חוקרים זה עתה גילו שהכליות פועלות בדם בצורה שונה ממה שחשבנו קודם

(PIXOLOGICSTUDIO/ספריית תמונות מדע/Getty Images)

עד מחר, כל טיפת דם בגופך תעבור דרך הכליות שלך עשרות פעמים . עם כל מעבר, מים רווי פסולת מוסרים ליצירת שתן, ודם שניקה טרי חוזר לאחר מכן למחזור הדם.

אנו עשויים לדמיין את המשימה החיונית הזו כסוג של סינון מוזן בכוח המונע על ידי הלחצים החובטים של פעימות הלב שלנו. אבל, על פי מחקר חדש שחיבר במשותף מהנדס המכונות של ג'ונס הופקינס שון סאן, התיאור הזה לא ממש מדויק כפי שחשבו פעם.

'כולם שומעים שהכליות מסננות דם, אבל מבחינה רעיונית זה לא נכון', אומר שמש.

'מה שהראינו הוא שתאי כליה הם משאבות, לא מסננים, והם מייצרים כוחות.'

גם לא מחוסר הסתכלות התגעגענו לפעילות המכנית המוזרה הזו. אנטומיסטים ידעו על מבנה הכליה ותפקידה בייצור שתן מדם מאז המאה ה-17 .

יכולתו של האיבר לערבב פיזיקה פסיבית של אוסמוזה עם shunting אקטיבי של כימיקלים שונים על מנת לאזן את המלחים, הפסולת והמים של גופנו, נחקרה רבות גם בתוך ומחוץ לגוף.

עם זאת, כל כליה מורכבת מקילומטרים של תעלות וצינוריות דחוסות בחלל שלא גדול מהאגרוף שלך, מה שעשוי ליצור צנרת מוזרה עמוק בפנים.

מחקרים הראו שהתאים המצפים את הצינוריות האלה יכולים לחוש בשינויים בלחץ ההידרוסטטי, ואפילו להגיב ; עם זאת, לא ברור כיצד או אפילו אם השינויים הללו נדחפים בדרך כלשהי.

זה גם לא קל להבין איך נוזלים מסתובבים דרך הצינורות הקטנים האלה. כל ניסוי לחקור את ההידראוליקה הפועלת בתוך צינורות בודדים יצטרך טכנולוגיה מרשימה למדי כדי לסנן כוחות תועים.

וזה בדיוק מה שסאן ועמיתיו מרחבי ארה'ב העלו. משאבת הכליות המיקרו-נוזלית שלהם (MFKP) מורכבת מגושים מעוצבים וממברנות נקבוביות המסוגלות להכיל תרבית של תאים המצפים את צינוריות הכליה.

לאחר שהתאים התיישבו במקומם והיו נתונים למגוון בדיקות להתנגדות חשמלית וחדירות, החוקרים מדדו שינויים בלחץ על פני הרקמה בתגובה להתזות נוזל ממזרק.

הם הבחינו שתנועת הנוזלים ליד התאים ירדה בהתאם לעלייה בלחץ ההידראולי, שהיה גדול יותר בקצה אחד של הרקמה מאשר בקצה השני. בדיוק כפי שהיינו מצפים לו הצינוריות פעלו כמו משאבה.

מבט מקרוב על החלבונים שהתאים מוציאים גילה ששינויים קטנים בלחץ הנוזלים הנכנסים לרקמות שינו את סידור תעלות היונים ואת המבנה התומך שלה, ושינו את צורתם ותפקודו.

עבור רובנו, המשמעות היא שהנוזלים העוברים מהדם אל רשת הצינוריות של הכליה נעים בחלקם תחת הכיוון המכני של התאים עצמם, ומוסיפים שכבה חדשה ועדינה של פעולה שיכולה לעזור להסביר מגוון של הפרעות בכליות.

כדי לראות כיצד התנהגות זו מתפתחת בתוך כליות פחות מתפקדות, החוקרים השתמשו בתאים שנלקחו מאנשים עם הפרעת הכליות אוטוזומלית דומיננטית של כליות פוליציסטיות, או ADPKD.

במצב זה, הודות לאופן שבו התאים המצפים את צינוריות הכליה משנים צורה, נוצרות לרוב ציסטות, מעוותות את הרקמה ומעלות את הסיכון לאבנים בכליות ולדלקות בדרכי השתן. אבל, לפי עבודת הצוות, יש עוד בסיפור. החוקרים צפו בתאים שואבים הפוך, כאשר שיפוע הלחץ מתהפך מקצה לקצה.

כאשר טיפול ADPKD מאושר על ידי ה-FDA tolvaptan הוחל על התאים, דרגות הלחץ שלהם הוחלקו, מה שמרמז שהתרופה פועלת על ידי הפחתת הלחץ על הרקמות ובכך מאט את הקצב שבו עלולות להיווצר ציסטות.

עם זאת בחשבון, ייתכן שלרקמות אחרות יש גם גרסאות משלהן של מערכת שאיבה מכנית המתאימה את לחצי הנוזלים לפי הנוחות. סאן והצוות שלו שואפים לשנות את המכשיר שלהם כדי לבדוק רקמות ואיברים אחרים.

מחקר זה פורסם ב תקשורת טבע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.