ما هو الإخراج الخلوي؟
الإخراج هو العملية التي يتم من خلالها التخلص من النفايات الداخلية والمواد الخارجية الممتصة مثل المواد الكيميائية من الجسم، حيث لسهولة التخلص تخضع معظم المواد الكيميائية الممتصة، والتي تكون في الغالب محبة للدهون بطبيعتها، لعملية التمثيل الغذائي لتصبح أكثر قابلية للذوبان في الماء قبل الإخراج.
لذلك فإن التحول الأحيائي التمثيل الغذائي والإفراز هما العمليتان الرئيسيتان المتضمنتان في التخلص من المواد الكيميائية الداخلية والخارجية، إن أهم طرق الإخراج هي البول والبراز وهواء الزفير، كما تشمل طرق الإخراج البسيطة الأخرى الحليب والعرق واللعاب والدموع والشعر والأظافر.
عادة ما تكون الآلية المسؤولة عن إفراز المواد الكيميائية هي الانتشار السلبي ولكن ليس حصريًا، حيث تمر المواد الكيميائية المحبة للدهون والمحايدة كهربائيًا عبر الأغشية الخلوية عن طريق الذوبان داخل الدهون الموجودة في الغشاء.
يعمل تدرج تركيز المواد الكيميائية بين كل جانب من جوانب الغشاء كقوة دافعة لهذه العملية، حيث يوجه الحركة من جانب الغشاء بتركيز عالٍ إلى الجانب ذي التركيز المنخفض، وتشمل الآليات الأخرى للإفراز الترشيح من خلال المسام في أغشية الخلايا والنقل النشط الذي توفره البروتينات الحاملة المتخصصة.
يعتمد إفراز الكادميوم عن طريق البول أو البراز إلى حد كبير على طريقة التعرض، حيث تم إثبات إفراز الكادميوم في البول في عدد من الدراسات التجريبية على حيوانات المختبر لتمثيل حوالي 0.01-0.02٪ من إجمالي عبء الجسم عند التعرض طويل الأمد.
في العديد من أنواع الثدييات يزداد إفراز البول ببطء عند التعرض للكادميوم وبعد حدوث تلف كلوي يزداد إفراز الكادميوم، وبالنسبة للبشر تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 0.01 ٪ من عبء الجسم يفرز في البول.
يعتمد إفراز البول مثل عبء الجسم على الكادميوم على العمر، وفي حالة حدوث بيلة بروتينية أنبوبية يزيد إفراز الكادميوم، كما قد يحدث مستوى عالٍ من إفراز الكادميوم بدون بيلة بروتينية في التعرض قصير المدى وعالي المستوى، إذ يُفرز الكادميوم في البول المرتبط بـ(MT).
إفراز البول:
هذا هو أهم طريق للإفراز، حيث تتكون الكلية من عدة وحدات وظيفية تسمى النيفرون، والجزء الأولي من النيفرون عبارة عن هيكل شبيه بالخصل يسمى الكبيبة والذي يعمل كمرشح للبلازما، إذ بمجرد تصفيته تحت القوة الدافعة لضغط الدم المنتشر يصبح سائل البلازما بولًا مخففًا.
أثناء عملية الترشيح يمكن أيضًا لبعض المواد الذاتية المذابة في البلازما أن ترشح بحرية تمامًا مع ماء البلازما، والجزء التالي من النيفرون عبارة عن هيكل أنبوبي طويل يسمح بتبادل الماء والمواد المذابة بين البول المتشكل حديثًا والدم المنتشر في الكلى.
تتصرف المواد الكيميائية كمواد مذابة داخلية، قد يتم ترشيحهم من خلال الكبيبة ثم يخضعون للتبادل على طول الجزء الأنبوبي ليتم امتصاصه جزئيًا في الدم أو إفرازه، إذ تخضع الجزيئات المحايدة كهربائيًا لإعادة الامتصاص من البول إلى الدم عن طريق الانتشار السلبي البسيط والتحرك على طول تدرج التركيز.
بالنسبة للأدوية التي تحتوي على إلكتروليتات ضعيفة كما هو الحال بالنسبة للعديد من العوامل العلاجية فإن درجة الحموضة في البول لها تأثير كبير على الإخراج، عند درجة حموضة قلوية معتدلة توجد أحماض عضوية ضعيفة في الغالب كجزيئات متأينة أو مشحونة كهربائيًا، وهذا يمنع انتشارها من البول إلى الدم ويسهل إزالتها بالبول المفرغ.
يحدث الشيء نفسه مع القواعد العضوية الضعيفة عند درجة حموضة معتدلة، إذ يستخدم تغيير درجة الحموضة في البول حاليًا لتعزيز التخلص من المواد الكيميائية في بعض حالات التسمم بالعقاقير مثل الساليسيلات والفينوباربيتال.
الانتشار السلبي ليس الآلية الوحيدة التي يتم من خلالها تبادل المواد الكيميائية بين البول والدم في الجزء الأنبوبي من النيفرون، حيث بالنسبة لبعض العوامل يعتبر النقل النشط حتى مقابل تدرج التركيز وسيلة أخرى يمكن من خلالها نقل الجزيئات من البول إلى الدم، ولكن في كثير من الأحيان من الدم إلى البول.
هناك نوعان على الأقل من أنظمة النقل المتخصصة التي يمكن بواسطتها إفراز المواد الكيميائية في البول، أحدهما للأحماض العضوية الضعيفة مثل البنسلين وبعض مدرات البول، وآخر هو القواعد العضوية الضعيفة مثل الكينين.
مثل معظم أنظمة النقل النشطة يمكن تشبع هذه الأنظمة بتركيزات عالية من المواد الكيميائية المنقولة، ويمكن أيضًا حظرها بواسطة مواد كيميائية أخرى تشترك في نفس نظام النقل على سبيل المثال، يمكن منع انتقال البنسلين إلى البول عن طريق التناول المتزامن لعقار يعرف باسم البروبينسيد.
في المرضى الذين يعانون من قصور كلوي حاد يمكن استبدال وظائف الكلى بشكل فعال باستخدام كلية صناعية، وهذا الأخير يستغل خصائص الأغشية شبه النفاذة للسماح بالتخلص من النفايات الداخلية.
يمكن استخدام نفس المبدأ للمساعدة في إزالة بعض المواد الكيميائية القابلة للانتشار بحرية في حالات التسمم الشديدة على سبيل المثال البروميدات، جلايكول الإيثيلين، كحول الأيزوبروبيل، والليثيوم، وهذا الإجراء يسمى غسيل الكلى.
