BOŞALTIM FİZYOLOJİSİ

Boşaltım Sistemi

• Homeostazın sağlanmasında pH ve vücut sıvılarının normal aralıklarda tutulması çok önemlidir. Boşaltım sistemi bu işlevi yerine getirirken metabolik artıkların ve kimyasalların uzaklaştırılmasını sağlar. Boşaltım sistemi ayrıca ilaçlar ve toksik olabilecek ilaç ürünleri gibi yabancı maddelerin vücuttan atılmasında da önemli rol oynar.
• Boşaltım sistemi kandaki maddeleri süzen bir çift böbrek, idrarı böbreklerden taşıyan bir çift tübüler üreter, üreterlerden idrarı toplayan ve bir rezervuar görevi gören mesane ve idrarın vücut dışına atılmasına aracılık eden bir üretradan oluşur.
• Boşaltım sistemi ayrıca vücutta su ve elektrolit konsantrasyonlarının düzenlenmesinde hayati bir önem taşır.
• Böbrekler abdomenin arka duvarında columna vertebralisin her iki yanında T12-L3 vertebralar arasında, sağ ve sol tarafta yer alan, fasulye biçiminde retroperitoneal bir organdır.

Böbreğin fonksiyonları

1. Su ve elektrolit dengesinin düzenlenmesi
2. Metabolik yık ım ürünlerinin kandan uzaklaştı rılmas ı ve idrarla eksresyonları
3. Yabancı kimyasal maddelerin kandan uzaklaştı rılması ve idrarla eksresyonu
4. Hem sodyum eksresyonunu hem de renin ve olas 11 ıkla di ğer bazı vazoaktif maddelerin sekresyonlar ı nı değiş tirerek arter kan bas ıncının düzenlenmesi
5. Eritropoetin sekresyonu
6. 1,25 dihidroksivitamin D sekresyonu
7. Glukoneogenez

Böbrekler

• Sağ böbreğin üzerinde karaciğer bulunması nedeniyle sağ böbrek sol böbreğe göre biraz daha aşağıdadır.
• Böbrekler yağ dokusu ile desteklenerek normal yerlerinde tutunur.
• Bu yağ dokuları aynı zamanda böbreği soğuktan ve sıcaktan korur.
• Ayakta durunca ve solunum hareketleri ile birlikte bir miktar yer değiştirir.
• Yağ dokusu az olan ya da çok zayıf kişilerde böbrekler normal yerlerinden daha aşağıda bulunabilir, bu durum pitozis olarak tanımlanır

Böbreğin Görevleri

• Böbreklerin esas görevi vücut sıvılarının hacim, içerik ve pH bakımından düzenlemektir. Bu sırada böbrekler kandan kaynaklanan metabolik atıkları alır ve dışarı atar. Böbrekler ayrıca eritropoetin hormonu salgılayarak kan basıncının düzenlenmesinde ve D vitaminini aktive ederek kalsiyum absorbsiyonunda rol oynar.
• Sıvı atılımını gerçekleştirerek vücuttaki plazma ozmolaritesinin normal sınırlar (300 m Osm/1) içinde kalmasını,
• Plazma H+ iyon konsantrasyonunun normal sınırda kalmasını,
• Vücutta fonksiyonel olarak bulunan sıvı, elektrolit dengesinin korunmasını,
• Metabolik artık ürünlerin (üre, ürik asit, kreatinin) atı lımını,
• Haçlar, toksinler ve metobolitlerinin vücuttan atılmasını,
• Hücre dışı , sıvı hacmini ve kan basıncının hormonal olarak düzenlenmesini,
• Peptit hormonlarının yıkımını,
• D vitaminin aktif hâle gelmesini,
• Adrenal medulladan prostaglandin hormonunun salgılanmasını sağlar.

Böbreğin Fizyolojisi
Metabolizma artıklarının vücut dışına atılmasına boşaltım denir.
Vücuda alınan ve kullanılan her şey artık maddelerin oluşumuna neden olur. Hayatın devamı için metabolizma artıklarının vücuttan uzaklaştırılması zorunludur.

• Böbrekler su, tuz metabolizmasını ve elektrolit dengesini ayarlar.
• Kan böbreklerde süzülür ve atık, zehirli maddeler idrar olarak dışarı atılır.
• Süzülme ve idrar oluşumu böbreklerde gerçekleşir.
• Boşaltımla vücuttan uzaklaştırılan zararlı maddelerin başında üre gelir.
• İnsan vücudunun % 60-70 kadarı sudur ve bu miktarın korunması gerekir.
• Normalde vücudun kaybettiği ve kazandığı su miktarı birbirine eşittir.
• Boşaltımda direkt görev alan organ böbreklerdir.
• Üreterler, mesane ve üretra bu sisteme yardımcı organlardır.

Nefronun yapı ve Fonksiyonları

Böbreğin işlevsel olan en küçük birimine nefron denir. İnsanın her iki böbreğinde toplam 2-2. 5 milyona ulaşan nefron vardır.

Bir nefronda;

• bowman kapsülü,
• glomerulusa kan getiren afferent (getirici) damar,
• glomerulden kanı uzaklaştıran efferent (götürücü) damar,
• glomerulus ve
• tubuluslar bulunmaktadır.

Nefronun Yapı ve Fonksiyonları

• Tubuller de proksimal tüp, henle kulbu, distal tüp ve kollektörden (toplayıcı kanal) oluşmaktadır.
• Her nefronun proksimal ucuna bowman kapsülü denir.
• Bowman kapsülü, yassı epitelle döşenmiş, içi boş bir yarı küre şeklindedir.
• Bu yumağa glomerulus denir.
• Kanın süzülme işi burada gerçekleşir.
• Bowman kapsülü ile glomerulusların ikisi irden birleşerek malpighi (renal korpüskül) adını alır. Glomerulus, Bowman kapsülü, proksimal tubulus ve distal tubulus böbreğin korteksinde; henle kulbu ve toplayıcı kanallar ise böbreğin medullasında yer almaktadır

Bowman Kapsülü

• Kadeh şeklinde bir apıdır ve böbreğin aşlangıç kısmı olup böbrek kortexinde bulunur.
• İki epitelyal hücre tabakası ile aralarındaki boşluktan oluşmuştur.
• Bu boşluğa bowman kapsül aralığı denir ve böbrek tubulusları buraya açılır.
• Kalpten basınçla gelen kanın plazmasındaki su, çeşitli tuzlar, glukoz, üre, ürik asit, kreatin vb. maddeler bowman kapsülü duvarından tubulusa geçer.
• Bowman kapsülünden dakikada kalpten gelen kanın % 20-25'i geçer, böylece 1-2 litre kan filtre edilir.
• Plazmayı süzmek için gerekli olan kan basıncı, renin enzimiyle böbrek içinde düzenlenir.
• Bu enzim renal kan damarlarının düz kaslarında sıkışmaya yol açar.
• Böylece kan basıncı yükselir ve kan bowman kapsülüne süzülür.

Glomerüler

• Her bowman kapsülüne böbrek arterlerinden ince bir dal gelir.
• Bu dal kendi üstüne kıvrılarak yumak oluşturur.
• Çok parçalı kılcal damar yumağına glomerulus adı verilir.
• Kalbin pompaladığı kanın dörtte biri böbreklere gider ve süzülür.
• Glomerül kılcallarının çeperleri iki katmandan oluşur.
• Bu yapı, damarların hem yüksek basınca dayanıklı olmasını sağlar hem de protein ve kan hücrelerinin dışarı çıkmasını engeller.
• Glomerül kılcallarında su ve erimiş maddeler, sadece dışarıya verilir.
• Kılcal damarlarda arteriyol tarafından dışarı verilip venül tarafından tekrar içeriye alınır.
• Glomerül kılcalları, taşıdıkları bol miktarda gözenek sayesinde diğer kılcallardan 100 kat daha geçirgendir.
• Glomerülün fonksiyonu filtrasyondur.

İdrar Oluşumu

• Böbrekler, idrar miktarını azaltarak ya da çoğaltarak vücudun su miktarını dengede tutar.
• Glomerüler süzüntü, kimyasal olarak kan plazmasına benzer.
• Bu süzüntünün hepsi vücuttan atılmaz.
• Ama bu süzüntünün büyük bir kısmı, tekrar emilerek dolaşıma geri döner.
• Sadece zararlı maddeler idrar yoluyla vücuttan atılır.
• Böbreklerde idrar oluşumu üç aşamada gerçekleşir. filtrasyon (süzülme), reabsorpsiyon (geri emilim), sekresyon (salınım)dır.

Filtrasyon

• Kanın süzülme sürecinde ilk adım olan filtrasyon, fiziksel bir süreçtir.
• Glomerulllerde kan yığılması olur ve basınç yükselir.
• Bu yüksek basınç yüzünden kan plazması glomerülllerden owman kapsülüne süzülür.
• Bu süzülme ile birlikte kandaki su ve çözünmüş küçük moleküllü maddeler bowman kapsülüne geçer.
• Ancak glomerüldeki süzülme yeterince seçici değildir.
• Vücut için gerekli olan aminoasit, glikoz ve tuz da süzülür.

Kan hücreleri ve proteinler büyük moleküllü oldukları için süzülmezler ve efferent arterler ile genel dolaşıma geri dönerler.

Geri Emilim (Reabsorbsiyon)

• İdrar oluşumunun ikinci aşamasıdır.
• Filtrasyon ile tubuluslara geçen süzüntü şeklindeki zararlı maddelerin dışında kalan su ve erimiş maddeler, tekrar emilerek kana, yani dolaşıma katılır.
• Bu olaya reabsorbsiyon denir.

Salgılama (Sekresyon)

• İdrar oluşumunun son aşamasıdır.
• Vücut için zararlı olmayan ya da zararlı olan atık ve yabancı maddelerin, kandan alınıp tubulus sıvısına verilmesi olayıdır.
• Böylece, kan bu maddelerden arındırılır ve idrar olarak atılacak olan sıvıya geçirilir.
• Başka bir deyişle glomerulusta süzülmemiş zararlı maddeler efferent arterin daha küçük dallarından salgılanarak tubuluslara geçer.
• Sekresyon sırasında, kandan bazı maddeler alınır ve idrara verilir.
• Kandan alınıp idrara verilen maddeler, su, kreatinin, asit, potasyum, magnezyum, sülfat, klorür gibi yabancı maddelerdir.
• İdrar miktarını ADH ayarlar.

İdrarın Özellikleri

• Erişkin bir insan, günde yaklaşık 1000 -1800 cc. idrar çıkarır.
• İdrarın rengi sabahın ilk saatlerinde koyu sarı olmakla birlikte, ilerleyen saatlerde açık sarıya döner.
• Su, tuz, üre, ürik asit ve kreatinin gibi protein atıklarından oluşmuştur. Sarı renk hemoglobinin parçalanması sonucu açığa çıkan ürokrom pigmentlerinden ileri gelir.
• Ayrıca alınan diyet ve ilaçlara bağlı olarak da idrarın rengi değişir. İdrarın rengi genelde berraktır fakat sağlıklı ve hastalıklı olma durumuna, yine aldığı ilaçlara göre rengi bulanıklaşır.
• Uzun süre bekletilen idrarda bakteriler tarafından ürenin amonyağa
• dönüşmesi sonucu keskin bir amonyak kokusu
• görülür.
• İdrarın % 95-96'sı su, kalanı çözünmüş maddelerdir.
• Normal idrarda glukoz ve plazma proteinleri bulunmaz.

Klirens (Arınma)

• Kan plazması böbreklerden geçerken bazı zararlı maddeler buralarda tutularak idrarla dışarı atılır.
• Böylece böbreğin temizleme ya da plazmayı birçok maddeden arındırma işlemine klirens denir
• Plazma klirensi, ilgili maddenin bir dakikada idrarla çıkan miktarını taşyan plazma hacmidir.
• Plazma klirensi, böbreklerin, plazmayı temizleme kabiliyetini belirten ölçüdür.
• Plazmada bulunan bazı maddeler, böbreklerden tam olarak temizlenirken bazı maddeler tam olarak temizlenmez.
• Örneğin ürenin tamamı idrarla dışarı atılmaz.
• Yüksek diffüzyon gücüne sahip olan ürenin bir kısmı tubuluslardan geri emilerek kana verilir.
• Geri kalan üre, 1 dakikada oluşturulan 1 ml idrarla dışarı atılır.

Böbreklerin Asit-Baz Dengesine Etkisi

Su ve Elektrolit Dengesinin Düzenlenmesi
Böbreklerin birincil fonksiyonu vücuddaki su ve inorganik maddeleri dengede tutarak, bu yapı ların ekstrasellüler sıvı daki konsantrasyonlarını stabil tutmaktır ki buna iç çevre denmektedir. Üriner eksresyondaki deği şiklikler bu dengeden sorumludur.
Teorik olarak, bir madde vücuda ya dışarıdan alınır ya da metabolizmanın bir ürünü olarak vardır. Aynı zamanda bir madde vücuddan ekstrete edilebilir ya da metabolize edilir. Bundan dolayı, bir maddenin vücuddaki konsantrasyonu belli bir süre için vücudda sabit tutulabiliyorsa, d ışar ıdan alınan ve/veya vücudda üretilen toplam miktarı ile ekstrete edilen ve/veya metabolize edilen toplam miktarların birbirini eşit olması gerekir. Bu "denge" kavramının genel bir açıklamasıdır. Su ve hidrojen iyonları için tüm 4 yol da geçerlidir. Buna kar şın, mineral elektrolitlerin dengesi daha basittir. Hücrelerden ne sentez edilebildiklerinden ne de metabolize olabildiklerinden, toplam dengeleri alım ve eksresyonla iliş kilidir. Üriner eksresyonu değiştiren refleksler su ve çoğu inorganik iyonların vücuddaki dengesini düzenleyen majör mekanizmalar olup, ekstrasellüler sıvının özelliklerini belirlerler. İç çevrede büyük oranda böbrekler tarafından düzenlenmesi yapılan önemli inorganik yapılar: su, sodyum, potasyum, klor, kalsiyum, magnezyum, sülfat, fosfat ve hidrojen iyonu. Bununla birlikte, böbrekler tüm esansiyel inorganik maddelerin majör düzenleyicisi değ ildir. Özellikle çinko ve demir gibi eser elementlerin vücuddaki dengesi başlıca bu elementlerin gastrointestinal geri emilimlerinin veya safra sekresyonlar ı nın kontrolü ile sağlanır. Aynı durum büyük oranda kalsiyum için de geçerlidir. Yine de, bu elementlerin de renal eksresyonları söz konusudur ve çeşitli hastalıklarda vücuddaki dengesizliklerin önemli bir kaynağıdır. Böbrekler bazı organik besinlerin de düzenlenmesinde rol alır, ancak bu konu başka bir bölümde irdelenecektir.
Böbrekler, idrarı asitleştirerek veya alkalileştirerek asit-baz dengesini korur Diğer sistemlere göre daha etkin ve düzeltici bir fonksiyona sahiptir. Böbrekler fazla olan maddeyi atarak veya az olanı tutarak patolojik durumu düzeltir.

• Homeostasis mekanizmasının bir parçası olan böbrekler, asit- baz dengesini sabit tutmaya çalışır.
• Asidoz durumunda böbreklerden H+ atılması hızlanır ve bikarbonat geri emilimi artırılır.
• Alkaloz durumunda ise H + atılımı azalır bikarbonatın atılması hızlanır.
• Vücut sıvılarının pH'ı dar sınırlar içinde, değişmeden tutulmaya çalışılır.
• Buna karşın idrar pH'ı 4,5-8,0 arasında değişebilir.
• Hidrojenin idrarla atılması nedeniyle idrar pH'ı genelde asidiktir.

Jukstoglomerular Aparatus ve Renin Angiotensin Sistemi

Renin-Anjiyotensin Sistemi nedir?
Renin özellikle jukstaglomeruler apareydeki granüler hücrelerde yapıldıktan sonra kana sekrete edilen proteolitik bir enzimdir. Kan akımına girdikten sonra karaciğ erden salınan ve plazmada her zaman yüksek konsantrasyonda bulunan protein yapısındaki anjiyotensin'in bir dekapeptid olan anjiyotensin I'e parçalanması nı katalize eder. Anjiyotensin-dönüştürücü enzim varlığında relatif olarak inaktif olan anjiyotensin I'in terminal iki amino asiti ayr ılarak, yüksek oranda aktif olan oktapeptid yapısındaki anjiyotensin II'e dönüşür. Dönüştürücü enzim plazmada da var olmakla beraber en bol miktarda kan damarlarının endotelyal yüzeylerinde ve özellikle pulmoner kapillerlerde bulunur. Buna göre, anjiyotensin I'den anjiyotensin II'e dönüşüm başlıca kanın akciğerlerden geçişi sırasında olur.
Böylece, anjiyotensin kan yoluyla böbrekler de dahil olmak üzere hedef organlara ulaş an bir hormon niteliği kazanmış olur. Bununla birlikte, böbreklerin hem renin üretmesi hem de anjiyotensinojen ve dönüştürücü enzim içermeleri nedeniyle, anjiyotensin II oluşumuyla ilgili reaksiyonlar böbreklerde de olabilmektedir. Buna göre, böbrekler sadece intraarteryel anjiyotensin II'den değil, intrarenal oluşan anjiyotensin II'den de etkilenir.
Anjiyotensin II farklı dokularda çok sayıda etkiye sahiptir, ancak çoğu etkinin sonucu arter kan bas ıncının yükselmesidir. Anjiyotensinojen ve dönüştürücü enzim relatif olarak değişmeyen konsantrasyonlarda bulunduğundan, anjiyotensin II oluş umunun asıl belirleyicisi plazma renin konsantrasyonudur ki bu da fizyolojik olarak renin sekresyonu ile kontrol edilir.
Böbreklerden başlangıçta sentez edilen reninin yaklaşık yarısı inaktif prohormon (prorenin) formundadır. Bu proteinin de periferik dokularda renine aktivasyonu olas ıdır. Renin veya renin benzeri proteinler böbrek dışı dokularda da (uterus, beyin vs) üretilebilirler ve bu dokularda lokal anjiyotensin oluşumunu katalize edebilirler. Anjiyotensinojen veya dönüştürücü enzimin konsantrasyonlarındaki değiş ikliklerde klinik olarak önemli durumlar geli şir (örneğin oral kontraseptifler plazma anjiyotensinojeninde büyük artış lar yapabilir) ve herhangi bir renin konsantrasyonunda anjiyotensinojen II oluşumuna neden olabilir. Anjiyotensin II bir heptapeptid olan anjiyotensin III'e dönüşebilir. Bu yapıda biyolojik olarak hızlı aktivite gösterm ona neden olurlar. Eikanazoidler dışında vazodilatör lipidlerin de arter kan bası ncın ın düzenlenmesinde önemi vardır.

Tuz dengesi ve renin sekresyonu dışında böbreklerin arteryel kan basıncına etkisi var mıdır?
Tuz dengesini sağlamak ve renin sekresyonu dışında böbrekler arteryel kan bası ncı üzerine üçüncü bir etki gösterirler. Böbreklerin kana renin dışında bazı vazoaktif maddeleri salgıladığı, ya da kandan bu maddeleri uzakla şt ı rdığı düşünülmektedir. Böbrekler eikosanoid denilen bazı maddeleri sentez etmektedirler. Bu maddelerin hem vazodilatör, hem de vazokonstriktör olan türevleri vardır. Muhtemelen bu eikosanoid maddeler dolaşıma geçerek arteriollerde dilatasyon ya da konstriksiyona neden olabilmektedir. Eikosanoidler dışında baz ı sekrete edilen vazodilatör lipidler arteryel kan bas ıncının böbrekler tarafından düzenlenmesinde etkili olabilmektedir.

• Süzülmenin düzenlenmesi, böbrek tarafından çıkarılan ve emilen maddelerin miktarı, glomerulus filtresinin düzenlenmesine bağlıdır.
• Eğer bu filtrenin geçirgenliği fazlalaşırsa bazı maddeler geri emilmeden hızla borunun içinden akar.
• Eğer süzülme oranı düşükse normal olarak salgılanan maddelerin çoğu geri emilir.
• Süzülme basıncı ve süzülen miktar, glomeruluslara gelen arteriyolllerin düz kaslarda kasılması ya da gevşemesiyle belirli limitler içinde değişir.
• Kan basıncı düşünce, afferent arteriyol genişler, efferent arteriyol daralır.
• Böylece kan akımı, dolayısı ile filtrasyon hızı sabit tutulmaya çalışılır.
• Henle kulbuna gelen filtrat miktarının azalması, tubuluslar içi basıncını düşürür.
• Bu düşme sonucu tubuluslar, kollabe olarak kapanır.
• Filtrat miktarı artınca basınç artarak normal duruma dönülür.
• Distal tubulun kıvrımlı olan kısmına, afferent arteriyole yakın olan bölümüne "macula densa" adı verilir.
• Bu bölgedeki afferent arteriyol hücreleri değişime uğrayarak jukstoglomerüler hücreleri meydana getirir.
• Makula dansa hücreleri, reseptör görevi görürler.
• Makula dansadaki klor veya sodyum yoğunluğu az ise jukstoglomerüler hücrelerinden renin salgılanmasına neden olur.
• Renin enzimi afferent arteriolün hücrelerinden salgılanan ve kan basıncının düzenlenmesinde önemli rolü olan enzimdir.
• Renal perfüzyon azaldığında jukstaglomerüler hücrelerdan kana, renin salgılanır.
• Renin kanda bulunan ve bir polipeptid olan angiotensinojene etki ederek anjiotensin I oluşturur. anjiotensin I; akciğerlerde, pulmoner endotelde bulunan bir konverting enzim aracılığı ile angiotensin II'ye dönüşür.
• Anjiotensin II'nin sürrenal korteksten aldesteron salgısının artmasını sağlayıcı etkisi de vardır.
• Anjiotensin II; heptapeptit olan anjiotensin III'e dönüşür.
• Anjiotensin III, aldesteron sekresyonunu, anjiotensin II'ye göre daha fazla artırıcı etkiye sahiptir; bu mekanizma ile hem vazokonstrüktör etki, hem de aldesteron salınımı sonucu Na+ ve su reabsorbsiyonun artması, volümün çoğalması, kan basıncında yükselmeye neden olur.

Vücuttan metabolik yıkım ürünlerinin ekskresyonu nasıl sağlanır?
Hücrelerde meydana gelen bazı kimyasal reaksiyonlar sonucunda elimine edilmesi gereken son ürünler ortaya çıkar. Bu son ürünler yıkım ürünleri olarak adlandı rılır, çünkü insanlarda bilinen herhangi bir biyolojik fonksiyonları yoktur. Örnek olarak, protein katabolizması sonucu günde yaklaşık 30 gram üre oluşur. Relatif olarak büyük oranlarda oluş an diğer yıkım ürünlerine örnek olarak ürik asit (nükleik asitlerden), kreatinin (kas kreatininden), bilirübin ve diğer Hb yık ım ürünleri ve çeşitli hormonların yıkım ürünleri verilebilir. Kesin olarak tanımlanamayan çok sayıda yıkım ürünü daha vardır. Bu maddelerin çoğu olu ştuktan sonra özellikle böbreklerden olmak üzere,vücuddan hızla elimine edilirler. Üre ve bunun gibi bazıları relatif olarak daha zararsız olmakla birlikte, renal fonksiyon bozuklu ğu sürecinde vücudda biriken diğ erleri ağır böbrek hastalı klarındaki vücud fonksiyonlarındaki bozukluklardan sorumludur. Ancak henüz bu toksinlerin yapıları hakkındaki bilgilerimiz yetersizdir.

Yabancı kimyasal maddelerin ekskresyonunda böbreklerin rolü var mıdır?
Böbreğin önemli bir genel ekstretuar fonksiyonu, çoğu yabancı kimyasal maddelerin eliminasyonudur_ ilaçlar, pestisitler, gıda katk ı maddeleri ve benzerleri, özelliklerine göre büyük oranda böbreklerden ekskrete edilirler.