GENEL BİYOLOJİ LABORATUVARI II 9

 

Boşaltım Sistemi

 

1. GİRİŞ

            Boşaltım sistemi veya üriner sistem homeostasise katılan en önemli organ sistemlerinden biridir. Vücut sıvılarının hacim ve içeriğinin, kan basıncının, pH nın, su ve elektrolit dengesinin düzenlenmesi, hücrelerde metabolizma sonucu oluşan ve kana verilen artık ürünlerden, kanın arındırılması şeklindeki olaylar üriner sistemin fonksiyonlarıdır.

            Üriner sistemi iki böbrek, iki üreter, vesika urineria (idrar kesesi) ve üretra oluşturmaktadır (Şekil 1). Böbrekler kanın süzme işini yaparak idrarı oluştururlar. Oluşan idrar üreterler aracılığı ile idrar kesesinde toplanır ve üretra ile dışarıya atılır. İdrar ile atılan en önemli metabolizma artıkları üre ve ürit asit gibi nitrojen içeren artıklardır. Diğer bir deyişle nitrojen içeren artıkların en önemli boşaltım yeri böbreklerdir. Böbreklerin sürekli çalışmasıyla nitrojen artıkları, plazmadan toksik düzeylere erişmeden elimine edilmektedir. Nitrojen artıklarının en önemli kaynağı proteinler ve purin bazlarıdır. Proteinlerin yıkımı ile oluşan ürün amonyaktır (NH3) dır. Amonyak, hücreler için çok toksik bir maddedir, bu nedenle karaciğerde üre haline dönüştürülür ve üre böbrek tarafından atılır. Purin bazlarının yıkım ürünü ise ürik asittir.

Şekil 1: Uriner Sistem ve böbrek

 

2. NEFRON YAPISI VE FONKSİYONLARI

Böbreklerde idrarı oluşturan en küçük üniteler nefronlardır. Her bir böbrekte bir milyonun üzerinde nefron bulunmaktadır (Şekil 2). Tek bir refronun yapısı ele alınıp incelendiğinde; çift yapraklı bowman kapsülü içine yerleşmiş kapiller damarların oluşturduğu glomerul yumağı ve tübülüslerden oluştuğu görülmektedir. (Şekil 8.3). Nefronların glomerul yumağı, kanın filtre edildiği (süzüldüğü), tübüller ise idrarın oluşturulduğu, bölümdür.

 

 

Şekil 8.2: Nefron ve nefronun böbreklerdeki yerleşimi

 

Glomeruluslarda, bowman kapsülüne giren afferent arteriyol, kapsül içinde kapiller damar yumağını oluşturduktan sonra, bowman kapsülünü efferent arteriyol olarak terk eder. Kan glomerulusların kapiller bölgesine afferent arteriyol ile getirilir, gelen kan, burada  sözüldükten sonra, efferent arteriyol ile götürülür. Nefronların tübüller kısmı bowman kapsülünden başlayarak; proksimal tübülüs, henle kulbu, distal tübülüs ve toplayıcı kanallar olmak üzere dört bölümden oluşmaktadır. Bowman kapsülünden proksimal tübülüse ulaşan filtrat (süzüntü); henle kulbunu, distal tübülüsü geçip toplayıcı kanallara ulaştığı zaman idrar haline dönüşmektedir. Oluşan idrar önce böbreklerin pelvis bölgesinde toplanır buradan üreterler içine gönderilir (şekil 3.2).

3. İDRAR OLUŞMASI

Nefronlarda idrar oluşmasında üç aşama vardır (Şekil 8.4).

 

 

Şekil 8.4: İdrar oluşması. Tübülüsler kısaltılarak gösterilmiştir.

Filtrasyon

■ Geri emilme (reabsorbsiyon)

■ Salgılama (ekskresyon)

3.1. Filtrasyon

İdrar oluşumunun ilk basamağıdır. Afferent arteriyol ile glomerul kapiller yumağına ulaşan kanın proteinleri ve hücreleri dışındaki tüm elemanları bowman kapsülü içine süzülür. Süzüntünün içeriği proteinler dışında hemen hemen plazmanın yapısı ile eşdeğerdir. Glomerul kapillerlerindeki filtrasyon hızı, birim zamanda süzülen plazma miktarı olarak tanımlanır. Birimi ml / dk dır ve kısaltılmış olarak GFR şeklinde gösterilir. GFR nin normal değeri 125 ml / dk dır. Buradan anlaşılan normalde böbreklerin 1 dakikada 125 ml plazmayı filtre ettikleridir. Dakikada 125 ml olan filtrasyon miktarı günde 180 litreye eşdeğerdir. Kanın plazma hacminin 3 litre olduğu dikkate alınacak olursa, bir günde kan plazmasının böbrekler tarafından 60 kez (180 / 3 =60) filtre edildiği anlaşılmaktadır. Böbreklerin filtre edilen plazma miktarı bu kadar yüksek iken günde çıkarılan idrar miktarı ortalama 1-1,5 litre kadardır. Buradan süzüntünün % 99 unun tübülüsleri geçerken geri emiler ek tekrar kana verildiği anlaşılmaktadır.

GFR çeşitli faktörlere bağlı olarak değişebilir. Bu faktörlerin bazıları şu şekilde sıralanabilir:

a) Glomerul kapilleri içindeki kanın hidrostatik basıncının azalması filtrasyonu azaltır,  yükselmesi artırır. Kapillerdeki hidrostatik basınç afferent arteriyol daralmasında, böbreğe gelen kan miktarının azalmasında (arteriyel kan basıncının düşmesi ve kan kayıpları gibi koşullarda) azalır. Buna karşı efferent arteriyol daralması, basıncı yükseltir.

b) Glomerul kapillerindeki geçirgenlik artışları GFR'yi artırır.

c) Bowman kapsülü içindeki sıvının basıncının artması filtrasyonu azaltır. örneğin; böbrek taşları bu tip basınç yükselmesi yaparak filtrasyon hızını azaltmaktadır.

3.2. Geri Emilim (Reabsorbsiyon)

Filtrat içindeki su ve suda erimiş maddeler basit difüzyon ve aktif taşınma gibi bilinen taşınma yöntemleri ile önce tübülüs epitel hücrelerine buradan da kana geri emilirler. Maddelerin geri emilmeleri organizmanın gereksinmesi doğrultusunda düzenlenmektedir. Geri emilimin % 90 ı proksimal tübülüs bölgesinde yapılmaktadır. Bu bölgede geri emilen maddeler, yarattıkları ozmotik güç ile bir miktar suyun da geri emilimini sağlarlar. Tübülüslerde geri emilemeyen madde miktarının artması suyun geri emilimini azaltarak diüreze neden olur. Diüretik ilaçlar, bazı maddelerin geri emilimini engelleyerek, mannitol ise tübülüslerden reabsorbe olamadığı için diüreze neden olmaktadır. Bazı hormonlar tübülüslerden geri emilecek maddeler üzerine etkilidirler. Bunlardan aldosteron distal tübülüs bölgesine etki ederek Na+ iyonunun geri emilimini artırırken K+ iyonunun idrar ile atılmasını hızlandırır. ADH ise toplayıcı kanalların suya olan geçirgenliğini kontrol etmektedir. ADH varlığında toplayıcı kanallarda suyun geri emilimi artar ve konsantre idrar çıkarılır. ADH yokluğunda idrar ile çıkarılan su miktarının artması ile idrar dilüe olur. Tübülüslerden aktif taşınma ile geri emilen maddeler için bir eşik değer söz konusudur. Bu duruma en iyi örnek glukoz taşınmasıdır. Kan glukoz konsantrasyonu normal olduğu zaman glomeruslardan filtre olan glukozun hepsi prosimal tübülüs bölgesinde aktif taşınma ile geri emilir ve idrara hiç glukoz çıkmaz. Kan glukoz konsantrasyonu normalden yüksek olduğu zaman aktif taşımada görev alan taşıyıcı moleküllerin doygunluğa erişmesi sonucu

glukozun fazlası geri emilemez ve glukoz idrara çıkar. Geri emilemeyip tübülüs sıvısı içinde kalan glukoz fazlası, ozmotik güç yaratarak suyuda beraberinde sürükler. Diabetli hastalarda poliüri görülmesinin nedeni de budur.

 

3.3. Salgılama = Ekskresyon

İdrar oluşması sırasında bazı maddeler doğrudan tübülüs epitel hücreleri tarafından tübülüsler içine salgılanmaktadır. Penisillin bu tip maddelere iyi bir örnektir. Bazı maddeler ise hem glomerul filtrasyonu yolu ile hem de ekskresyon ile idrara çıkmaktadır. Bu tip bir maddeye en iyi örnekse kreatinin dir.