Kanda yer alan çeşitli maddelerden idrar oluşumu sırasında nefronlarda süzülme, geri emilme ve salgılama adı verilen üç işlem gerçekleşir. Bu işlemlerin her biri, vücudun ihtiyaçlarına göre düzenlenir. Örneğin vücutta fazla miktarda sodyum olduğu zaman sodyumun az bir kısmı geri emilerek idrarla atılır. Böylece fazla sodyum vücuttan uzaklaştırılmış olur.
Süzülme
Süzülme, kan basıncı ve difüzyon etkisi ile kan plazmasındaki küçük moleküllerin glomerulus kılcallarından Bowman kapsülüne geçmesidir. İdrar oluşumu bu olayla başlar. Süzüntüde glikoz, amino asit, vitaminler, mineraller ve tuzlar, su, azotlu (üre, ürik asit, kreatin, NH3) atıklar bulunur.
| Bilgi Notu_________________________ Süzülme: Süzülme hızının yüksek olmasının avantajı, vücut sıvılarının her gün defalarca böbrek tarafından filtre edilmesini sağlamaktır. Bütün kan plazma hacminin 3 litre, süzülmenin ise 180 litre/gün olması demek böbreklerin her gün bütün plazmayı 60 kez işlemden geçirdiğini gösterir. Bu sayede böbrekler, vücut sıvılarının hacmini ve bileşimini kontrol altında tutar. |
! Süzülme hızı; kan basıncı, adrenalin ve tiroksin hormonlarının salgılanması, kanın yoğunluğunun yanında ortam sıcaklığı gibi faktörlerden etkilenir. Örneğin soğuk havalarda daralan kılcal damarlarda kan basıncı arttığından süzülme hızlanır ve oluşturulan idrar miktarı artar. |
Geri Emilme
Bowman kapsülüne süzülmüş sıvı içerisinde zararlı maddelerin yanında vücut için yararlı birçok madde (su, glikoz, amino asit, vb.) geçer. Bu yararlı maddelerin hepsinin doğruca böbreklerden idrarla atılması canlıda homeostaziyi olumsuz etkileyecek, hatta yararlı maddelerin pek çoğunun atılmasından kaynaklanan ölüme sebebiyet verebilecektir.
Bu nedenle yararlı maddeler, vücudun ihtiyacını karşılamak için aktif taşıma veya pasif taşımayla nefron kanalında bulunan epitel hücreler tarafından geri emilir. Buradan boşaltım tüplerini saran kılcallara geçer. Geri emilme nefrondan kana doğrudur. Tüpün içinden akan sıvı ile tüpleri saran kılcalların içinden akan kanın akış yönü birbirine terstir. Bu durum geri emilimi arttırıcı yönde etki eder.
Böbrek tüplerinde geri emilim, sırasıyla şu şekilde gerçekleşir:
Proksimal tüpte geri emilim: Böbreğin korteks tabakasında bulunan proksimal tüpten, süzüntüdeki su, sodyum klorür (NaCl), bikarbonat (HCO3–) ve potasyumun (K+) bir kısmı, glikoz ve amino asitlerin tamamı geri emilir. Geri emilen bikarbonat sayesinde vücut sıvılarının pH dengesi korunur.
Glikoz, amino asit ve Na+ aktif taşımayla; HCO3– ve K+difüzyonla, H2O ozmozla geri emilir. Proksimal tüpte gerçekleşen tüm bu geri emilime rağmen burada bulunan sıvının toplam ozmolaritesi (toplam çözünmüş madde konsantrasyonu) değişmez. Proksimal tüpte sodyum geri emilimi fazla olduğu hâlde, suya geçirgenliğinin de fazla olması ve suyun sodyumla birlikte geri emilmesi sayesinde sodyum konsantrasyonu sabit kalır.
Bikarbonat iyonları, glikoz ve amino asitler suya oranla daha fazla geri emildiğinden bu maddelerin konsantrasyonları, proksimal tüp boyunca azalır. Kreatinin gibi aktif olarak geri emilemeyen maddelerin konsantrasyonları proksimal tüp boyunca artar. Süzüntünün hacmi azalır fakat toplam ozmolaritesi değişmez.
| Bilgi Notu_________________________ Kreatinin: Kasların enerji metabolizmasında rol oynayan, yüksek enerjili fosfat bileşiklerinden olan kreatin fosfatın parçalanması sonucu ortaya çıkan azotlu bir atıktır. Bu molekül böbreklerden atıldığı için böbrek rahatsızlıklarının tespitinde kullanılan en önemli analiz parametresidir. |
b) Henle kulpunun inen kolunda geri emilim: Suyun geri emilimi burada devam eder. Henle kulpunun etrafındaki doku sıvısının ozmotik basıncı yüksek olduğundan buradan doku sıvısına ozmozla su geçer.
Fakat tuz ve çözünmüş diğer küçük maddeler için kanal bulunmadığı için tuz ve çözünmüş maddelere geçirgenlik düşüktür. Süzülen sıvının %20’si henle kulpundan geri emilir. Bu emilimin neredeyse tamamı inen kolda gerçekleşir. Süzüntü burada su kaybettiğinden çözünmüş madde konsantrasyonu artar. Konsantrasyonun en yüksek olduğu kısım, henle kulpunun dirsek kısmıdır.
c) Henle kulpunun çıkan kolunda geri emilim: Henle kulpunun çıkan kolunda, sodyum klorür ve potasyumun aktif olarak geri emilimi sağlanır. Kalsiyum, magnezyum, bikarbonat gibi iyonların önemli miktarları burada geri emilir. Henlenin çıkan kolu suya karşı geçirgen değildir. Bunun sonucunda süzülen maddelerin geri emilimi devam ederken suyun Henle kulpunda kalması distal tüpe doğru akan süzüntünün giderek seyreltik olmasına sebep olur.
Çevresindeki doku sıvısına göre proksimal tüp ve distal tüpün son UYARI ! kısmındaki sıvı içeriği izotoniktir, Henle kulpunun dirsek kısmı hiper- tonik, çıkan kolunun son kısmı ise hipotoniktir.
ç) Distal tüpte geri emilim: Bu kısımda suyun geri emilimi devam eder. Sodyum klorür, kalsiyum, magnezyum, bikarbonat geri emilir. Böbrek üstü bezinin kabuk bölümünden salgılanan aldosteron hormonu sayesinde, distal tüpe K+ salgılanır, Na+ geri emilir. Böylece vücut sıvılarının K+ ve Na+ konsantrasyonlarının ayarlanması sağlanır. Distal tüpte su geri emilimi, hipofiz bezinin arka lobundan salgılanan antidiüretik hormon (ADH) tarafından kontrol edilir. Yüksek ADH düzeyinde tüpün bu bölümü suya karşı geçirgendir. ADH yokluğunda ise suya geçirgenlik azalır.
Bu özellik idrarın seyreltilmesi veya yoğunlaştırılmasında önemlidir. Ca+2 geri emilimi, D vitamini etkisiyle gerçekleşir. Distal tüp boşluğunda, kontrollü olarak H+ iyonu salgılanması ve bikarbonat iyonunun geri emilimi, vücut sıvılarının pH değerinin düzenlenmesine katkı sağlar.
| Alkol alınması ADH salınımını önler. Bu durum su geri emilimini azaltarak çok miktarda su kaybına neden olur ve idrara çıkma sıklığını artırır. |
d) İdrar toplama kanalında geri emilim: Süzüntünün havuzcuğa taşınmasını sağlayan kanaldır. Süzüntü, nefronda ve idrar toplama kanalında işlenerek idrara dönüşür. O yüzden bu kısım, idrarı işleyen son yer olması nedeniyle idrarla atılacak çözünür maddelerin, vücut dokularına geri emilecek maddelerin ve su miktarının ayarlanmasında çok önemli rol oynar.
Süzüntü, toplama kanalının epitel hücreleri boyunca ilerlerken taşıma ve geçirgenlik, hormonlarla kontrol edilerek idrar yoğunluğu ayarlanır. Ozmotik basıncı yüksek olan doku sıvısına, toplama kanalından ozmozla su geçişi olur. Suya geçirgenlik ADH düzeyi ile kontrol edilir. Toplama kanalı, öz bölgesinde üreye geçirgendir.
Kanalda üre yoğunluğu yüksek olduğundan ürenin bir kısmı difüzyonla doku sıvısına oradan da kana geçer (geri emilir). Tuzların geri emilimi aktif taşımayla gerçekleşir. Böylece doku sıvısındaki yoğunluk artar. Toplayıcı kanal epitel hücreleri buraya H+ iyonu salgılayarak asit-baz düzenlenmesine katkıda bulunur. Böbrekte gerçekleşen tüm bu işlemler homeostazinin korunması için oldukça önemlidir.
| Sağlıklı bir insanda glikoz ve amino asitin tümü aktif taşımayla proksimal tüpte geri emilir. İdrar toplama kanalında difüzyonla bir miktar üre geri emilir. |
Salgılama (Sekresyon)
Penisilin gibi bazı ilaçlar, besin yoluyla alınan gıda boyaları ve zehirli maddeler, NH3, H+ iyonu gibi maddeler salgılanarak atılır. H+ iyonunun süzüntüye salgılanması, idrar pH’sini düşürerek asitliğini arttırır.
Proksimal tüp hücreleri, tüp boşluğuna H+ iyonları salgılar. Aynı zamanda H+ iyonlarını yakalayıp tampon görevi görmesi için sentezlediği amonyağı (NH3) aynı yere salgılar. Amonyak, H+ iyonlarını yakalayıp amonyum (NH4) hâline gelir. Süzüntünün asitliği arttıkça daha fazla NH3 salgılanır. İlaçlar, metabolizma son ürünleri, toksinler tüpe verilerek kanın bu maddelerden temizlenmesi sağlanır.
Distal tüpteki süzüntüye, salgılama yöntemiyle bazı ilaçlar, metabolik atıklar gibi çeşitli maddeler geçer ve bu maddeler idrarla vücuttan uzaklaştırılır. Bu bölüm üreye geçirgen değildir. Buraya ulaşan süzüntü toplama kanalına geçer.
Bir çift böbrekten günde yaklaşık 1600 litre kan geçer. Bu, vücuttaki toplam kan miktarının 300 katıdır. Nefronlar ve toplama kanalları başlangıçtaki süzüntünün yaklaşık 180 litresini işler. Glikoz, amino asit, vitaminler ve diğer organik besin maddelerinin neredeyse tamamı, suyun %99’u geri emilir. Oluşan günlük idrar 1,5 litre kadardır.
Süzüntü, toplama kanalından çıktıktan sonra böbreğin havuzcuk bölgesinde idrar olarak toplanır. Buradaki idrar, yoğun ve kana oranla hipertoniktir. Buradan üreter ile idrar kesesine (mesane) iletilir. Mesane otonom sinirler tarafından kontrol edilir. İdrar kesesindeki idrar miktarı, belirli bir değere ulaşınca üretrayla dışarı atılır.
İdrarın yapısında; üre ve diğer azotlu atıklar (ürik asit, amonyak, kreatinin), bazı iyonlar, hormonlar, B ve C vitaminleri bulunur. İşeme; orta beyin, omurilik ve omurilik soğanı tarafından kontrol edilir.
Böbrek işlevlerinde bozulma meydana gelirse dokular arası sıvının içeriği ve pH dengesi bozulur. Bu durum canlının yaşamını tehlikeye sokar. Boşaltım sistemi dışında akciğerler ve deri de boşaltıma yardımcı olarak homeostaziye katkı sağlar. Akciğerler, solunum sırasında üretilen CO2‘in atılmasını sağlayarak kan pH’sini dengede tutmada böbreklere yardımcı olur.
Deri, idrarın bileşimine benzer olan ürettiği terle deriden su buharlaşması sonucu vücut ısının düşürülmesine ve boşaltıma yardımcı olur. Sistemler arası iş birliği, homeostazinin sürdürülebilirliğini sağlamış olur.