İNSANDA BOŞALTIM
İnsanda metabolizma faaliyetleri sırasında üre, ürik asit ve kreatinin gibi zararlı maddeler oluşmaktadır. Bu maddeler vücuttan uzaklaştırılmadıkları takdirde vücut fonksiyonları kısa sürede bozulur. Peki bu maddeler vücuttan nasıl uzaklaştırılır? Bu maddeler vücuttan uzaklaştırılırken hangi organlar görev alır? Bu organların görev yapamaması yaşamımızı nasıl etkiler? Boşaltımda görev alan organların yapısı ve işleyişi nasıldır?
İnsanda üriner sistemi; böbrekler, üreter (idrar kanalı), idrar kesesi (mesane) ve üretra (dış idrar kanalı) oluşturur (Şekil 1.4.6). Böbrekler; idrar oluşumunda, üreter ise oluşan idrarın idrar kesesine taşınmasında iş görür. İdrar kesesi idrarı depolar. Bu kese dolduğunda idrarın üretra kanalı vasıtası ile dışarı atılması sağlanır.
İnsan böbreği 10-15 cm uzunluğunda, fasulye tanesi şeklinde, 120-200 g ağırlığında bir organdır. Karın boşluğunun arka tarafında, bel hizasında, omurganın iki yanında yer alır. Dış kısmı bağ dokudan yapılmış bir zar ile çevrilidir. Böbrek bir bıçak yardımı ile boyuna ortadan ikiye kesilirse, çıplak gözle görülebilen üç bölüm ayırt edilir. Bunlar dıştan içe doğru kabuk (korteks), öz (medulla) ve havuzcuk (pelvis)tur
(Şekil 1.4.6).
Kabuk bölgesi: Böbreğin en dış kısmıdır. Koyu kırmızı renktedir. İdrar bu kısımda bulunan yapılar tarafından oluşturulur.
Öz bölgesi: Kabukla havuzcuk arasında kalan bölgedir. Burada idrarın havuzcuğa taşınmasında rol oynayan toplama kanalları bulunur. Bu kanallar bir araya gelerek piramit görünümlü demetler oluşturur. Bunlara Malpighi piramitleri adı verilir.
Havuzcuk: Böbreğin çukur tarafında kalan boşluktur. Kabuk bölgesinden gelen idrarın biriktiği kısımdır.
Böbreğin mikroskobik yapısı incelendiğinde nefron adı verilen yapıların bulunduğu gözlenir (Şekil 1.4.7). Nefronlar böbreğin yapı ve görev birimidir. Bu yapılara süzme birimi de diyebiliriz. Bir böbrekte yaklaşık 1 milyon nefron bulunur. Hipertansiyon, şeker hastalığı, idrar yolu enfeksiyonları, böbrek taşlarının neden olduğu böbrek ve idrar kanallarındaki tıkanmalar, böbrekte oluşan kistler nefronlarda fonksiyon kaybına neden olur. Bir nefron; Malpighi cisimciği ile proksimal tüp, Henle kulpu, distal tüp adı verilen kanalcıklardan meydana gelir. (Şekil 1.4.7)
Malpighi cisimciği:Bowman kapsülü ve glomerulusun oluşturduğu yapıdır (Şekil 1.4.8).Bowman kapsülü,glomerulusun etrafını tamamen saran, nefronun kanalcığının genişlemiş başlangıç kısmıdır. Bowman kapsülü, tek katlı yassı epitelden oluşmuş bir yapıdır. Bu yapı glomerulusta kanın süzülmesi ile oluşan süzüntünün nefron kanalcığına aktarılmasını sağlar.Glomerulus,Bowman kapsülünün içini dolduran kılcal damarlardan oluşmuş bir atardamar yumağıdır. Bowman kapsülüne giren getirici atardamar, glomerulus yumağını oluşturan kılcallara ayrılır. Bu kılcallar birleşerek götürücü atardamar olarak Bowman kapsülünden çıkar. Çıkan bu atardamar, böbrek kılcallarına ayrılarak nefron kanalcıklarının etrafını sarar ve daha sonra birleşerek böbrek toplardamarına bağlanır.
Glomerulus kılcalları iki atardamar arasında bulunduğundan, kan basıncı vücut kılcallarından yaklaşık iki kat daha fazladır (70 mmHg). Glomerulus kılcalları vücut kılcallarından farklı olarak iki katlı yassı epitelden oluşmuştur. Bu yapı kılcallara yüksek kan basıncına dayanma özelliği kazandırır. Protein ve kan hücreleri glomerulus kılcallarından dışarıya çıkamaz ancak kan plazmasının bir kısmı glomerulustan Bowman kapsülüne süzülür. Nefrondaki diğer kılcal glomerulus kılcallarında geri emilim yoktur.
Bowman kapsülünün devamı olan nefron kanalcığı, proksimal tüp, Henle kulpu ve distal tüpden oluşur. Proksimal tüp kabuk bölgesinde bulunur. Bu yapının devamı öz bölgesinde Henle kulpunu meydana getirir. Henle kulpu öz bölgesinden tekrar kabuk bölgesine çıkarak ikinci kıvrımlı kısım olan distal tüpü oluşturur. (Şekil 1.4.9). Distal tüp daha geniş olan idrar toplama kanalına bağlanır. İdrar toplama kanalları öz bölgesinde piramit şeklindeki yapıları meydana getirir. İdrar toplama kanallarının açık uçları piramidin tepesinden havuzcuğa açılır.
Nefronlarda idrar oluşumu; süzülme, geri emilme ve salgılama olmak üzere üç evrede gerçekleşir:
- Süzülme
- Richards (A. Rişards) ve A. Walter (A. Voltır) adlı bilim insanları 1927 yılında kurbağa böbreklerini incelemiş, nefron kanalcıklarından ve idrar torbasından örnek sıvılar almışlardır. Yaptıkları incelemede her iki sıvının bileşimlerinin farklı olduğunu saptamışlar, inceleme sonuçlarından yararlanarak nefron kanalcıklarından geçen sıvı içerisindeki yararlı maddelerin, yine bu kanallarda geri emilerek yeniden kana katıldığını ileri sürmüşlerdir. Daha sonra diğer bilim insanları tarafından yapılan araştırmalar da bu sonuçları desteklemiştir. Acaba böbreklerde kanın süzülmesi ve geri emilimi nasıl gerçekleşmektedir?
Kalpten aorta pompalanan kanın yaklaşık 1/4’ü böbrek atardamarıyla böbreklere gelir. Kan basıncının etkisiyle kan hücreleri, plazma proteinleri ve yağ molekülleri dışındaki kan içeriği, glomerulustan Bowman kapsülüne geçer. Bu olaya süzülme denir. Süzülme olayı glomerulusta bulunan kılcal damarlardaki yüksek kan basıncından dolayı pasif taşımayla gerçekleşir. Süzülen sıvıda su, glikoz, amino asitler, vitaminler, Na+, K+, Ca+2, Mg2+, HCO3– vb. iyonlar; üre, ürik asit, amonyak ve kreatinin gibi boşaltım maddeleri yer alır.
Bir günde glomeruluslardan Bowman kapsülüne 180-190 litre sıvı süzülür. İki böbreğin bütün nefronlarında bir dakikada meydana gelen süzüntü miktarına “böbreğin süzme hızı” denir. Süzülme hızını kan basıncının yanında, sıcaklık ve madde derişimi etkiler.
- Geri Emilim
Süzülme olayı sonucunda glomerulustan Bowman kapsülüne geçen sıvıda, vücut için faydalı olan su, glikoz, amino asitler, vitaminler ve bazı iyonlar bulunur. Eğer bu sıvı böbreklerden doğruca atılırsa glikoz, amino asit, su, mineral gibi maddelerin yitirilmesi ve vücudun su dengesinin bozulması nedeniyle ölüm olur. Bu sebepten süzülen sıvı içindeki yararlı maddeler nefron kanalcıklarında ilerlerken bu kanalcıkları saran kılcallara geçerek yeniden kan dolaşımına katılır. Bu olaya geri emilim denir. Geri emilim olayı hem pasif hem de aktif taşıma ile gerçekleşir. Aktif taşıma sırasında enerji harcanır. Bu yüzden nefron kanalcıklarını oluşturan hücreler fazla sayıda mitokondri içerir.
Nefrondaki proksimal tüpte su, glikoz, vitamin, amino asitler, amonyum, bikarbonat, klor, potasyum ve sodyum geri emilerek nefron kanalcıklarını saran kılcallara geçer (Şekil 1.4.9).
Maddenin kandaki yoğunluğuna bağlı olan geri emilim, idrar toplama kanalında su, üre, Na+ ve Cl- iyonlarının geri alınması ile tamamlanır. Geri emilim maddenin kandaki yoğunluğuna bağlıdır. Her maddenin kandaki normal değerine eşik değer denir. Bir maddenin kandaki yoğunluğu eşik değerin üzerinde ise bu değeri aşan kısım nefron kanalcıklarından geri emilmez, idrarla dışarı atılır. Örneğin şeker hastala zararlı maddelerin yeterince atırında kandaki glikoz oranı eşik değerin üzerindedir. Bu sebepten gliko- lamaması sonucu ortaya çıkan zun fazlası idrarla atılır. Sağlıklı insanın idrarında glikoza rastlanmaz. hastalıktır. Sağlıklı insanlarda glikoz ve amino asitlerin % 100’ü, suyun % 99’u, sodyumun % 99,5’i, ürenin % 50’si geri emilerek tekrar kana verilir. Böylece kandaki madde konsantrasyonları ve ozmotik basınç sabit tutularak homeostasinin oluşumuna katkı sağlanır.
3. Salgılama
İlaçlar, bazı asit ve bazlar, zehirli maddeler, amonyak, bikarbonat, hidrojen iyonları, potasyum iyonları ve boya gibi bazı atık maddeler aktif taşıma ile nefron kanalcıklarını saran kılcal damarlardan nefron kanalcıklarına verilir. Bu olaya salgılama veya aktif boşaltım denir. Ayrıca sağlıklı olmayan kişilerde kanda eşik değerin üzerinde bulunan glikoz, vitamin ve amino asit gibi maddeler de salgılanır. Salgılama işlemi homeostasinin sağlanması açısından önemlidir.
Süzülme, geri emilme ve salgılama olayları sonucu oluşan idrarın yapısında üre, ürik asit, kreatinin gibi organik maddelerle su, kalsiyum, potasyum, sodyum, klor, fosfat, amonyak gibi inorganik maddeler bulunur. Günde ortalama 1-1,5 litre idrar oluşur. Alınan besinin durumuna göre idrarın pH’ı 5-7 arasında değişir. Oluşan idrar, idrar toplama kanalları vasıtasıyla böbreğin havuzcuk bölgesine iletilip üreter ile idrar kesesine taşınır. İdrar kesesi 300-500 cm3 idrar alır. İdrar kesesinde biriken idrar, zaman zaman üretra ile dışarı atılır. Böbrekler idrar oluşturmanın dışında aşağıdaki görevleri de gerçekleştirir:
- Böbrekler alyuvar yapımının düzenlenmesinde görev yapar. Sağlıklı bireylerde kemik iliğinde alyuvar yapımını uyaran eritropoietin hormonunun % 90’ı böbreklerde, geri kalanı karaciğerde üretilir (Şekil 1.4.10). Kronik böbrek yetmezliği olan hastalarda eritropoietin üretiminin azalması sonucu anemi görülür.
- Böbrekler, uzun süreli açlık durumunda amino asitlerden ve gliserol gibi karbonhidrat dışı kaynaklardan glikoz sentezler.