Boşaltım Sistemi Fizyolojisi 1
Boşaltım sistemi (üriner sistem) Homeostasise katılan en önemli organ sistemlerinden biridir. Vücut sıvılarının hacim ve içeriğinin kontrolü Kan basıncının düzenlemmesi ph nın, su ve elektrolit dengesinin düzenlenmesi, Hücrelerde metabolizma sonucu oluşan ve kana verilen atık ürünlerden arındırılması Düzenleyici hormon ve enzim salgılamak üriner sistemin fonksiyonlarıdır. 2
Boşlatım Sistemi Anatomisi Üriner sistemi iki böbrek, iki üreter, vesika urineria (idrar kesesi) ve üretra oluşturmaktadır. Böbrekler kanın süzme işini yaparak idrarı oluştururlar. Oluşan idrar üreterler aracılığı ile idrar kesesinde toplanır ve üretra ile dışarıya atılır. 3
Böbrekler retroperitoneal yerleşim gösteren torakal 12 ile lumbal 3 vertebralar arasına periton arkasına sağlı sollu yerleşen iki organdır. 4
Böbreklerin yapısı Korteks: Böbreğin kabuk bölümü Medulla: Böbreğin öz bölümü Hilus: Renal arter, renal ven ve üreter pelvisinin çıktığı bölüm 5
Böbreğin fonksiyonel birimi:nefrondur Her böbrekte yaklaşık 1250000 nefron bulunur. İdrar nefronda oluşur, toplayıcı kanallara, minör ve majör kalikslere ve üretere geçer 6
Nefronun yapısı Damarsan yapı (glömerül ve tübüler yapılardan oluşur. Her bir nefron sıvıyı süzen körpüskül ve uzun bir tübülde oluşur. Tübül proksimal kıvrımlı tübül, Henle kulpu, distal kıvrımlı tübül ve toplayıcı kanallardan oluşur. Nefronlar kortikal (%85) ve Jukstamedüller (%15) olmak üzere ikiye ayrılır. 7
Nefronon Bölümleri: Renal Korpüskül Kan böbreklere renal arterler aracılığı ile gelir, afferent arteriol olarak filtrasyon işleminin yapılacağı bölgeye gelir orada glömerül adlı yapıyı oluşturu. Glomerül filtrasyonun başladığı yerdir. Filtre olan kan daha sonra efferent arteriol ve renal veni oluşturur. 8
Glomerülleri oluşturan kappillerler büyük çaplı porlar içerirler. Bu porlardan suda eriyen maddeler geçer Hücreler geçemez. Bowman Kapsülü tübül hücrelerinin ilk kısmından oluşur. Glömörül yumağı ve çevresindeki kapsüle renal Korpüskül veya malpighi korpüskülü denir. 9
Nefrondaki Tübüler yapılar Proksimal kıvrımlı tübül: besin maddeleri ve bazı iyonları geri emer. Henle kulpu: Kulpun ince kısmı korteksten medullaya inip tekrar kortekse döner. Distal kıvrımlı tübül: Bazı hç ADH ve Aldesterona duyarlıdır. Toplayıcı kanallar 10
Glömerülleri oluşturan kapiller ile normal kapillerler birbirlerinden farklıdırlar: İki atardamar arasında yer almış yapılardır. Kapiller kan basıncı sistemik kapiller kan basıncından 2 kat fazladır ve kappiller boyunca sabittir. 60 mm Hg. Glomerül kılcallarında yalnız süzülme olur geri emilim olmaz İki katlı epitelle örtülüdürler. 11
İDRARIN OLUŞUMU İdrar nefronda 3 aşamada oluşur. Filtrasyon Geri emilme (reabsorbsiyon) Salgılama (ekskresyon 12
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. GFR nin normal değeri 125 ml / dk dır.buradan anlaşılan normalde böbreklerin 1 13 dakikada 125 ml plazmayı filtre ettikleridir.
GFR çeşitli faktörlere bağlı olarak değişebilir. Bu faktörlerin bazıları şu şekilde sıralanabilir: a) Glomerul kapilleri içindeki kanın hidrostatik basıncının (50-60 mmhg) 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 (15 mmhg) artması filtrasyonu azaltır. örneğin; böbrek taşları bu tip basınç yükselmesi yaparak filtrasyon hızını azaltmaktadır. d) Kan kolloid Osmotik Basınç (25-30), kandaki proteinleirn oluşturduğu basınçtır ki suyu kapiller içinde tutmaya yarar. Kapsüller Kolloid basınç Bowman kapsülü içine geçen çok az miktarda proteinin oluşturduğu basınçtır. Oldukça küçüktür. 14
15
Glomerüler Fİltrasyon Oranı (GFR) 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 emilerek tekrar kana verildiği anlaşılmaktadır. 16
GFR REGULASYONU Otoregulasyon (jukstaglomerüler apparatus rol oynar) Hormonal regulasyon a)renin- anjiotensin sistemi b) Atrial Natriüretik peptit (kalbin atriyum duvarının gerilmesi sonucu salgılanır. GFR Nöral regulasyon: Stress hormonları afferent arteriolleri daraltır, GFR 17
GFR düzenlenmesi Jukstaglomerüler Aparatus ve Renin-anjiotensin sistemi rol oynar. Kan hacmini, kan basıncının ve glomerüler kapillerleri içindeki basıncın düzenlenmesi yönünde çalışan bir sistemdir. Jukstaglomerular apparatus nefronun glomerul yumağına yakın bir yerde yerleşmiştir. Nefronlarda distal tübülüsün ufak bir bölümü afferent ve efferent arteriyolün arasındaki bir bölgeden geçer ve arteriyollerle deği halindedir. Distal tübülüsün afferent arteriyol ile deği haline geldiği bölgede, gerek arteriyol hücreleri gerekse tübülüs hücreleri değişime uğramıştır. Bu bölgedeki tübülüs hücrelerine macula Densa, arteriyol hücrelerine ise jukstaglomeruler hücreleri denilmektedir. Jukstaglomerul hücreleri renin adı verilen proteolitik bir enzim salgılar. Makula densa hücreleri ise distal tübülüs içinden geçen sıvının Na+ ve Cl+ iyon konsantrasyonuna duyarlıdır. 18
19
Arteriyel kan basıncının düşmesi veya böbrek arterinin daralması sonucu GFR nin azalması distal tübülüsten geçen sıvıda Na+ ve Cl - azalmasına neden olur. Bu durum macula densa hücrelerini uyarır. Macula densa hücreleri de jukstaglomerul hücrelerinden renin salgılanmasına neden olur. Renin kanda bulunan ve bir polipeptid olan Angiotensinojene etki ederek Anjiotensin I oluşturur. Anjiotensin I de böbreklerde ve akciğerlerde bulunan konverting enzim aracılığı ile Anjiotensin II ye çevrilir. 20
Anjiotensin II kuvvetli vazokonstriktör etkiye sahip bir maddedir. Efferent arteriyolü kasarak glomerul kapillerlerindeki basıncı yükseltir. Anjiotensin II aynı zamanda sistemik dolaşımdaki arteriyolleri de kasarak kan basıncını yükseltir. Anjiotensin II bu etkilerine ilaveten adrenal korteksten aldosteron salgısını uyararak tuz ve su tutulmasını artırır. Hipotalamusa etki ederek ADH salgısını ve susama hissini uyarır. Bütün bunların sonucunda kan basıncı yükseltilip ekstrasellüler sıvı hacmi artırılmış olur. 21
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 % 60-90 ı proksimal tübülüs bölgesinde yapılmaktadır. Bu bölgede geri emilen maddeler, (glikoz,aminoasitler, madensel tuzlar, vitaminler, iyonlar, üre ve ürik asidin bir kısmı) yarattıkları ozmotik güç ile bir miktar suyun da geri emilimini sağlarlar. Tübülüslerde geri emilemeyen madde miktarının artması (kreatinin, sülfat, NH3, üre ve ürik asitin diğer kısmı) suyun geri emilimini azaltarak diüreze neden olur. Diüretik ilaçlar, bazı maddelerin geri emilimini engelleyerek, mannitol ise tübülüslerden reabsorbe olamadığı için diüreze neden olmaktadır. 22
Bazı hormonlar tübülüslerden geri emilecek maddeler üzerine etkilidirler. Bunlardan aldosteron böbrek üstü bezinden salgılanır, distal tübülüs bölgesine etki ederek Na+ iyonunun geri emilimini artırırken K+ ve H+ iyonunun idrar ile atılmasını hızlandırır. ADH ise distal tübül ve toplayıcı kanalların suya olan geçirgenliğini kontrol etmektedir. Kanın ozmolaritesi artınca hipofiz arka lobundan ADH salgılanır. ADH varlığında toplayıcı kanallarda suyun geri emilimi artar ve konsantre idrar çıkarılır. ADH yokluğunda idrar ile çıkarılan su miktarının artması ile idrar dilüe olur. 23
24
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 (180-200 mg/dl) 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. 25
Salgılama = Ekskresyon İdrar oluşması sırasında bazı maddeler oğrudan tübülüs epitel hücreleri tarafından tübülüsler içine salgılanmaktadır. Amonyak, H+ ve K+, 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. 26
İdrarın yapısı Üre ve ürit asit gibi nitrojen içeren artıkların en önemli boşaltım yeri böbreklerdir. Nitrojen artıklarının en önemli kaynağı proteinler ve purin bazlarıdır. Proteinlerin yıkımı ile oluşan ürün amonyaktır (NH3). 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. Sağlıklı bir insanın idrarında su, üre, ürik asit, kreatinin K+,Na+,CL-, fosfat ve sülfatlar bulunur. Kan hücreleri, plazma proteinleri, yağlar bulunmaz. 27
BÖBREKLERİN ASİT-BAZ DENGESİNE ETKİLERİ Böbrekler organizmanın asit baz dengesinin düzenlenmesinde önemli paya sahip organlardır. Vücut sıvılarında hidrojen iyonu konsantrasyonu arttığı, diğer bir deyişle ph azaldığı zaman (asidoz), böbrekler idrar ile hidrojen iyonu atılmasını hızlandırırken NH 3 + H + = NH 4 aynı anda kanda bikarbonat (HC03) iyonunun kons. yükseltmek için bikarbonatın reabsorbsiyonunu artırırlar. H 2 0 + CO 2 = H 2 CO 3 --- H + + HCO 3 ph yükselmelerinde ise (alkaloz) idrar ile bikarbonat atılımını hızlandırırlar. Vücut sıvılarının ph ı çok dar sınırlar içinde değişmez tutulmaya çalışılırken idrarın Ph sı 4.5 ile 8.0 arasında değişim göstermektedir. 28
KLİRENS KAVRAMI Böbreklerde idrar oluşturulması sırasında, kan plazması belli maddelerden arındırılmaktadır. Böbreklerin 1 dakika içerisinde herhangi bir A maddesini kaç ml plazmadan arındırdıklarını belirlemek için klirens değeri kullanılmaktadır. Klirens değerinin birimi ml / dk dır ve aşağıdaki formüle göre hesap edilmektedir. Maddenin idrardaki konsantrasyonu (mg / ml) x İdrar hacmi (ml / dk) Plazma klirensi (pk) =------------------------------------------------------- Maddenin plazmadaki konsantrasyonu (mg / ml) Örneğin: Bir A maddesinin idrardaki konsantrasyonu 2mg / dk, idrar volümü 1ml / dk ve maddenin plazma konsantrasyonu 0.01 mg / ml ise; A maddesinin klirensi = 2x1 / 0.01 = 200 ml / dk Bu sonuca göre böbrekler, A maddesini, 1 dakika içerisinde, 200 ml plazmadan arındırabilmektedir 29