BOŞALTIM SİSTEMLERİ boşaltım nefridyum homeostasis Artık ürünlerin vücut sıvılarından uzaklaştırılması böbreğin önemli işlerinden

Transkript

1 BOŞALTIM SİSTEMLERİ Solunum ve sindirim olayları ile aktif hücresel metabolizma sonucunda meydana gelen artık ürünlerin organizmadan dışarı atılması olayına boşaltım denir. Omurgasız ve omurgalı hayvanlarda boşaltım maddeleri, amonyak, CO2,H2O2, üre ve ürik asittir. CO2 solunum yoluyla dışarı atılırken hidrojen peroksit karaciğerde katalaz enzimi ile parçalanır. Boşaltım organları; dolaşım sistemi, sinir sistemi ve endokrin sistemle birlikte çalışarak hücrelerin yaşamasına uygun dengeli bir iç ortamın devamlılığı sağlanır. Buna homeostasis denir. Boşaltım sistemi üç yolla homeostatik dengeyi sağlar: 1. Metabolik artıkları vücuttan dışarıya atar. 2. Hücre içinin su ve iyon dengesini belli sınırlarda tutar. 3. Vücut sıvısı ve kanın bileşimini düzenler. Artık ürünlerin vücut sıvılarından uzaklaştırılması böbreğin önemli işlerinden olmasına rağmen en büyük görevi; vücut sıvısı ve kanın bileşimi, ph değeri ve hacminin düzenlenmesini sağlamaktır. Bir Hücrelilerde Boşaltım: Bir hücrelilerde metabolizma artıklarını hücre zarından ozmos ve difüzyonla atarlar. Tatlı sularda yaşayan Paramecium da, hücre içine giren suyun boşaltım görevini kontraktil kofullar yapar. Kontraktil kofullar hücrenin iki ucunda bulunur, birbirine zıt çalışır. Kasılıp gevşeyerek fazla suyu aktif taşıma ile hücre dışına atar. Karbondioksit ve amonyak difüzyonla dışarı atılır. Denizlerde yaşayan sililerde ise böyle bir ozmotik fark olmadığı için kontraktil koful bulunmaz. Omurgasızlarda Boşaltım: Sünger ve sölenterlerde metabolizma artıkları vücut dışına difüzyonla dışarı atılır. Sölenterlerde NH3 ve CO2 gibi boşaltım maddeleri vücut boşluğuna geçer ve ağızdan dışarı atılır. Hayvanlarda ilk özelleşmiş boşaltım organı, yassı solucanlarda görülür. Yassı solucanlarda NH3 ve CO2 difüzyonla deriden dışarı atılırken suyun fazlası Protonefridyumlarla dışarı atılır. Dallanmış borular ile bu boruların ucunda uçları kapalı alev hücrelerinden oluşur. Alev hücreleri artık maddeleri alev gibi titreşerek toplar ve boşaltım kanalına verir. Alev hücreleri vücudun su dengesini sağlar. Toprak solucanı gibi halkalı solucanlarda, midye ve salyangozda boşaltım organı nefridyumlardır. Vücudun her halkasında bir çift nefridyum bulunur. Her nefridyum bağımsız çalışır. Kirpikli huniler vücut sıvısından su, glikoz ve artık maddeleri toplar. Su ve glikozun bir kısmı kanal çevresindeki kılcal damarlarla geri emilir. Emilemeyen geri kalan maddeler idrar oluşturur. Bir sonraki segmentten vücut dışına açılan deliklerden dışarı atılır. Böceklerde boşaltım malpighi tüpleri ile yapılır. Kapalı uçları vücut boşluklarında bulunurken açık uçları orta ve son bağırsağa açılır. Malpighi tüpleri vücut boşluğunda bulunan kandaki artık ürünleri toplayıp, sindirim kanalının son kısmına verilir. Boşaltım maddeleri sindirim artıklarıyla beraber ürik asit olarak kristaller halinde vücuttan dışarı atılır. Hayvanlarda azotlu artıkların boşaltımı 1.Amonyak: Hücreler için çok zehirlidir. Bol su ile dışarı atılır, suda çözünür. Suda yaşayan bir hücreliler ve omurgalılarda görülür. Balık, kurbağa vb. 2.Üre: Memelilerde görülür. Amonyak daha az zehirli olan üreye çevrilir. Üre suda çözünür ve bol su ile dışarı atılır. Amonyak karaciğerde ornitin devri ile üreye çevrilir. Üre böbreklere getirilerek idrarla dışarı atılır.

2 3.Ürik asit: Karada yaşayan böcekler, sürüngenler ve kuşlarda boşaltım ürünüdür. Zehirsizdir. Suda çözünmez. Ürik asit kristalleri sindirim kanalıyla atılır. Böylece vücudun aşırı su kaybı önlenmiş olur. Omurgalılarda Boşaltım: Omurgalılarda boşaltım görevini böbrekler yapar. Omurgalılarda pronefroz, mezonefroz ve metanefroz olmak üzere üç tip böbrek vardır. 2. Mezonefroz böbrek: Balık ve kurbağa erginlerinde, sürüngen, kuş ve memeli embriyolarında görülür. Pronefroz böbrekteki kirpikli hunilerin yerini bowman kapsülü alır. Bowman kapsülü ve glomerulus malpighi cisimciğini oluşturur. Bowman kapsülünün devamı olan kanallar ayrı ayrı boşaltım kanalına bağlıdır. Boşaltım kanalı da son bağırsağa açılır. Sürüngen ve kuşlarda boşaltım, üreme ve sindirim kanalları kloaka açılırken memelilerde boşaltım ve üreme kanalları ayrı bir kanala açılır. 3. Metanefroz böbrek: En gelişmiş böbrektir. Sürüngeni kuş ve memelilerin erginlerinde görülür. Metanefroz böbrek, pronefroz ve mezonefroz böbreklerde olduğu gibi omurga boyunca değil, bel bölgesinde bulunur. Metanefroz böbrekte boşaltım birimi olan çok sayıda nefron bulunur. İNSANDA BOŞALTIM SİSTEMİ İnsanda boşaltım sistemi; böbrekler, üreter (idrar kanalı), mesane (idrar kesesi) ve üretra (boşaltım kanalı) organlarından oluşur. Omurgalılarda üreme sistemi ile boşaltım sistemi birbiriyle bağlantılı bir yapı gösterdiği için ürogenital sistem olarak adlandırılır. Erkek üreme hücreleri wolf kanalı ile dişi üreme hücreleri ise müller kanalı ile dışarıya atılır. 1. Pronefroz böbrek: En basit böbrek tipidir. Balık ve kurbağaların embriyolarıyla köpek balığının erginlerinde görülür. Bu böbreğin boşaltım birimi nefridyumdur. Yan yana sıralanmış çok sayıda nefridyumlardan oluşur. Her nefridyumun önünde glomerulus denilen kılcan damar yumağı bulunur. Nefridyum kanalları birleşerek wolf kanalına oradan da kloaka açılır. Böbrek: Böbrekler 10-15cm uzunluğunda ve gr ağırlığındadır. Böbrek dıştan içe doğru korteks (kabuk), bunun altında yer alan medulla (öz) bölgesi ve iç kısımda pelvis (havuzcuk) bulunur. Korteks: Kanı süzmeye yarayan nefronlar kabuk bölgesinde bulunur. Nefron böbreğin yapı birimidir. Bir nefron; malpighi cisimciği, proksimal tüp, henle kulpu, distal tüp ve toplayıcı kanalından oluşmuştur. Malpighi cisimciği ise glomerulus ve bowman kapsülünden oluşmuştur. Bowman kapsülü tek tabakalı yassı epitelden oluşur ve glomerulusu yarım ay gibi çevirir. Bowman kapsülünün boşluğuna getirici atardamar girer ve glomerulusu oluşturur. Bu kılcal damarlar birleşerek götürücü atardamar olarak bowman kapsülü boşluğundan ayrılır. Götürücü

3 atardamar daha sonra nefron kanalcığının etrafını kılcal damar olarak sarar ve toplardamar olarak nefron kanalcığından ayrılır. Glomerulus kılcallarını diğer kılcallardan ayıran farklar: 1. İki atardamar arasında yer alır. 2. Çeperleri çift katlı yassı epitelyum dokudan oluşmuştur. 3. Kan basıncı iki kat fazladır. 4. Kan basıncı tüm damar boyunca sabittir. Bu kılcallarda süzülme olur, tek yönlüdür. geri emilme olmaz. Medulla: İdrar toplama kanalları ve Henle kulpu bulunur. İdrar toplama kanallarının tabanı kabuk bölgesine, tepesi havuzcuğa bakan piramit şeklindeki yapıları oluşturur. İdrar toplama kanalları, piramidin tepesinden havuzcuğa açılır. Pelvis: Böbreklerin en iç kısmında yer alır. Böbrekte idrarın toplandığı yerdir. İdrar buradan üretere gönderilir. Bu kanalların idrar kesesine açıldığı yerde, idrarın geri dönmesini önleyen kapakçıklar bulunur. İdrar kesesi idrarla dolduğunda gerilen duvarların içinde bulunan serbest sinir uçları beyne impulslar göndererek kesenin kasılmasını sağlar. İnsan böbreğinde idrar oluşumu: İnsan böbreğinde idrar oluşumunda süzülme, geri emilme ve salgılama evreleri vardır. SÜZÜLME: Kalpten pompalanan kanın 1/4 ü böbreğe gelir. Getirici atardamarlar yardımıyla kan glomerulusa gelir. (70mmHg) Glomerulus kılcallarında, kan basıncı ile plazma proteinlerinin oluşturduğu ozmotik basınç (32mmHg) olmak üzere iki farklı basınç vardır. Bowman kapsülünde de içten dışa doğru bir basınç (14mmHg) vardır. Toplam olarak Bowman kapsülü yönünde = =24mmHg basınç uygulanır. Süzülme işlemi glomerulus kılcalları ile bowman kapsülü arasında olur. Yüksek kan basıncı etkisiyle glomerulus kılcallarından bowman kapsülüne aminoasitler, glikoz, inorganik maddeler, üre, ürik asit ve su geçer. Bu olaya süzülme denir. Böbreklerde yeterince üre süzülmezse kandaki üre miktarı artar, üremi hastalığı oluşur. Süzüntünün glomerulustan bowmana geçme hızına süzme hızı denir. Süzme hızı, birim zamanda glomerulustan bowman kapsülüne geçen sıvı miktarıdır. Süzülme hızı böbrekteki kan basıncı ile doğru orantılıdır. Soğuk havada, glomerulus kılcalları büzülür, kan basıncı artar, süzülme hızı artar ve daha fazla idrara çıkılır. Sıcak havalarda terleme ile su kaybedildiği ve glomerulus kılcalları genişlediğinden kan basıncı azalarak süzme hızı düşer. Sağlıklı insanda günde litre kan süzülür. GERİ EMİLME: Glomerulustan bowman kapsülüne süzülen sıvının hepsi dışarı atılmaz. Süzüntü içinde bulunan su, glikoz, aminoasit, inorganik tuzların nefron kanallarındaki hücrelere alınmasına geri emilim denir. Geri emilen maddeler nefron kanallarını saran kılcal damarlara geri verilir. Proksimal tüpte: Su ozmosla, glikoz ve aminoasitlerin tümü, vitaminler, amonyum, Na +, Cl -, HCO3 - aktif taşımayla geri emilir. Hidrojen iyonları da yoğunluğa bağlı olarak aktif veya pasif olarak geri emilir. Henle kulpunda: Cl - iyonları aktif taşımayla geri emilirken, Na + iyonları pasif olarak geri emilir. Henle kulpunun çıkan kolundan su geri emilmez. Distal tüpte: Su ve Na + emilimi devam eder. Üreyi geçirmediği için, üre geri emilemez. Bu nedenle tüpte üre yoğunluğu artarak idrarı oluşturur. Eğer nefron kanallarında ürenin bir kısmı geri emilmeseydi, bu yoğunluk daha da fazla olurdu.

4 Sağlıklı kişilerde glikoz ve aminoasitlerin tamamı, suyun %99 u, sodyum iyonlarının %99,5 i, ürenin %50 si geri emilir. SALGILAMA(SEKRESYON): Süzülme ile bowman kapsülüne geçemeyen maddeler, kılcal damarlardan aktif taşıma ile kanalcığa geri verilir. Bu olaya salgılama denir. Amonyak, hidrojen, potasyum iyonları, çeşitli boyalar ve ilaçlar kanalcıklara aktif boşaltım ile geçirilir. TERLEME: Deride bulunan ter bezleri, vücutta oluşan metabolik artıkların bir kısmının (%5-10) atılmasını sağlayarak boşaltım sistemine yardımcı olur. Ter, idrar içinde bulunan üre, ürik asit, tuzlar vb. daha seyreltik bir biçimidir. Terleme sıcak ortamlarda vücut sıcaklığının sabit tutulmasını sağlayan homeostatik mekanizmalardan biridir. Terleme esnasında vücut yüzeyinden ısı kaybedilerek vücut sıcaklığının yükselmesi önlenir. BÖBREĞİN ORGANİZMADAKİ DÜZENLEYİCİ ROLÜ: Böbreklerin etkin rol oynadığı homeostatik düzenlemeler kanın bileşimi ve ph derecesi ile doku sıvılarındaki su, sodyum ve potasyum gibi maddelerin dengelenmesini sağlar. Böbrekler, kan ph sı değiştiğinde hidrojen ve bikarbonat iyonları salgılayarak kanın ph sını düzenler. Bu düzenleme kanalcıkları oluşturan hücrelerde karbonik asidin iyonlaşması ile oluşan hidrojen iyonlarını, borucuklar içindeki sodyum iyonları ile değiştirerek gerçekleştirir. Kanda her zaman HCO3 - iyonları vardır. Kan bazik ise kanalcıkları oluşturan hücreler sodyumu pompalar, hidrojen iyonlarını geri alır. Kan asidik ise hidrojeni atar, sodyumu geri alır. H + + HCO3 - H2CO3 H2O + CO2 Böbrekler su miktarını hipofizden salgılanan vasopressin (ADH) hormonu ile dengeler. Mineral ve tuz miktarı da böbrek üstü bezlerinden salgılanan aldosteron hormonuyla dengede tutulur. Paratiroit bezinden salgılanan parathormon distal tüpten kalsiyumun geri emilmesini sağlar. Böbrekler doku sıvılarındaki su ve tuz miktarını düzenlemede görev yapar. İnsanın fazla miktarda deniz suyu içmesi halinde, dokulardan su kaybederek ölmesini buna örnek olarak verebiliriz. Deniz suyunda yaklaşık %3 oranında tuz vardır. İnsan kanındaki tuz oranı ise %1 kadardır. Deniz suyu sindirim sisteminden emilerek kana geçtiği zaman kandaki tuz miktarı da %3'e yükselir. Kandaki tuz yoğunluğunun artması, osmozla hücre ve hücreler arasındaki suyun kana geçmesine neden olduğundan kanın hacmi artar. Böbrekler kandaki tuz ve fazla suyu atarak, su ve tuz dengesini korumaya çalışırsa da, aşırı tuz yoğunluğu sebebiyle böbrekler yeterli bir süzme ve boşaltım yapamazlar. Çünkü böbrekler ancak yoğunluğu %2 olan tuz çözeltisini dışarı atabilir. Deniz suyu içen bir insan, vücuduna giren deniz suyunun her litresi için 0,5 İt. doku sıvısı kaybeder. Bu şartlar altında dokular fazla su kaybına uğrar ve ölüm olur. Böbreklerin bu düzenleme görevini yapmasında böbrek üstü bezlerinden salgılanan "aldosteron" ve hipofiz bezinin salgıladığı "antidiüretik hormon un etkisi büyüktür. Böbrekler alyuvar yapımının düzenlenmesinde görev yapar. Sağlıklı bireylerde kemik iliğinde alyuvar yapımını uyaran eritropoietin hormonunun %90 ı böbreklerde, geri kalanı karaciğerde üretilir. Kronik böbrek yetmezliği olan hastalarda eritropoietin yapımının azalması sonucu anemi görülür. Böbrekler, uzun süreli açlık durumunda amino asitlerden ve gliserol gibi karbonhidrat dışı kaynaklardan glikoz sentezler. BOŞALTIM İLE İLGİLİ CANLILARDA GÖRÜLEN ADAPTASYONLAR: Canlılarda su ve tuz dengesini sağlayan uyumlar gelişmiştir. Tatlı su balıklarında ana sorun vücuttaki suyun atılması, tuzun korunmasıdır. Su içilmez, ozmosla vücut içine girer. Su atılmasını sağlamak için glomerulusları gelişmiştir. Tuzlar, solungaç yoluyla taşıma sistemine aktif taşınır ve nefron

5 kanalcıklarından tekrar emilir. İdrarları hipotoniktir. Üre, solungaçlardan dışarı atılır. İç sıvısı ve kanları deniz suyuna göre hipertoniktir. Tuzlu su balıklarında ana sorun vücuttaki tuzun atılması, suyun korunmasıdır. Tuzlu su içilir. Su vücutta kalır. Fazla tuz solungaçlardan aktif taşıma ile dışarı atılır. Glomerulusları gelişmemiştir. İdrarları azdır. (izotonik) Amonyak solungaçlardan dışarı atılır. Böylece fazla su yitirilmesi önlenmiş olur. İç sıvısı ve kanları deniz suyuna göre hipotoniktir. İNSANDA BOŞALTIM SİSTEMİNDE GÖRÜLEN HASTALIKLAR: Nefrit: böbreklerdeki nefronların iltihaplanması sonucu oluşur. Genellikle üst solunum yolları enfeksiyonları önemli nedenleridir. Böbrek yetmezliği: böbrek fonksiyonlarının yapılamaması durumudur. Süzülme yapılamaz. Kronik böbrek yetmezliğinin nedenleri yüksek tansiyon ve şeker hastalığıdır. Üremi: ürenin kandaki yoğunluğunun artmasıdır. Böbrek yetmezliği sonucu meydana gelir. Böbrek taşları: idrardaki kalsiyum gibi madensel tuzların, D vitamini ve azotlu bileşiklerin, idrar toplama kanallarında ve havuzcukta çökelmesi ile oluşur. İdrarda kan görülmesi ve sancı olması böbrek taşı varlığının belirtileridir. Köpek balıklarında amonyak üreye dönüştürülerek vücut dışına atılır. Bu hayvanlar denizde yaşadıkları halde glomerulusları iyi gelişmiştir. Kan, deniz suyuna göre hafif hipertoniktir, idrar hipotoniktir. Memeli hayvanlarda su içilir. Buharlaşma ile su kaybedilir. Orta büyüklükte glomerulusları vardır. Suyun böbreklerden geri emilmesini sağlayan henle kanalı evrimleşmiştir. Bu yapı, hipertonik bir idrarın salgılanmasını sağlar. Karada yaşayan canlılarda da suda yaşayan canlılarda olduğu gibi su kaybını önleyen bazı adaptasyonlar bulunur. Çölde yaşayan pek çok çöl kuşu, sürüngen ve kanguru fareleri sahip oldukları adaptasyonlar sayesinde su içmeden uzun süre yaşayabilir. Örneğin kanguru sıçanları o kadar az su kaybeder ki kaybettikleri suyun % 90'ını metabolik yoldan, kalanını da yedikleri tohumlardan karşılayabilir. Develerde de su kaybını önleyen adaptasyonlar gelişmiştir. Bu canlıların böbreklerinde suyun geri emiliminin gerçekleştiği kanal diğer memelilerden daha uzundur. Böylece uzun olan böbrek kanallarında daha fazla su geri emilerek kana verilir ve idrarla su kaybı en aza indirilir.