Boşaltım Sistemi

-Canlıların metabolizmaları sonucu oluşan zararlı artık maddelerin dışarı atılmasınaboşaltım, bu olayı sağlayan sisteme boşaltım sistemi (üriner sistem) denir.

-Canlılarda boşaltımın amaçları

1. CO₂, H₂O, amonyak, üre ürik asit gibi) metabolik atıkları vücuttan uzaklaştırmak.
2. Kararlı iç dengeyi (homeostasiyi) korumak.
3. Vücudun su, tuz ve iyon dengesini sağlamak.
4. Kan pH’sı belirli değerler arasında sabit tutmak.
5. İlaçlar ve toksik olabilecek ilaç ürünleri gibi yabancı maddeleri vücuttan uzaklaştırmak.
6. Glikoz, amino asit gibi gerekli olan maddelerin vücutta kalması sağlamak.

-Canlılardaki başlıca boşaltım maddeleri ve atıldığı yapılar:

Deri: CO₂, üre, ürik asit, tuz, su

Bağırsak: Safra (en önemlisi), bilurubin ve az miktarda su

Akciğer: Su buharı ve karbondioksit

Böbrek: Üre, tuz, su, kreatin, B ve C vitaminlerinin fazlası ve diğer maddeler.

Canlılarda görülen azotlu atık çeşitleri

-Canlıların azotlu boşaltım atıkları amonyak (NH₃), üre ve ürik asittir. Amonyak, protein ve nükleik asitlerin hücre içerisinde yıkımı ile veya amino asitlerin karbonhidratlara dönüşmesi sırasında oluşur. Çok zehirli amonyak, birçok canlıda az zehirli üre ve ürik aside dönüştürülerek atılır.

1. Amonyak (NH₃):En zehirli boşaltım maddesidir. Atılması sırasında bol suya ihtiyaç duyulduğu için, su kaybı problemi olmayan suda ya da nemli ortamlarda yaşayan canlılarda gözlenir. Paramesyum gibi tek hücrelilerde, hidra ve planarya gibi omurgasız hayvanların çoğunda, balık ve kurbağa larvası gibi omurgalılarda azotlu atık amonyaktır.
2. Üre:Amonyaktan daha aza zehirlidir. Ancak yine dışarı atılırken bir miktar suyla birlikte atılır. İnsanlar azotlu artık olarak üre atarlar. Üre sentezi karaciğerde gerçekleşir.Memeliler, çoğu amfibienler, köpekbalıkları, bazı kemikli balıklarda azotlu atık üredir.
3. Ürik asit:Suda çözünmez. Ürik asit kristalleri sindirim kanalıyla atılır ve vücudun aşırı su kaybı önlenmiş olur. Kuşlar, böcekler, birçok sürüngen ve toprak salyangozlarının azotlu boşaltım ürünü ürik asittir.

İnsan Boşaltım Sisteminde Yer Alan Organların Yapı ve Görevleri

-İnsanda üriner sistem;böbrekler, üreter (idrar kanalı), idrar kesesi (mesane) ve üretra (dış idrar kanalı) dan oluşur.

BÖBREĞİN GÖREVLERİ

1. İdrar oluşturur.
2. Metabolik atıkları ve zehirli maddeleri atar.
3. Kanın asit-baz dengesini ayarlar.
4. Kandaki ürenin fazlasını uzaklaştırır.
5. Vücudun su ve mineral dengesini korur.

6.Kan plazmasının ozmotik basıncını düzenler.

7. Uzun süreli açlık durumunda amino asit ve gliserol gibi karbonhidrat dışı kaynaklardan glikoz sentezler.
8. Alyuvar yapımını sağlayan bir hormon olan eritropoetin üretir.

BÖBREĞİN YAPISI

-Böbrekler, karın boşluğunun üst kısmında, omurganın iki yanında, bel hizasında bulunan fasulye şeklinde görünen iki organdır. -Bir çift böbreğin çukur kısımları birbirine dönük olup, çukur olan kısımda böbreğe kan getiren iki bulunur. -Bu damarlardan biri, üre ve diğer atık ürünler bakımından zengin olan kanı böbreğe getiren böbrek atardamarı, diğeri ise idrar oluşumu ile

 böbreklerde temizlenen kanı alt ana toplardamara ileten böbrek toplardamarıdır.

-Böbrek, dış kısmı bağ dokudan yapılmış bir zar ile çevrili, dıştan içe doğru;kabuk (korteks), öz (medulla) ve havuzcuk (pelvis) olmak üzere üç bölgeden oluşur.

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. İçeriği, dışarıya atılan idrar ile aynı bileşimdedir.

NEFRONUN YAPISI

-Nefronlar böbreğin yapı ve görev birimidir. Bu yapılara süzme birimi de diyebiliriz.

Bir nefronu oluşturan temel kısımlar:

1. Malpighi cisimciği:Bowman kapsülü ve glomerulus kılcallarından oluşur.
2. Glomerulus kılcalları: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 kılcallarının çift katlı olmasına karşılık doku kılcallarından daha fazla geçirgen olmasının nedeni: Glomerulus kılcallarının kan basıncının yüksek olması ve por sayısının fazla olmasıdır

Bowman kapsülü:Glomerulusun etrafını tamamen saran, nefronun kanalcığının genişlemiş başlangıç kısmıdır. Tek katlı yassı epitelden oluşur.

Glomerulus kılcalları ile diğer doku kılcallarının karşılaştırılması

-Görevi: Glomerulusta kanın süzülmesi ile oluşan süzüntünün boşaltım kanalcığına aktarılmasını sağlamaktır.

2-Boşaltım kanalcığı (Nefron kanalcığı): Bowman kapsülünün devamı olan nefron kanalcığı kübik epitel hücrelerden oluşmuştur. Proksimal tüp, henle kulpu ve distal tüpden olmak üzere üç kısımdan oluşur.

-a. Proksimal tüp; kabuk bölgesinde bulunur. Bu yapının devamı öz bölgesinde henle kulpunu meydana getirir.

-b. Henle kulpu; öz bölgesinden tekrar kabuk bölgesine çıkarak ikinci kıvrımlı kısım olandistal tüpü oluşturur.

-c. 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.

Böbreklerde Kanın Süzülmesi ve İdrar Oluşumu

-Kanın süzülmesi ve idrar oluşumu 3 evrede gerçekleşir.

1. Süzülme
2. Geri emilim
3. Salgılama (Aktif boşaltım)
4. SÜZÜLME

-Kalpten aorta pompalanan kanın yaklaşık 1/4’ü böbrek atardamarıyla böbreklere gelir.

-Yüksek kan basıncının etkisiyle kan hücreleri, plazma proteinleri ve yağ molekülleri dışındaki kan içeriğinin glomerulustan Bowman kapsülüne geçmesine süzülme denir.

-Süzülen sıvıda su, glukoz, amino asitler, vitaminler, Na⁺, K⁺, Ca⁺², Mg²⁺, HCO^–₃ vb. iyonlar;üre, ürik asit, amonyak ve kreatinin gibi boşaltım maddeleri yer alır. Süzüntü içerisinde bulunan bu moleküller getirici atardamarlarda fazla götürücü atardamarlarda azdır.

Bu durumu bir tabloda özetleyelim:

Nefronlarda Süzülme Hızını Belirleyen Basınçlar

1. Glomerulus kılcallarındaki kan basıncı (70mmHg):Kanı glomerulus kılcallarından bowman kapsülüne iter.
2. Glomerulus kılcallarındaki ozmotik basınç (32 mmHg):Kan basıncının zıttıdır.
3. Bowman kapsülü içindeki hidrostatik basınç (14 mmHg):Bowman kapsülünden glomerulus kılcallarına doğru etki oluşturan bir kuvvettir.

Süzülme = Glomerulusdaki Kan Basıncı – (Glomerulusun Ozmotik Basıncı + Bowmandaki Hidrostatik Basın)

-Buna göre, glomerulustan bowman kapsülü yönünde olmak üzere toplam süzülme basıncı 70-(32+14) = 24 mmHg olur. Bu süzülme basıncı etkisi ile glomerulus kılcallarından bowman kapsülüne doğru tek yönde, ATP harcamadan süzülme olayı gerçekleşir.

-Birim zamanda glomerulus kılcallarından bowman kapsülüne geçen sıvı miktarınasüzülme hızı denir.

Böbreklerde süzülme hızını etkileyen faktörler

1. Kan basıncının artması
2. Kanın protein ozmotik basıncının azalması
3. Soğuk havalarda kan damarları daralır ve kan basıncı artar. Bundan dolayı da süzülme hızı artar. Fazla idrar oluşur.
4. Vücut sıcaklığının artması kalp atışını dolayısı ile kan basıncını arttırır. Süzülme hızı da artar.
5. Sıcak havalarda terleme ile su kaybedilir. Ayrıca kan damarları genişler. Kan basıncı düşer. Bun bağlı olarak da süzülme hızı azalır. Az idrar oluşur.
6. Fazla oranda tuzlu besin yenilirse, süzülme hızı artar. Bu durumda getirici atardamar genişlerken götürücü atardamar daralır. Glomerulus kılcallarındaki kan basıncı artar. Buna bağlı olarak da süzülme hızı artar.
7. Kan şekeri arttığında süzülme hızı artar. Glikozun geri emilimi Na⁺iyonlarının yardımı ile olur. Bu nedenle kanın Na⁺ derişimi artar. Getirici atardamar genişlerken götürücü atardamar daralır. Glomerulus kılcallarındaki kan basıncı artar. Buna bağlı olarak da süzülme hızı artar.

2. GERİ EMİLİM

-Bowman kapsülüne geçen süzüntünün nefron kanalcıklarında ilerlerken içerisindeki yararlı maddelerin bu kanalcıkları saran kılcallara geçerek yeniden kan dolaşımına katılmasına  geri emilim denir.

– Geri emilim olayı ozmoz, difüzyon ve aktif taşıma ile gerçekleşir. Aktif taşıma sırasında enerji harcanır. Bu yüzden nefron kanalcıklarını oluşturan hücreler fazla sayıda mitokondri içerir.

-Proksimal tüpte su, glikoz, vitamin, amino asitler, amonyum, bikarbonat, klor, potasyum ve sodyum geri emilerek nefron kanalcıklarını saran kılcallara geçer.

– Henle kulpunun inen kolu suya geçirgen iken çıkan kolu suya geçirgen değildir. Bundan dolayı Henle kulpunun çıkan kolunda suyun geri emilimi yapılmaz. Henle kulpunun inen kolu tuza geçirgen değildir. Çıkan kolunda klor ve sodyum iyonları geri emilir. Tuzun doku sıvısına geçişi öz bölgesi kısmında difüzyonla, kortekse doğru olan kısımda ise aktif taşıma ile gerçekleşir.

Distal tüpte sodyum, klor, bikarbonat iyonları ve su geri emilir. Burada suyun geri emilimi ADH (antidiüretik hormon) etkisiyle düzenlenir. Vücudun su ihtiyacı olduğu durumlarda ADH, distal tüp hücrelerine etki ederek hücre porlarını genişletir, bu durum daha fazla suyun geri emilimini sağlar. Ancak distal tüp hücreleri üreye geçirgen olmadığından ürenin geri emilimi yapılmaz ve burada üre yoğunluğu artar.

– Böbrek üstü bezinden salgılanan aldosteron hormonu ile vücudun mineral dengesi sağlanır. Bu hormon, distal tüpte sodyumun emilimi ve eş zamanlı olarak potasyum atılımını uyarır. Sodyum emilirken ozmotik olarak suyun da geri emilimi sağlanır.

-Maddenin kandaki yoğunluğuna bağlı olan geri emilim, idrar toplama kanalında su, üre, Na⁺ ve Cl^– iyonlarının geri alınması ile tamamlanır.

-İdrar toplama kanalında, su ve üre difüzyon ile geri emilir.

– 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 hastalarında kandaki glikoz oranı eşik değerin üzerindedir. Bu sebepten glikozun fazlası idrarla atılır. Sağlıklı insanın idrarında glukoza rastlanmaz.

Sağlıklı insanlarda glukoz 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. Kreatinin %100’ü atılır.

3.SALGILAMA (=AKTİF BOŞALTIM)

Glomerulustan bowman kapsülüne geçemeyen bazı iyonların (H⁺, K⁺, NH₄⁺), antibiyotik, NH₃, bikarbonat ve boya gibi bazı atık maddelerin aktif taşıma ile kılcal damarlardan nefron kanallarına verilmesidir. Ağırlıklı olarak distal tüpte gerçekleşir. Proksimal tüpte de bir miktar salgılama olur.

-Salgılama olayının yönü geri emilimin tam tersidir.

-Süzülme, geri emilme ve salgılama olayları sonucu oluşan idrarın yapısında üre, ürik asit, kreatin gibi organik maddelerle su, kalsiyum, potasyum, sodyum, klor, fosfat, amonyak gibi inorganik maddeler bulunur.

-Hidrojenin idrarla atılması nedeniyle idrar pH’ı genelde asidiktir. Ortalama idrar pH’ı 6 olarak kabul edilmektedir.