الأولى في إجراء عملية زراعة كلية ناجحة هي اختيار كُلْيَة متوافقة من أحد المتبرعين. فلا بد أن تتوافق الكلية الجديدة مع جسم المريض الذي يخضع لزراعة الكلية، ويُسمى المتلقي. وغالبًا ما يتعين على المتبرع والمريض أن يكون لهما فصيلة الدم نفسها ونوع النسيج نفسه؛ ولهذا السبب، عادة ما يعتبر أقارب الدرجة الأولى مرشحين مناسبين للتبرع بالكُلى. حيث يرفض الجهاز المناعي للمتلقي أي كلية غير متوافقة ويهاجمها، وهو ما يؤدي إلى إتلاف الكلية الجديدة.

لتجنب رفض الكلية المزروعة، فمن الأفضل أن يكون المتبرع من أقارب الدرجة الأولى. ويعد إيجاد متبرع مناسب من غير الأقارب أصعب كثيرًا.

لإجراء عملية زراعة كلية، فإنها تُستأصل من المتبرع، ثم تُزرع داخل بطن المتلقي يُربط شريان الكلية المزروعة ووريدها بشريانٍ ووريدٍ يقعان أسفل الكليتين المصابتين الموجودتين، ويُربط حالب الكلية المزروعة بالمثانة. يوضح الشكل 3 بطنًا يحتوي على كلية مزروعة. لا تُستأصل الكليتان المصابتان عادةً؛ لذلك يمكن أن يحتوي جسم المتلقي على ثلاث كُلى في وقت واحد!

تعمل الكلية المزروعة بكفاءة لمدة تتراوح من 10 إلى 15 سنة على الأرجح. أثناء هذه الفترة، يعيش المتلقي حياةً طبيعية بصحة جيدة، مع اتباع شروط قليلة متعلقة بنظامه الغذائي، ولا يظهر عليه أي عرض من أعراض الفشل الكلوي. كما أن عملية زراعة الكُلى أقل تكلفة من غسيل الكُلى على الأمد الطويل. ولهذه الأسباب، تُعد عملية زراعة الكُلى هي العلاج الأفضل للفشل الكلوي، والذي يساعد على إطالة عمر المريض.

لكن يتمثل أحد عوائق عملية زراعة الكُلى في احتمالية رفض جسم المريض الكلية المزروعة. ولهذا السبب، يتوجب على متلقي زراعة الكُلى أن يتناولوا أدوية مثبطة للمناعة طوال حياتهم. تعمل المثبطات المناعية على خفض أو تقليل النشاط الكلي للجهاز المناعي. قد تحمي هذه الأدوية الكلية الجديدة، لكنها في المقابل تجعل الشخص عرضة للعدوى.

يتمثل العائق الآخر أمام عملية زراعة الكلية في عدم توافر كُلى كافية لعلاج جميع مرضى الفشل الكلوي. حيث يفوق عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى إجراء عمليات زراعة كلى عدد المتبرعين المتاحين بكثير. وإذا لم يتوافر متبرع مستعد ذو صحة جيدة من أقرباء المريض، فربما يُضطر مريض الفشل الكلوي إلى قضاء حياته بأكملها في انتظار توافر كلية متوافقة.

مثال ٣: تحديد أنماط بيانات زراعة الكُلى من خلال تمثيل بياني

يوضِّح التمثيل البياني عدد المرضى الذين يحتاجون إلى زراعة كُلى مقارنةً بعدد عمليات الزراعة التي أُجرِيت.

أيُّ العبارات الآتية عن البيانات الموضَّحة تَصِف النمط الموضَّح؟

1. عدد عمليات الزراعة التي أُجرِيت أعلى بشكل ملحوظ من الطلب على عمليات زراعة الكُلى.
2. الطلب على عمليات زراعة الكُلى أعلى باستمرار من عدد عمليات الزراعة التي أُجرِيت.
3. كان عدد عمليات زراعة الكُلى التي أُجرِيت عام 1990 أعلى منه عام 2010.
4. الطلب على عمليات زراعة الكُلى قلَّ ببطء مع مرور الزمن.

الحل

يعرض هذا التمثيل البياني مجموعتين من البيانات باستخدام المقياسين والمحورين نفسيهما. قبل أن نحاول تفسير البيانات في التمثيل البياني، من المهم أن ننظر إلى المفتاح والمحورين. يشير المفتاح إلى أن الأعمدة الزرقاء تمثل عدد عمليات الزراعة التي أُجرِيَت. ويمثل الخط الأحمر المُحدد بحروف x عدد المرضى المسجلين في قائمة انتظار عمليات زراعة الكلى. يوضح لنا عدد السنة، بمعدل زيادة مقداره خمس سنة، من عام 1990 إلى عام 2016، بينما يوضح لنا عدد المرضى. وبعد أن عرفنا الطريقة التي تُعرض بها البيانات، يمكننا النظر إلى الأنماط. إذا ركزنا على الأعمدة الزرقاء، فسنجد أن عدد عمليات الزراعة التي أجريت لا يتغير كثيرًا بمرور الزمن. حيث أجريت نحو 2‎ ‎000 عملية زراعة كلى في عام 1990، و1995، و2000، و2005. وبحلول عام 2010 وعام 2016، زاد هذا العدد زيادة بسيطة، لكنه ظل أقل من 2‎ ‎500. تحدد أعداد عمليات زراعة الكُلى التي أجريت بأعداد الكُلى المتاحة للتبرع. ويجب أن تتوافق أجسام المرضى الذين يحتاجون إلى زراعة كلى مع كلية سليمة من متبرع متاح لكي يتلقوا العلاج الذي يحتاجون إليه.

يظهر الخط الأحمر قيمًا أكبر بكثير مقارنة بالأعمدة الزرقاء. حيث نلاحظ زيادة ثابتة في هذا الخط، الذي يمثل عدد المرضى المسجَّلين في قائمة انتظار زراعة الكُلى، من عام 1990 إلى عام 2016. يرتفع عدد المرضى في قائمة الانتظار خلال هذه الفترة من 6‎ ‎000 إلى نحو 8‎ ‎000 شخص. وهذا يعني أن عدد المرضى الذين يحتاجون إلى إجراء عمليات زراعة الكُلى يزيد زيادةً ثابتة، في حين يظل عدد العمليات التي أجريت كل سنة كما هو تقريبًا.

باستخدام هذه المعلومات، يمكننا استنتاج أن الطلب على عمليات زراعة الكُلى أعلى باستمرار من عدد عمليات الزراعة التي أُجرِيت.

وبينما ينتظر بعض المرضى إتاحة كلية من أحد المتبرعين، يمكن أن تحل أجهزة غسيل الكُلى محل الكُلى المصابة.

في حالة غسيل الكُلى، يوضع المريض على جهاز غسيل الكُلى، الذي يشار إليه أحيانًا بـ «جهاز الكُلى الاصطناعية»، ويمكننا أن نرى مخططًا مبسطًا له في الشكل 4. يتحكم في عملية غسيل الكُلى جهاز يعرف بـ «جهاز غسيل الكُلى». أثناء جلسة غسيل الكُلى، يوصل المريض بالجهاز عن طريق إبرتين. ويتدفق الدم من أحد شرايين الجسم عبر إحدى الإبرتين إلى جهاز غسيل الكُلى. داخل جهاز غسيل الكُلى، يمر الدم عبر شبكة من الأنابيب التي تُرشح الفضلات من الدم وتعيد توازن الماء والأيونات. ثم يُضَّخ الدم المُرشَّح مرة أخرى إلى المريض عبر وريد متصل بالإبرة الثانية.

داخل جهاز غسيل الكُلى، يتدفق دم المريض خلال أنبوب أو «غشاء» شبه مُنفِذ كما هو موضح في الشكل 5. ونظرًا لأن أنبوب غسيل الكُلى شبه مُنفِذ، فمن الممكن أن تمر جزيئات صغيرة عبره بحرية. خارج الأنبوب، يوجد سائل مصمم خصيصًا لهذا الغرض يسمى سائل غسيل الكُلى. يطلق على سائل غسيل الكُلى أيضًا سائل التنقية أو محلول غسيل الكلي.

لعلنا نتذكر أنه بسبب خاصية الانتشار، تتحرك الجزيئات تلقائيًّا من المناطق العالية التركيز إلى المناطق المنخفضة التركيز.

صُمِّم سائل غسيل الكُلى لكي يُنتج تدرجات في التركيز تعمل على ترشيح الفضلات من دم المريض وتعيد توازن الماء والمعادن. تدرج التركيز هو فرق في تركيز مادة معينة من منطقة لأخرى. وتنتشر المواد تلقائيًّا مع اتجاه تدرج تركيزها. ثم يتوقف الانتشار عندما تتساوى التركيزات في جميع المناطق، وهذا موضح بالمخططين في الشكل 6.

يحتوي سائل غسيل الكُلى على معظم العناصر الموجودة في بلازما الدم السليمة، ويتضمن التوازن الصحيح بين الماء المعقم والأيونات، ولا يتضمن أي فضلات أيضية مثل اليوريا أو الأحماض العضوية. يوجد جلوكوز في سائل غسيل الكُلى، وهذا يحمي المريض من فقد الكثير من الجلوكوز من الدم نتيجةً للانتشار خلال عملية الترشيح أثناء غسيل الكُلى.

عندما يختلط الدم بسائل غسيل الكُلى عبر الأنبوب شبه المنفذ، تنتشر الفضلات (مثل اليوريا) إلى خارج الدم بخاصية الانتشار؛ لأن تركيزها مرتفع في الدم ويجب ألا تكون موجودة على الإطلاق في سائل غسيل الكُلى. إذا كان تركيز الأيونات أعلى في الدم، فإنها تنتشر إلى سائل غسيل الكُلى. وإذا كان تركيزها أقل في الدم، فإنها تبقى في الدم. وينطبق الأمر نفسه على الماء.

عندما يمر الدم عبر أنبوب غسيل الكُلى، تُزال الفضلات وتتوازن تركيزات الأيونات والماء، فتتساوى مع التركيزات الموجودة في الكلية السليمة. ثم يضخ الدم المُرشَّح مرة أخرى إلى الشخص.

ولكي نحافظ على تدرجات التركيز اللازمة لترشيح الدم بكفاءة، لا بد من ضخ كمية جديدة من سائل غسيل الكُلى عبر جهاز غسيل الكُلى باستمرار. ويتدفق سائل غسيل الكُلى في الاتجاه المعاكس لاتجاه تدفق الدم، وهو ما يعرف بـ «التيار المعاكس».

يحافظ التيار المعاكس على تدرج التركيز على طول جهاز غسيل الكُلى بأكمله، كما هو موضح في الشكل 7. إذا تدفق كل من الدم وسائل غسيل الكُلى في الاتجاه نفسه، فإن تركيزات الفضلات تصل إلى التوازن بسرعة كبيرة. ومن ثَمَّ، لا يحدث انتقال الفضلات من الدم إلى السائل إلا في جزء صغير من جهاز غسيل الكُلى.

يجب أيضًا التخلص من سائل الغسيل الكلى باستمرار من جهاز غسيل الكُلى، كما هو موضح في الشكل 7، لتجنب تراكم الفضلات في السائل؛ لأنها قد تتحرك مرة أخرى في اتجاه الدم.

مثال ٤: تحليل وظيفة جهاز غسيل الكُلى

يوضِّح الشكل المعطى مقطعًا مبسطًا لجهاز غسيل الكُلى.

1. أكمل العبارة بكلمة «مرتفع» و«منخفض» لوصف الاختلاف بين تركيزات اليوريا: تركيز اليوريا في الدم و في سائل غسيل الكُلى.
2. أيٌّ ممَّا يلي يفسِّر تدفُّق الدم في الاتجاه المعاكس لسائل غسيل الكُلى؟
   1. يحافظ الاتجاه المعاكس للتدفُّق على تدرُّج تركيز شديد الانحدار؛ لذا تنتشر النواتج المفيدة باستمرار إلى خارج الدم.
   2. يُحافظ الاتجاه المعاكس للتدفُّق على تدرُّج تركيز شديد الانحدار؛ لذا تنتشر الفضلات باستمرار إلى داخل الدم.
   3. يُحافظ الاتجاه المعاكس للتدفُّق على تدرُّج تركيز شديد الانحدار؛ لذا تنتشر الفضلات باستمرار إلى خارج الدم.
   4. الاتجاه المعاكس للتدفُّق ليس له فائدة، وهو محض مصادفة.

الحل

الجزء الأول

يعتمد جهاز غسيل الكُلى على خاصية الانتشار. ويحدث الانتشار لأن الجزيئات لها ميل طبيعي إلى أن تتحرك من المناطق العالية التركيز إلى المناطق المنخفضة التركيز. ويُستخدم جهاز غسيل الكُلى في ترشيح دم مرضى الفشل الكلوي وتنقيته وموازنته. يُسبب الفشل الكلوي زيادة تركيز فضلات معينة تتراكم في الدم. ومن أجل التخلص من هذه المواد، يُضخ دم المريض عبر جهاز غسيل الكُلى.

يمر الدم داخل جهاز غسيل الكُلى عبر أنبوب مصنوع من غشاء شبه منفذ. خارج هذا الغشاء، يوجد سائل مصمم خصيصًا لهذا الإجراء يسمى «سائل غسيل الكُلى». تركيز المواد في سائل غسيل الكُلى معد خصيصًا لكي يُنتج تدرجًا في التركيز، أو فرقًا في التركيز، بين الدم وسائل غسيل الكُلى.

على وجه التحديد، يكون تركيز الفضلات مثل اليوريا مرتفعًا في دم مريض الفشل الكلوي، بينما لا توجد أي يوريا في سائل غسيل الكُلى النظيف. ومن ثَمَّ، ينشأ تدرج في التركيز، حيث تركيز اليوريا في الدم أعلى بكثير من تركيز الدم في سائل غسيل الكُلى. ونظرًا لأن الانتشار يؤدي إلى تحرُّك الجزيئات من المناطق العالية التركيز إلى المناطق المنخفضة التركيز، أي إنها تتحرك مع اتجاه تدرج تركيزها، تُرشَّح اليوريا إلى خارج الدم، عبر الغشاء شبه المنفذ، وإلى سائل غسيل الكُلى في الجهاز.

ومن ثَمَّ، يجب أن تنص العبارة المعطاة على ما يلي: «تركيز اليوريا مرتفع في الدم ومنخفض في سائل غسيل الكُلى».

الجزء الثاني

عندما يتدفَّق الدم عبر جهاز غسيل الكُلى، لا بد أن يقل تركيز اليوريا في الدم باستمرار لإزالة الفضلات من الدم بأعلى كفاءة ممكنة. عندما يكون الفرق في تركيز مادة ما كبيرًا بين منطقة وأخرى، نقول إن تدرج تركيز المادة شديد الانحدار. تنتشر الجزيئات بسرعة أكبر عندما يكون تدرج التركيز أشد انحدارًا مقارنةً بسرعتها عندما يكون تدرج التركيز أقل انحدارًا.

وبالتالي، لكي يستمر ترشيح اليوريا إلى خارج الدم، من المهم أن نحافظ على تدرج التركيز على طول مسار جهاز غسيل الكُلى. إذا تدفق سائل غسيل الكُلى في اتجاه الدم نفسه، سيكون تدرج تركيز اليوريا في بداية الجهاز شديد الانحدار. يحتوي الدم الخارج من المريض على كمية كبيرة من اليوريا، في حين لا يحتوي سائل غسيل الكُلى على أي منها. إذن، ينتشر الكثير من اليوريا إلى خارج الدم في بداية الجهاز.

لكن مع تحرك السائلين عبر الجهاز، يزيد تركيز اليوريا في سائل غسيل الكُلى، بينما يقل تركيزها في الدم. وهذا يقرب التركيزين بعضهما من بعض؛ ما يؤدي إلى انخفاض تدرج التركيز، وتقليل مقدار اليوريا الذي يواصل الانتشار إلى خارج مجرى الدم. وتجنبًا لحدوث ذلك، يتدفق سائل غسيل الكُلى في الاتجاه المعاكس للدم؛ ما يحافظ على تدرج تركيز شديد الانحدار على طول الجهاز، وليس في مكان واحد فقط.

باستخدام هذه المعلومات، يمكننا استنتاج أن الاتجاه المعاكس للتدفق يحافظ على تدرُّج تركيز شديد الانحدار؛ لذا تنتشر الفضلات باستمرار إلى خارج الدم.

غسيل الكُلى هو علاج أكثر انتشارًا للفشل الكلوي من زراعة الكُلى. حيث يوجد عدد محدود من الكُلى المتاحة للتبرع، لكن يمكننا إنتاج أجهزة غسيل الكُلى حسب الحاجة.

يتراوح العمر المتوقع للمريض الذي يخضع لجلسات غسيل الكُلى بين 5 إلى 30 سنة، وهذا يعتمد على الحالة العامة للمريض ودرجة امتثاله لتوجيهات العلاج.

يتوجب على المرضى الذين يخضعون لغسيل الكُلى اتباع قيود صارمة على النظام الغذائي لمنع تراكم الفضلات والأيونات في الدم بين جلسات غسيل الكُلى، وهذا يتضمن تجنب الأغذية التي تحتوي على نسبة عالية من الأملاح أو البوتاسيوم. ويتوجب عليهم أيضًا أن يحدوا من استهلاك السوائل، لأن كُلاهم لا يمكنها التخلص من الماء الزائد من مجرى الدم بكفاءة.

أضف إلى ذلك أن غسيل الكُلى عملية مرهقة، وتستغرق وقتًا طويلًا. فعادة ما يخضع مرضى غسيل الكُلى إلى ما بين 3 إلى 4 جلسات غسيل كلوي في الأسبوع لمدة 3 إلى 6 ساعات في كل مرة. ويمكن أن يعرقل الوقت اللازم لغسيل الكُلى الحياة اليومية للمريض. تعرض الصورة أدناه مشهدًا لمريض يخضع لجلسة غسيل الكُلى.

غسيل الكُلى هو بديل غير كامل للكلى التي تؤدي وظيفتها بصورة سليمة. حيث تستطيع الكلية أن تحافظ على الاتزان الداخلي باستمرار، لكن غسيل الكُلى يعمل فقط عندما يوضع المريض على جهاز غسيل الكُلى.

يمكن تجنب بعض الأسباب الأكثر انتشارًا للفشل الكلوي. وتتمثل أفضل طريقة لتجنب الفشل الكلوي في الحفاظ على نظام غذائي صحي، وشرب الكثير من الماء، والعناية بصحة القلب والأوعية الدموية، وتجنب بعض العادات المضرة مثل التدخين، أو شرب الكحول، أو تناول المخدرات. وإذا حافظ الفرد على صحة كليتيه، فلن تخدماه طوال عمره فحسب، بل قد تنقذان أيضًا شخصًا آخر في المستقبل.

والآن، دعونا نراجع ما تعلمناه عن الفشل الكلوي في هذا الشارح.