۱ .۳ - آسیب به سلول های اپی تلیال توبول های کلیوی
-۳.۱.۱ آسیب های کشنده
این آسیب ها شامل آپوپتوز یا نکروز است. آپوپتوز مرگ برنامه ریزی شده سلول های توبولی با سیگنال آسیب رسان و مسیر آپوپتوتیک است که می تواند به دلیل افزایش عوامل سیتوتوکسیک ناشی از ایسکمی ایجاد شود. در حالیکه، نکروز سلولی به دلیل کاهش حاد سدیم و ذخایر انرژی سلولی به وجود می آید که باعث تورم سلولی و در نهایت ترکیدن و مرگ سلول می شود (۱۴،۱۳،۹).
۳.۱.۲ - آسیب های غیر کشنده^[۱۶]
این آسیب ها شامل به وجود آمدن یکسری تاول در غشا اپیکال^[۱۷] سلولهای توبولی و از بین رفتن انسجام ساختمانی لبه های برسی^[۱۸] توبول های پروگزیمال، قطبیت غشایی سلول، اتصال طبیعی سلول های توبولی به غشای پایه و عملکرد اتصالات بسته^[۱۹] بین سلولی است و بیشتر به دلیل از بین رفتن انسجام اسکلت سلولی اکتین ناشی از کاهش ATP می باشند. به محض برقراری مجدد جریان خون کلیه و برطرف شدن ایسکمی و کمبود ATP این تغییرات قابل برگشت هستند (۱۴،۱۳،۹).
۳.۲ - اختلال در عملکرد جذبی و ترشحی توبول ها
آسیب های کشنده و غیر کشنده سلول های توبولی موجب این اختلالات می گردند. آسیب های کشنده باعث اتلاف سلول های اپی تلیال لوله های کلیوی و کاهش سلول های فعال در قطعات S3 و mTAL (از نواحی اصلی در انتقال املاح) می گردد و اختلالات زیادی در عملکرد دفعی نفرون ها بوجود می آورند. از بین رفتن قطبیت سلول ها در نتیجه جابه جایی اینتگرین ها و پمپ Na⁺-K⁺ATPase از سطح قاعده ای به سطح رأسی سلول اپی تلیال موجب اختلال در انتقال یکطرفه مواد از خلال لایه اپی تلیال توبول ها می شود (۱۱،۱۰،۱۵).
اختلال در عملکرد دروازه ای اتصالات بسته^[۲۰] محدودیت در باز جذب از مسیر کنار سلولی را از بین می برد و باعث افزایش نشت برگشتی^[۲۱] مایع فیلترا از لومن به میان بافتی کلیه می شود که موجب اختلال در عملکرد دفعی توبول می شود (۱۵).
تخلیه اکسیژن و ATP با فروپاشی اسکلت سلولی^[۲۲] سبب از دست رفتن لبه های برسی و جدا شدن اجزای آن از غشای اپیکال و ریزش آن بداخل لومن می شود که منجر به انسداد توبول و کاهش سطح جذب شده و در نتیجه موجب اختلال بیشتر در عملکرد توبول ها می گردد (۱۱ ،۱۰ ،۱۵).
سلول های توبولی کنده شده در اثر آپوپتوز و نکروز سلولی، لبه های برسی جدا شده از توبول های پروگزیمال و پروتئین ها (گلیکوپروتئین Tamm-horsfall که بوسیله سلول های قسمتmTAL ساخته می شود)، موجب ایجاد قالب هایی^[۲۳] مخصوصاً در قطعات انتهایی نفرون ها می شود که از طریق انسداد و در نتیجه افزایش نشت برگشتی مایع فیلترا باعث اختلال در عملکرد توبول ها می گردند. این تغییرات اسکلت سلولی، تخریب اتصالات سلولی، تخلیه ATP و مجاورت با عوامل اکسیدان مسئول افزایش نفوذپذیری پاراسلولار و نشت مواد از بستر عروقی به بافت اطراف می باشد که این شرایط باعث متورم شدن سلول های اندوتلیال و اختلال در جریان خون بواسطه فشرده کردن مویرگ ها و بسته شدن لومن عروقی می شود (۱۶،۱۵).
۳.۳- اختلالات همودینامیک کلیوی
دو متغیر همودینامیک عمده در نارسایی حاد کلیوی، کاهش جریان خون کلیوی و میزان فیلتراسیون گلومرولی (GFR) هستند. جریان خون کلیوی در نارسایی حاد کلیوی حدود ۵۰-۴۰ درصد کاهش می یابد (۱۷ ، ۱۴). این موضوع باعث تشدید هیپوکسی بویژه در ناحیه ی مدولای خارجی می شود و این اتفاق بوسیله ی دو فاکتور صورت می گیرد:
الف) افزایش انقباض در عروق کلیوی مخصوصا ًدر آرتریول های آوران^[۲۴] که در اثر از بین رفتن تعادل بین مواد منقبض کننده عروقی بخصوص اندوتلین و مواد گشاد کننده عروقی مثل نیتریک اکساید^[۲۵] ایجاد می شود. همچنین نقص در خود تنظیمی عروق کلیه به علت تشدید فعالیت مکانیسم فیدبک توبولی- گلومرولی (TGF) ^[۲۶]در نتیجه افزایش تولید آدنوزین و افزایش سیستم آدرنرژیک و رنین – آنژیوتنسین^[۲۷] نیز می تواند در افزایش انقباض عروقی کلیه مؤثر باشد (۱۸،۱۷،۱۴) .
ب) احتقان عروق مدولا که بر اثر به هم چسبیدن گلبول های سفید، گلبول های قرمز و پلاکت ها به یکدیگر و به دیواره مویرگ ها بر اثر افزایش آزاد شدن واسطه های التهابی مثل سیتوکین ها^[۲۸] بوجود می آید (۱۱،۱۴). عواملی هم که موجب کاهش GFR توسط ایسکمی کلیوی می گردند عبارتند از: اثرات عروقی آن که موجب افزایش انقباض عروق پیش گلومرولی شده و از این طریق فشار فیلتراسیون گلومرولی را کاهش می دهند. اثرات توبولی، به علت از بین رفتن قطبیت سلول های توبولی در نتیجه جابجایی پمپ سدیم – پتاسیم از غشای قاعده ای – جانبی به غشای اپیکال، بازجذب سدیم کاهش یافته و این موضوع موجب افزایش تحویل سدیم به توبول دیستال و ماکولادنسا گردیده، که از این طریق فعالیت مکانیسم TGF افزایش می یابد که آن نیز باعث انقباض بیشتر آرتریول های آوران از طریق واسطه خود یعنی آدنوزین شده که به کاهش GFR کمک می کند. انسداد قسمت های دیستال توسط قالب ها که باعث افزایش فشار هیدروستاتیک در قطعات فوقانی نفرون بویژه در توبول پروگزیمال و کپسول بومن می گردد نیز باعث کاهش GFR می شود (۱۴،۱۹). همچنین، افزایش نشت برگشتی مایع فیلترا از لومن به داخل بافت بینابینی کلیه ناشی از افزایش فشار داخل لومنی به علت انسداد توبولی، صدمه یافتن اپی تلیوم توبول ها و از بین رفتن انسجام اتصالات بسته از عوامل دیگر کاهش دهنده GFR در طی نارسایی حاد کلیوی می باشند (۱۴،۱۹). بنابراین ترکیبی از انقباض عروق کلیه، احتقان عروق ناحیه مدولا، انسداد توبولی و نشت برگشتی مایع فیلترا از علل عمده کاهش GFR محسوب می گردند.

۴- تظاهرات بالینی نارسایی حاد کلیوی
نارسایی حاد کلیوی منجر به علایم و نشانه هایی می شود که نشان دهنده ازبین رفتن اعمال تنظیمی، دفعی و اندوکرین کلیه هستند. ناتوانی تنظیم حجم قسمتهای مختلف مایعات بدن ممکن است به صورت ادم هیپرتانسیون و یا نارسایی احتقانی قلب متظاهر شود. عدم توانایی تنظیم ترکیب مایعات بدن، به صورت هیپرکالمی – اسیدوزمتابولیک و هیپرفسفاتمی مشخص خواهد شد. از دست رفتن توانایی دفعی کلیه به صورت افزایش غلظت پلاسمایی مواد خاصی که به طور طبیعی توسط کلیه ها دفع می شود، متظاهر می گردد (۱۴).
ج) آنتی اکسیدان ها^[۲۹]

1. 1. تعریف:

ترکیباتی هستند که به طور قابل توجهی اکسیداسیون سوبسترا^[۳۰] به تأخیر انداخته یا از آن جلوگیری می کنند. از لحاظ بیولوژیکی ترکیبات فعالی محسوب می شوند که بدن را در برابر آسیب ناشی از ROS ، RNS^[31] ، RCS^[32] ، که منجر به بروز بیماری ها می شوند، محافظت می نمایند. بنابراین از دیدگاه سلامت شغلی نیز دارای اهمیت هستند. آنتی اکسیدان ها یکی از مکانیسم های دفاعی بدن در برابر اثرات مضر و زیان بخش رادیکال های آزاد محرک استرس اکسیداتیو^[۳۳] و لیپید پراکسیداسیون^[۳۴] می باشد، همچنین در تعدیل مسیرهای سیگنالینگ^[۳۵] سلولی فعالیت دارند (۲۴).
در حالت عادی بین رادیکال های آزاد^[۳۶] تولیدی و آنتی اکسیدان ها در بدن تعادل برقرار است که این تعادل برای بقا و سلامتی ضروری است (۲۵).
۲- انواع آنتی اکسیدان ها
آنتی اکسیدان ها شامل انواع آنتی اکسیدان های آنزیمی و غیر آنزیمی و گروهی از مواد معدنی هستند. آنتی اکسیدان های غیر آنزیمی شامل ویتامین C ، ویتامین E ، کارتنوئیدها، بیوفلاونوئیدها و یوبیکینون ها می باشند (۲۶).
مهمترین آنتی اکسیدان ها شامل ویتامین E و C و کارتنوئیدها می باشد.
ویتامین C:
جزء ویتامین های محلول در آب است که باید ازطریق موادغذایی دریافت شود. این ماده با غیر فعال کردن رادیکال های آزادی که در آب محلول هستند بطور اختصاصی از اثرات مخرب آنها جلوگیری می کنند.
ویتامین E:
این گروه شامل: آلفا توکوفرول^[۳۷] و گاما توکوفرول^[۳۸] می باشد که مانع از پراکسید شدن لیپیدها خصوصاً چربی های اشباع نشده در بدن می شود و تا حدودی از اکسیداسیون LDL در بدن جلوگیری می کنند.
کارتنوئیدها:
جزء آنتی اکسیدان های بسیار قوی به حساب می آیند و وجودشان برای سلول ها بسیار ارزشمند است. از اکسید شدن لیپیدها در مراحل اولیه جلوگیری کرده و سطح چربی خون را پایین نگه می دارند. از صدمات آلاینده های محیطی به خصوص دود سیگار جلوگیری می کنند. این گروه شامل :آلفا و بتاکاروتن، لیکوپن، کریپتوگزانیتن، لوتیین می باشد .
یوبیکینون ها:
در بین این خانواده کوآنزیم Q10 جای دارد. در بدن با بهره گرفتن از پیش سازهایی ساخته می شود و مانند یک آنتی اکسیدان محلول در چربی مثل ویتامین E عمل می نماید. بطور کلی این ترکیبات در بهبود بیماری های قلبی، بخصوص در نارسایی قلب و کاردیومیوپاتی مفید می باشند)۲۶).
در مواد غذایی مثل لوبیاسبز، انواع ماهی ها به خصوص ساردین ، جوانه گندم، سیر، کلم، اسفناج یافت می شوند.
بیوفلاونوئیدها:
گیاهان انواع شگفت انگیزی از متابولیت های ثانویه را دارا هستند. یکی از مهم ترین متابولیت های ثانویه، فلاونوئیدها هستند (۶۸). از شکنندگی عروق جلوگیری می کنند. تاحدی فعالیتهای ویتامین C را تشدید می کنند. دریافت این ترکیبات از طریق مواد غذایی سبب کاهش خطر بیماری های قلبی عروقی و سرطان می شود. در گیاهان با رنگدانه های غیر کارتنوئیدی و دارای رنگ قرمز و آبی و زرد یافت میشوند. همچنین میوه های نارس گونه های مختلف مرکبات به عنوان ذخایر مهم فلاونوئیدها شناخته شده اند. کوئرستین، روتین، هسپیریدین مهمترین اجزای این گروه هستند. فلاونوئیدها یکی از بزرگترین گروه های ترکیبات طبیعی هستند که جزء ترکیبات فنولی به شمار می آیند (۶۵)، و به دلیل فیزیولوژی خاص، خواص دارویی و نقششان در سلامتی بسیار اهمیت دارند (۶۴). خواص ضد ویروسی، ضد میکروبی و ضد حساسیت آن ها نیز به اثبات رسیده است (۶۷). فلاونوئیدها موجب افزایش در پایداری دیواره سلولی و ایجاد مانع فیزیکی برای حفاظت سلول ها در مقابل عملکرد مضر عناصر سنگین می شوند. در سال های اخیر خواص آنتی اکسیدانی فلاونوئیدها بیشتر مورد توجه است (۶۸). فعالیت آنتی اکسیدانی آن ها به طور عمده مربوط به خاصیت احیایی آن هاست که اجازه می دهد به عنوان عوامل احیایی، دهنده هیدروژن، برطرف کننده های اکسیژن منفرد و همبندشوندگان با عناصر عمل کنند. گزارشات بسیار زیادی ، القاء انباشتگی ترکیبات فنولیکی و فعالیت پراکسیدازها در گیاهان تیمار شده با غلظت بالای عناصر را نشان می دهند. فلاونوئیدها دارای گروه های هیدروکسیل و کربوکسیل هستند که قادرند به طور اختصاصی به عناصر سنگین باند شوند (۷۰). ریشه های بسیاری از گیاهان در معرض عناصر سنگین ، میزان بالایی از تولید فلاونوئیدها را دارند (۷۱). به طور کلی تصور می شود فلاونوئیدها از آسیب اکسیداتیو با جاروب کردن انواع اکسیژن واکنش گر و شکستن واکنش های زنجیری رادیکالی در طی پرواکسیداسیون لیپیدی جلوگیری می کنند. این اثرات اکسیداتیوی نیاز به شکل احیا شده فلاونوئیدها دارد و شکل اکسید شده آن ها تنها به عنوان پرواکسیدانت عمل می کند (۶۹).
آنتی اکسیدانهای آنزیمی هم شامل سوپراکسید دسموتاز(SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز(GPx) و کاتالاز(CAT) می باشند (۲۹،۲۸،۲۷،۲۶).
همچنین بعضی از مواد معدنی مثل سلنیوم ،آهن، روی ،منگنز، مس نیز جزء آنتی اکسیدان ها به حساب می آیند. رادیکال های آزاد دارای یک الکترون جفت نشده اند که این امر موجب واکنش پذیری بالای آنها میگردد. آنتی اکسیدان ها در برابر رادیکال های آزاد به عنوان دهنده الکترون عمل می نمایند و بدین ترتیب مانع از اثرات مخرب آن می شوند (۲۶،۲۷).
اثر گروهی از آنتی اکسیدان های آنزیمی و غیر آنزیمی در مقابل گونه های واکنشگر اکسیژن در شکل صفحه بعد نشان داده شده است .
د)رادیکال های آزاد
رادیکال های آزاد مولکول هایی هستند که آخرین لایه ی الکترونی آنها کامل نبوده و به همین دلیل از لحاظ شیمیایی از سایر مولکول ها فعال ترند. به بیان ساده تر مولکول ها یا اتم هایی هستند که دارای یک الکترون جفت نشده اند.
رادیکال های آزاد شامل : گونه های واکنشگر اکسیژن (ROS)، گونه های واکنشگر نیتروژن (RNS)، گونه های واکنشگر کلر (RCS) می باشند. به طور کلی را دیکال های آزاد از شکستن یک پیوند در یک مولکول پایدار، که منجر به ایجاد دو قطعه، که هر یک از آنها حاوی یک الکترون جفت نشده هستند، می گردد.
R1-R2<—->R1R2
در نتیجه ی مصرف سیگار، آلودگی هوا، مصرف مواد غذایی سرطان زا مانند نیترات ها، هورمون های محیطی و سرب و مواد شیمیایی آسیب رسان ،شکسته شدن ناقص چربی ها و یا پروتئین ها در بدن تولید می شوند. طول عمر کوتاهی دارند (کمتر از ۱۰-۳ ثانیه) و اینقدر فعال هستند که در کمتر از چند ثانیه با مواد داخل سلولی ترکیب می شوند و سبب بروز عوارض بسیار خطرناکی در سلول ها می شوند که شامل، آسیب به DNA، پروتئین ها و لیپیدها می باشد. سیستم های بدن در یک همزیستی با رادیکال های آزاد تطبیق پیدا کرده اند و همچنین مکانیسم هایی برای استفاده سودمند از آنها در عملکرد های فیزیولوژیک شکل گرفته است. اما تولید بیش از اندازه آنها باعث آسیب به سلول های بدن می گردد و ایجاد بیماری های مختلف می کند (۳۲، ۳۱، ۳۰).
گونه های فعال اکسیژن معروف به رادیکال های آزاد، از عوامل اکسیداسیون بوده که در نتیجه متابولیسم اکسیژن تولید می شوند و با بیومولکول های حیاتی بدن از جمله لیپید، پروتئین، DNA واکنش نشان داده و آنها را اکسید می کنند (۳۳). به طور کلی ارگانهایی که دارای زنجیره انتقال الکترون^[۳۹] هستند، مثل میتوکندری و کلروپلاست، قادر به تولید گونه های واکنشگر اکسیژن می باشند (۳۴).
گونه های واکنشگر اکسیژن همانند سایر رادیکال های آزاد در بدن نقش دوگانه ای را اجرا می کنند:
در غلظت های پائین تا متوسط ضرری ندارند و می توانند در جهت پاسخ به Noxia و در عملکرد شماری از سیستم های سیگنالینگ سلولی سودمند باشند.
در غلظت های بالا، آسیب هایی تحت عنوان استرس اکسیداتیو و لیپید پراکسیداسیون را ایجاد می نمایند که سر منشأ بسیاری از بیماری هاست.
سیستم دفاعی بدن یک موجود هوازی با بهره گرفتن از مکانیسم های دفاعی آنزیمی و غیر آنزیمی در برابر این شرایط مقابله می کند. یکی از این سلاح های دفاعی، آنتی اکسیدان ها هستند. کمبود آنتی اکسیدان ها در بدن می تواند آسیب های جبران ناپذیری به سلول ها وارد ساخته و نهایتاً گسترش بیماری های مختلف را به همراه داشته باشد (۳۴).
در واقع آنتی اکسیدان ها با افزودن بعضی از اجزایشان به رادیکال های آزاد این ترکیبات خطرناک را تثبیت می کنند و اجازه ی آسیب به اجزای سلول های سالم بدن را نمی دهند. درصورت کمبود آنتی اکسیدان ها در بدن، رادیکال های آزاد موجب آسیب لیپید پراکسیداسیون که یکی از اثرات قابل توجه استرس اکسیداتیو است می شوند. به دنبال پراکسیداسیون اسیدهای چرب اشباع نشده که به طور اساسی در غشاهای سلولی و لیپوپروتئین ها قرار دارند، یکپارچگی سلولی از بین می رود و موجب اختلال در فعالیت فیزیولوژیکی آنها می گردند. آسیب اکسیداتیو دیگر آسیب به DNA سلولی است که موجب تغییرات در مواد ژنتیکی می گردد و منجر به ایجاد سلول های سرطانی و تومور می شود. همچنین پروتئین های سلولی بدن نیز می توانند بدنبال کمبود آنتی اکسیدان ها دچار آسیب اکسیداتیو شوند و موجب ایجاد اختلالات و در نتیجه بیماری های مختلف شوند (۲۶،۲۷).