ÜRİNER SİSTEM FİZYOLOJİSİ Yrd.Doç.Dr. Önder AYTEKİN
Üriner Sistem Üriner sistemi iki böbrek, iki üreter, vesica 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. İdrar ile atılan en önemli metabolizma 2
Üriner Sistem 3
Üriner Sistem 4
Böbrekler 5
Böbreklerin İşlevleri İdrar oluşumunun merkezi Homeostatik düzenleme: Vücut sıvılarının hacim ve bileşiminin kontrolüyle; vücuttaki su ve bütün elektrolitlerin, giren (sindirilmeye veya metabolik yapıma bağlı) ve cıkan (atılana veya metabolik tüketime bağlı) miktarları arasındaki denge, önemli ölçüde böbrekler tarafından sağlanır. Extraselüler sıvı hacmi, ozmolarite,6 iyon ve
Yabancı Kimyasal Maddelerin ve Metabolik Yıkım Ürunlerinin, İlaçların ve Hormon Metabolitlerinin Atılması: Böbreklerin başlıca amacı vücudun ihtiyacı kalmayan metabolizma ürünlerini uzaklaştırmaktır. Bu ürünler arasında üre (aminoasitlerin metabolizmasından), kreatinin(kas kreatininden), ürik asit (nükleik asitlerden), hemoglobin yıkımının son ürünleri (bilüribin gibi) ve değişik hormon metabolitleri sayılabilir. 7
Arter Basıncının Düzenlenmesi: Böbrekler değişebilir miktarda su ve sodyumu itrah ederek uzun süreli arter basıncının düzenlenmesinde önemli rol oynarlar. Ayrıca böbrekler vazoaktif faktörleri veya vazoaktif ürünlerin (örneğin anjiyotensin II) yapımına neden olan Renin gibi maddeleri salgılayarak, kısa süreli arter basıncı düzenlenmesine de katkıda bulunurlar. 8
Eritrosit Yapımının Düzenlenmesi: Böbrekler eritrosit yapımını stimüle eden eritropoietini salgılarlar. Böbreklerden eritropoietin salınımında hipoksi önemli bir uyarandır. Normal şahıslarda dolaşımdaki eritropoietinin hemen tümünden böbrekler sorumludur. Ağır böbrek hastalığı olanlarda veya9
Bazı hormonların yıkımı: İnsülin Glukagon Parathormon Büyüme hormonu 10
1,25-Dihidroksi Vitamin D3 Yapımının Duzenlenmesi: Böbrekler D vitaminin 1. pozisyonuna bir hidroksil ilave ederek vitamin D nin aktif şeklini, 1,25-dihidroksi vitamin D3 ü (kalsitriyol) yaparlar. Kalsitriyol kemiklerde normal kalsiyum toplanması ve gastrointestinal sistemden kalsiyum emilimi için gereklidir. 11
Glikoz Sentezi: Böbrekler uzun süreli açlık esnasında amino asitlerden ve diğer öncüllerden glukoneojenez denen işlemle glikoz sentezler. Uzun sureli açlık esnasında böbreklerin kana glikoz ilave etme kapasitesi karaciğerinki ile yarışır. Lipid metabolizması 12
Kronik böbrek hastalıklarında veya akut böbrek yetersizliğinde bu homeostatik fonksiyonlar bozulur ve vücut sıvı hacmi ve bileşiminde ciddi bozukluklar çabucak ortaya çıkar. Tam böbrek yetersizliğinde eğer vücut sıvı ve elektrolit dengelerini kısmen düzeltmek için hemodiyaliz gibi klinik bir müdahale yapılmazsa birkaç gün içinde vücutta potasyum, asitler, sıvı ve diğer maddeler, ölüme yol açmaya yetecek miktarda birikir. 13
BÖBREKLERİN FİZYOLOJİK ANATOMİSİ 14
Nefron Böbreğin en küçük fonksiyonel alt birimi Nefron dur İnsanda her böbrek, idrar oluşturma yeteneğine sahip bir milyon kadar nefrondan oluşur. Tek bir refronun yapısı ele alınıp 15 incelendiğinde; çift yapraklı bowman kapsülü içine
Böbrekler nefronları yenileyemezler. Bu nedenle, böbrek hasarı, hastalık veya normal yaşlanma ile böbreklerdeki nefron sayısı giderek azalır. 40 yaşından sonra işlev gören nefron sayısı genellikle her 1 0 yıl icin % 10 azalır, böylece 80 yaşında birçok insanda 40 yaştakinden %40 daha az işlevsel nefron vardır. Bu kayıp hayatı tehdit edici değildir çünkü, kalan nefronlardaki adaptif değişiklikler onların uygun miktarda su, elektrolit ve 16
Her nefronun iki ana bölümü vardır. (1) Kandan büyük miktarda sıvının filtre olduğu glomerül (glomerüler kapiller) (2) Böbrek pelvisi içindeki yolu boyunca, filtre edilen sıvının idrara dönüştüğü uzun bir tübül. 17
Nefronun anatomik ve fonksiyonel bölümleri Glomerüler kapillerler Proksimal kıvrımlı tübül Henle kulpu Distal renal tübül Toplayıcı tübül Jukstaglomerüler aparat 18
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 süzüldükten 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 19
İDRAR OLUŞMASI Glomerüler filtrasyon Tubüler reabsorbsiyon Tubüler sekresyon Ekskresyon 20
Glomerüler 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. 21
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. 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. 22
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 gereksinmi 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. 23
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 24 de budur. sürükler. Diabetli hastalarda poliüri görülmesinin nedeni
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. 25
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 26
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 aynı anda kanda bikarbonat (HC03) iyonunun konsantrasyonunu yükseltmek için bikarbonatın reabsorbsiyonunu artırırlar. ph yükselmelerinde ise (alkaloz) idrar ile bikarbonat atılımını hızlandırırlar. Vücut sıvılarının ph sı çok dar sınırlar içinde değişmez tutulmaya çalışılırken, idrarın ph sı 4,5 ile 8,0 arasında değişim göstermektedir. 27
JUKSTAGLOMERULER APARATUS ve RENİN-ANJİOTENSİN SİSTEMİ Böbreklerde bulunan bu sistem kan hacmini, kan basıncının ve glomerul kapillerleri içindeki basıncın dolayısıyla glomerul filtrasyon hızının düzenlenmesi yönünde çalışan bir sistemdir. 28
Jukstaglomerular apparatus veya kompleks her nefronun glomerul yumağına yakın bir yerde yerleşmiştir. Nefronlarda distal tübülüsün ufak bir bölümü afferent ve efferent arteriyolün arasındaki bir bölgeden geçer ve arteriyollerle birleşmiş haldedir. Distal tübülüsün afferent arteriyol ile birleşmiş hale 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. 29
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. 30
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. 31
32
/// 33