İDRAR OLUŞUMU
Kılcal damarlardaki sıvıların dışarıya çıkması, damarın içinde bulunan basınca (hidrostatik basınç)i dışarıdaki sıvıların damarlara girmesi ise, kan sıvısı içerisinde bulunan bileşiklerin (başta proteinli) meydana getirdiği ozmotik basınca göre olur. Arteriyollerde kan basıncı dolayısıyla hidrostatik basınç fazladır. Bu nedenle kapiller sistemin arteriyoller kısmında hidrostatik basınç ozmotik basınçtan fazla olduğu için sıvılar dokulara, venüller kısmında ise (ozmotik basınç hidrostatik basınçtan fazla olduğu için) dokulardan kılcal damarların içine doğru olur. Bu arada dokuların da kendine özgü bir ozmotik basıncı olduğu için net venüller ozmotik basınç (sıvı çekme gücü) kanın ozmotik basıncı eksi dokuların ozmotik basıncıdır. Keza net hidrostatik basınç da aynı yönteme göre hesaplanır. Sıvının damardan çıkması için etki eden güçlerin toplam değeri ise: Hidrostatik basınç ortalaması – Ozmotik basınç ortalamasıdır. Örneğin arteriyollerde kan basıncı 30 mm. Hg, doku basıncı ise, -8 mm. Hg ise (doku basıncı genellikle eksi değerliklidir; bazı hallerde artı olabilir, o zaman, kan basıncından doku basıncını çıkarmak gerekir; çünkü, bu, bir karşı basınç ifade eder) kan sıvısının damardan çıkmasını sağlayan basınç 30 + 8 = 38 mm. Hg’dir. Fakat kanın ozmotik basıncı da yani dıştaki sıvıları kan içerisine çekmeye çalışan güç 28 mm. Hg, dokuların ozmotik basıncı da 4 mm. Hg ise toplam ozmotik basınç 28 - 4 = 24 ’dür. Bu durumda toplam basınç 38 – 24 = 12 mm. Hg’dir. Yani arteriyollerde kan sıvısı 12mm. Hg’lik bir basınç altında dokulara geçmeye çalışır. Buna karşılık venüllerde kan basıncı azalacağı için, ozmatik basıncın altına düşer ve sıvılar dokulardan kılcal damarlara geçmeye başlarlar. Kılcal damar çeperini en kolay geçen proteinler ve lipoproteinler tekrar kılcal damarlara geçemezler; genellikle lenf damarlarıyla toplar damara dökülürler.
Glomeruluslardaki kılcallar iki arteriyol arasında olduğundan, kan basıncı, diğer vücut kılcal damarlarından farklı olarak, tüm kılcal damar boyunca sabittir. Ayrıca kan basıncı diğer kılcalların yaklaşık iki mislidir (70 mm. Hg). Dolayısıyla süzme işlevi daha etkindir. Keza yine diğer kılcallardan farklı olarak çeperleri çift tabakalıdır. Bu yapı onlara hem basınca dayanma hem de protein ve lökositlerin dışarıya çımasını önleme gibi bir özellik kazandırır. Glomerulus kılcallarında su ve suda erimiş maddeler yalnız kapiller endoteliyumdan kanallara geçer; diğer kılcallarda olduğu gibi geri emilim yoktur. Böbrek tarafından kanda bulunan suda erimiş boşaltım maddeleri süzülür. İnsanda ve diğer memelilerde azot içeren en önemli boşaltım maddesi üredir. Daha az miktarlarda amonyak, ürik asit ve seratonin bulunur. Ürenin sarı rengi ürokromdan gelir. Bu pigment hemoglobinin yıkılmasından meydana gelmiştir ve safra pigmentiyle benzerdir. İdrar oluşumunda üç evre vardır. 1) Süzülme (filtrasyon), 2) Geriye emilme (rezorpsiyon), 3) Salgılanma (sekresyon).
Süzülme: İdrar oluşumunda ilk adım olan glomerular süzülme, 1920 yılında RICHARDS tarafından geliştirilen bir mikro pipet tekniğiyle, Bowman kapsülünden alınan sıvının tahlili yapılarak açıklanmıştır. Su, çeşitli iyonlar, şeker, aminoasit ve azot içeren boşaltım maddeleri Malpigi (renal korpuskül) cisimciklerinin yarı geçirgen zarından kolaylıkla geçmektedir. Bu yarı geçirgen zar kan plazmasında bulunan tüm küçük moleküllerin süzülmesine izin verir. Kan hücreleri, yağ ve plazma proteinleri gibi büyük moleküller kanda kalır. Küçük moleküllerin bir kısmı da kanda büyük moleküllere bağlanmak suretiyle kalabilir. Bağlanan bu küçük moleküllerden en önemlileri demir, diğer eser mineraller ve belirli vitaminlerdir.
Süzülme oranının (Glomerular Süzülme Hızı) hesaplanması enginardan elde edilen “INULIN” denen bir polisakkaritin kullanılmasıyla yapılır. Örneğin, damar içerisine her milimetre kanda bir mg. Olacak şekilde inulin enjekte edilirse, her dakika için 13o mg. İnülinin idrar içerisine süzüldüğü görülür. Çünkü bu madde tüplerden geri emilmez. Dolayısıyla glomeruluslardan süzülen miktarı bize gösterebilir. Bu miktarın süzülebilmesi için dakikada en az 130 ml. Plazmanın böbreklerden geçmesi gereklidir. Bu da günde 188 litre eder. Fakat eğer böbreğin kan dolaşım sistemiyle nasıl desteklendiğini incelerse, bu rakama şaşmayız. Böbrekler kalpten çıkan kanın ¼ ünü alırlar; bu, her 4 –5 dk.’da bir vücut kanının böbreklerden geçmesi demektir. Diğer kılcal damarlarda olduğu gibi, glomeruluslardan geçen kan, orada süzülür. Dolayısıyla gelen kanın miktarı giden kanın miktarından daha fazladır. Bir glomerulus, böbrek arterinden çıkan getirici arteriyolle nefronların tüp kısmına giden götürücü arteriyol arasında bulunur. Götürücü arteriyol (Efferent Arteriol) getirici arteriyolden (Afferent Arteriol) daha dar olduğundan, glomerulus kılcal damarları içerisinde yüksek süzme basıncı sağlar ve burada, kandan, birçok madde ile birlikte önemli miktarda su süzülür.
Süzülme basıncı nefron tüplerinin içindeki basıncı ve kanın ozmotik basıncını geçer (bu her iki basınç da nefron tüpünün içindeki sıvının kan içerisine dönmesini sağlayan basınçtır). Süzülme basıncı şöyle hesaplanır: Kalbin pompalamasıyla böbrekte oluşan kan basıncı 70 mm.Hg’dir. Fakat kanın ozmotik basıncı 32 mm. Hg, ayrıca Bowman kapsülünün hidrostatik basıncı da 14 mm. Hg olduğu için, toplam süzülme basıncı 70 - (32 + 14) = 24 mm. Hg’dir. Soğukta kaldığımız zaman periferik kılcal damarlarımız büzüleceğinden, kan basıncında yükselme olacak ve dolayısıyla idrar çıkarma hızımız yükselecektir. Bunun yanı sıra terlediğimizde ya da kan sıvısı yitirdiğimizde idrar miktarı azalacaktır. Ayrıca süzülen sıvı oranında kanın ozmotik basıncı artacağından, kendiliğinden bir denge oluşacaktır. Keza kan akış hızı da süzülmeyi artırır. Fakat kan basıncı 90 –180 mm. Hg arasında değişse de böbrekteki kan akış hızının değişmediğini görürüz. Bu basınç değişimine böbreğin korteksindeki kılcalların direnci artırılmakla tepki gösterilir. Bu sınırların dışında basınç – akım – direnç dengesi bozulur. Bu direnç şöyle sağlanmaktadır. Böbrek atardamarında kan basıncı artınca düz kaslarla afferent arteriyol daraltılır, efferent arteriyol genişler; kan basıncı düşünce tersi olur ve her iki durumda da glomerulusların kılcal damarlarındaki kan basıncı ve süzme oranı sabit tutulur. Ayrıca süzülme azalınca, Henle kulpu, dıştaki dokuların basıncıyla büzülerek bir kapakçık gibi kapanır ve süzülen sıvının birikmesine neden olur. Sıvının birikimi belirli bir basınca yükselince büzülen kısım açılır.
İnsandaki dışarıya atılan idrarın miktarı glomeruluslardan süzülen %1’i kadardır. Diğer süzülen maddelerin hepsi (glikoz, aminoasitler ve iyonlar) ve suyun büyük bir kısmı nefronun tüp kısmından geçerken geriye emilerek kana alınır. Bunun yanı sıra süzülen sıvıya tübüler salgılar eklenir. İki önemli teknik yöntem bunun açıklanmasını sağlar. Birincisi temizlenme oranının çalışılmasıdır. Örneğin, bir insan böbreğinde her dakikada 75 ml. Plazmadakine denk üre çıkarılır. Bu şöyle ifade edilebilir. Her dakika 75 ml. Plazma üreden arınmaktadır, yani ürenin temizlenme hızı 75 ml./dakikadır. Diğer maddeler farklı temizlenme oranına sahiptirler. Örneğin inulinde 130 ml./dakikadır. Şayet serbestçe süzülebilen maddelerin temizlenme oranı (üre gibi) bu orandan aşağı ise, bu maddeler tüpler içerisinde tekrar geriye emilmelidir. Eğer temizlenme oranları 130 ml./dakikadan fazla ise o zaman tübüler salgı ile bazı maddeler eklenmelidir.
Geriye Emilme: Geriye emilmenin ve salgılanmanın yerini belirlemek için akıntının tıkanması tekniği kullanılır. Bir sonda (Kateter) böbrek pelvisine sokulur ve bağlanır. Tüp içerisindeki sıvı gerilmeye başlar, bir zaman sonra süzülme durur ve tüp içindeki basınç yükselir. miktarı Fakat tüpün farklı kısımları bu hareketsiz sıvı sütununa karşı işlevlerini gösterirler. Uygun zaman aralıklarıyla sonda açılır ve örnekler alınarak analiz edilir. İlk örnek ortak (kollateral) tüpten gelir ve daha sonra alınacak örnekler gittikçe proksimal kısma ait olan örneklerdir. Bu çalışmadan çıkarılan sonuç: Filtreden geçen aminoasitlerin ve glikozun tümünün, ürenin bir kısmının proksimal kıvrık tüpte geriye emildiğidir. Sodyum, klorit ve bikarbonatlar hem proksimal, hem distal kıvrık tüpten geriye emilir. Suyun %90 ı tüpün çeşitli bölgelerinden geriye emilir. Seratonin, amonyak, hidrojen potasyum iyonları ve çeşitli ilaçlar (penisilin gibi) memelilerde tübüler salgı ile dışarıya çıkarılırlar. Bunların çoğu tüpün distal kısmından atılır. Belirli telaost (=kemikli) balıklarda Malpigi cisimcikleri kaybolduğundan boşaltım maddelerini bu yolla elemine edebilirler.
a) Proksimal Tüpte Geri Emilme: Geri emilme idrar oluşumunda önemli rol oynar. Bu geri emilme ya tüplerin etrafını saran kılcal damarlara pasif olarak geçmek suretiyle ya da derişim gradiyentine karşı aktif olarak emilme ile olur. (Efferent arteriyoller doğrudan doğruya venlere bağlanmaz. Glomeruluslardan sonra proksimal ve distal kıvrımlı tüplerin etrafında ikinci bir kılcal damar sistemi yaptıktan sonra toplar damarlara bağlanırlar. Böbreğin, kanın bileşimini denetleme yeteneği işte bu çift kılcallar sistemi ile gerçekleşir.). Bu aktif emilmede tüp hücreleri büyük ölçülerde enerji (ATP) kullanırlar. Bu nedenle tüp hücrelerinde bol miktarda mitokontri vardır. Üre göz önüne alınmazsa, geriye emilen çözeltilerin çoğu proksimal kıvrık borudan aktif transportla alınır. Çünkü bu maddelerin derişimi o bölgede bulunan kandaki bu maddelerin derişimi ile eşittir. Bu maddeler aktif taşıma ile, kandaki derişimlerine bağlı olarak geri emilirler. Şayet bu maddelerden birinin kandaki normal değerinden fazla olursa – Böbrek Eşik Değeri – tüplerden tamamen emilmez; eşik değerinden fazla olanı idrar ile dışarı atılır. Böbrek eşik değerinin niceliksel (Kantitatif) değeri maddeden maddeye farklıdır. DIABETES MELLUTUS (şeker hastalığı)’da hücre metabolizması için glikoz tamamen yakılamaz ve kandaki şeker oranı yükselir. Glikoz için böbrek eşik değeri 150 mg. glikoz/100 ml. ‘dir. Bu durumda glikozun hepsi böbrek tüplerinden geri emilemeyeceğinden idrarda bol miktarda glikoza rastlanır (Glikozüri).
Vücut ısısının ozmotik basıncı glomerulus süzgecinden geçen tuz miktarıyla pH değeri ise asidik veya bazik maddelerin elemine edilmesi ya da tutunmasıyla sağlanır. Su, pasif olarak emilir. Eğer glomeruluslardan gelen süzüntü aynen atılsaydı, madde yitirilmesinden dolayı ölüm meydana gelirdi. İşte kıvrık tüpler vücut için gerekli olan maddelerin geri emilmesini (rezorpsiyon), işe yaramayanların (idrar) da atılmasını sağlar. İlkel omurgalılarda, üre, kandakinden daha yoğun değildir. Bununla beraber yüksek omurgalılarda özellikle memelilerde hipertonik üre meydana getirilir.
b) Henle Kulplarında Geri Emilme: Memeli nefronlarının yoğun idrar meydana getiren eşsiz yapısı Henle kulplarıdır. Uzun zamandan beridir omurgalıların yoğun üre meydana getirdikleri biliniyordu. Fakat mekanizmaları ancak yakın bir zamanda açıklanabildi. Henle kulpu, biri diğerine paralel ve biri inerken diğeri çıkan iki boru sisteminden oluşmuştur. Dolayısıyla içindeki sıvıların akış yönleri de birbirine terstir. Henle kulpunu oluşturan borulardan biri medullanın dış kısmından ortasına doğru inerken öbür kolu aksi yönde “U” harfi şeklinde kıvrılarak medullanın dış kısmına doğru uzanır. Glomeruluslardan çıkan kılcal damarlar “VASA RECTA” Henle kulplarını izleyerek dış medulladan iç medullaya uzanır ve daha sonra kortekse dönerek medullayı terk eder.
Bu düzenleme, böbreğe, kana göre hipertonik üre salgılama yeteneği verir. Bu işleyiş şöyle olur: Henle kulpunun yukarıya çıkan (Ascendense) kolu aktif taşıma ile klor iyonlarını proksimal tüpten gelen süzüntüden alarak doku arası sıvıya aktarır. Sodyum iyonları da artı yük taşımaları nedeniyle eksi yük taşıyan klor iyonlarını izleyerek, pasif olarak doku arası sıvıya geçerler. Halbuki kulpun inen kolunda (descendence) klor iyon taşınımı aktif olarak yapılmaz. Bu kolda sodyum ve klor iyonları ozmotik kurallara göre içeri ve dışarı hareket ederler. Kulpun çıkan kolu suya göre geçirgen değildir. Dolayısıyla bu koldan geçen sıvı, tuzu büyük ölçüde alınmış olarak distal tüpe geçer. Doku sıvısının yoğunluğu böylece artar. Bir miktar sodyum ve klor iyonu kulpun inen koluna pasif olarak geçer. Fakat çıkan koldan sürekli aktif Cl- taşınımı olduğu için kulpun “U” şeklindeki ucuna gittikçe sodyum ve klor iyon derişimi artar; kortekse doğru çıktıkça azalır.
Bu arada Henle kulpunu inen borusuyla beraber medullaya giren veza rekta damarının içindeki kani doku arasında bulunan derişik sodyum ve kloru pasif taşınmayla alır; fakat yukarıya, yani kortekse çıkarken tekrar geriye verir. Kanın bu şekilde zıt yönlü akışı medullada sodyum ve klor kaybını önler ve böylece kortekse doğru sodyum ve klor azalmasının sabit kalmasını sağlar. Bununla beraber az miktarda elektrolit ve ortak (= toplama) kanallardan doku arasına geçen bol miktarda su, kan ile medulladan uzaklaştırılır. Burada dikkat edilecek husus henle kulplarının kollarındaki sıvının akış yönü ile veza rekta damarındaki kanın akış yönünün birbirine ters olduğudur. Böylece, Henle kulpunun çıkan kolundaki sıvıda ve onu çeviren doku arası sıvıda, sodyum ve klor derişimi azalmasına karşın, kan, yukarıdan aşağıya doğru aktığından, yine doku arasındaki sodyum ve klor iyonlarını alarak medullanın alt kısmına doğru taşır. Veza rekta, yukarıya doğru çıkarken tuz iyonlarını derişim farkından dolayı yine doku arası sıvıya verecektir.
Henle kulpunun yukarıya doğru çıkan kolunda tuz iyonlarının taşınımı o kadar güçlüdür ki, distal geçmek üzere bu kolu terk eden sıvı, glomerulustan süzülen sıvıdan çok daha az sodyum derişimine sahiptir.
c) Distal Tüpte Geri Emilme: Çıkan borunun, suyu geçirmediğine değinilmişti. Daha sonra bu su, distal borunun içine geçerek tekrar medullanın ortasına doğru akmaya başlar. Fakat distal borunun içindeki sıvı, normal doku sıvısı ile izoozmotiktir (300 miliozmos). Bu sıvı, medullanın iç kısmına doğru akarken, gittikçe daha yoğun ozmotik doku arası sıvıyla karşılaşacağından, ve borunun çeperleri suya geçirgen olduğundan, su, doku içerisine geçerek veza rekta ile hemen oradan uzaklaştırılacak ve geride yoğunlaşmış idrar kalacaktır. Bu arada distal tüplerin suya geçirgenliğinin vazopressin (antidiüretik hormon) ile düzenlendiğini unutmamak gerekir. Vücudun suya gereksinmesi olduğu zaman vazopressin salgılanır, toplama kanalları geçirgen hale geçer ve su, doku arasına, oradan da kana geçer. İdrar, en son medullanın iç kısmını terk ederek böbreğin pelvisine girdiği için yoğunluğu, medullanın iç kısmındaki doku arası sıvının yoğunluğu kadardır. Bu da glomerulustan süzülen sıvıdan daha yoğundur.
Biyokimya
-
Serum Enzimlerini Tayin Yöntemleri
-
Fosfatazlar (Alkali fosfataz= ALP)
-
Transferazlar
-
Transaminazlar
-
Enzimlerin Görev, İşlev ve Özellikleri - Enzimlerin İsimlendirilmesi
-
Kanda Bilirubin
-
Serum Proteinleri
-
Fosfolipidler
-
Trigliseridler
-
Kolesterol Nedir?
-
Kan Lipitleri Nelerdir?
-
Kan Şekeri Nedir?
-
Araşidonik Asit (ARA) Nedir?
-
Lizozim enzimleri
-
Lizozim: İlk Antibiyotik