Böbrek Fizyolojisi(Renal Fizyoloji)

Böbrek

Böbrekler üriner(boşaltım)sistemin fonksiyonel ünitesidir. Ana görevi kanı süzmek ve kan basıncını ve ph'ını ayarlamak olan böbreğin bunun haricinde birçok görevi vardır.

Bu yazıda böbrek fizyolojisi ayrıntılı bir biçimde anlatılacaktır.

Böbrek fonksiyonları:

1-)Kanın iyonik içeriğini düzenlemek

2-)Kanın pH'sını düzenlemek

3-)Kanın hacmini düzenlemek

4-)Kan basıncının düzenlenmesine katkıda bulunmak

5-)Kanın ozmolaritesinin düzenlenmesi

6-)Hormon üretimi (kalsitrol ve eritropoetin)

7-)Metabolik atıkları ve yabancı maddeleri (ilaç veya
toksinler) atmak

Böbrek başlıca anatomik olarak dışta korteks, içte medulladan oluşur. T11-L3 vertebra arasında bulunur. Sol böbrek sağ böbreğe göre daha uzun ve dardır. Ortalama ağırlığı 115-170 g arasında değişmektedir. Nefron böbreğin fonsiyonel ünitesidir. Yani böbrek ana işlevleri her bir nefronda gerçekleşir. Yaklaşık olarak 1.5 milyon nefron bulunur. Nefron hem korteks hem de medulla bölgesine yerleşiktir.

Nefron kanın ve daha sonra süzülen materyalin ilerlediği yolun sırasına göre bowman kapsülü, bowman boşluğu, glomerulus, proksimal tübül, henle kulpu ve distal tübülden oluşur. Daha sonra toplayıcı tübül,minor kaliks,major kaliks,renal pelvis ve üreter gelir.Kan ilk önce renal arterden afferent arteriol ile glomerul denilen kılcal yumağa gelir. Daha sonra burda glomerüler filtrasyona uğrar. Filtrasyona uğrayan içerik proksimal tübülden yoluna devam ederken tekrar dolaşıma katılması istenen kısım efferent arteriol ile damar içinde ilerlemeye devam eder. Proksimal tübüldeki içerik daha sonra henle kulbu,distal tübül ve toplayıcı tübüle ilerler. Buralarda tübüler reabsorbsiyon veya tübüler sekresyon olayları gerçekleşebilir.

Tübüler reabsorbsiyon tübüllerdeki içeriğin ihtiyaca göre tekrar kana geri dönmesi olayıdır. Örneğin ihtiyaç duyulan bazı mineraller,organik ve inorganik bileşikler reabsorbsiyona uğrayabilmektedir.

Tübüler sekresyon ise kandaki zararlı maddelerin tekrar tübüllere dönmesi olayıdır. Örneğin başta filtrasyona uğrayamayan bazı ilaçlar daha sonra sekresyonla uzaklaştırılabilmektedir. Bu olaylar her madde için her yerde geçerli değildir. Örneğin proksimal tübül ve henle kulbunun inen kolu suya geçirgenken, henle kulbunun çıkan kolu suya geçirgen değil ve distal tübülle toplayıcı kanallar suya değişken geçirgenliktedir. Bu değişken geçirgenlik hormonların etkisiyle gerçekleşmektedir. Yani hormonlar böbrekte distal tübül ve toplayıcı kanallar üzerinden etki gösterir.

Glomerüler Filtrasyon:

Kan ilk önce fenestralı(pencereli)kapillerdeki endotel porlarından bazal membrana geçer. Oradan da podositler arasındaki boşluklardan proksimal tübüle ilerlemek üzere bowman boşluğuna geçer. Bu geçiş yoluna filtrasyon yarığı adı verilir. Damarlardan tübüllere olan bu geçiş elbette bir sebebe bağlıdır. Bu da net filtrasyon basıncı denen ortamlar arasındaki basınç farkıdır. İlk olarak glomerüldeki kan hidrostatik basıncı damar dışına doğru 55 mm Hg'lik bir basınç oluşturur. Ama bu sırada damar içindeki kanda bulunan bazı protein ve maddelerden dolayı kanın damar içinde kalmasını isteyen 30 mm Hg değerinde negatif bir kolloid osmotik basınç vardır. Ayrıca yine ters yönde etki eden 15 mm Hg değerinde kapsüler hidrostatik basınç vardır. Bunun sonucunda;
55 mm Hg-30 mm Hg-15 mm Hg=10 mm Hg'lik net filtrasyon basıncı oluşur. Bu basınç eşliğinde kan glomerül kapilinde filtre olup bowman boşluğuna geçebilmektedir.

Bu basınca etki eden faktörler de vardır. Kan basıncı azaldığı takdirde 55 mm Hg'lik değer de azalacatır. Dolayısıyla net filtrasyon basıncı azalır ve filtrasyon miktarı azalır. Kandaki proteinlerde bir azalma meydana geldiğinde ise 30 mm Hg'lik değer azalacağından pozitif bir etki yapar ve filtrasyon miktarı artar.Bowman kapsülünde taş oluşursa yani basıncı arttıracak bir şey meydana gelirse negatif bir etkiyle filtrasyon azalır.

10 mmHg'lik değer aslında büyük bir değer değildir. Ama buna rağmen dakikada 125 ml kan böbreklerde süzülmektedir.Yani günde 180 L kan böbreklere uğramaktadır. Bu da kanın günde 60 defa tekrar tekrar devridaim yaparak süzülmeye ugraması anlamına gelir. 150 g'lık organda bu derece büyük değerlerin görülmesi aslında filtrasyon membranının genişliğine bağlıdır.

Glomerüler Filtrasyon Basıncının(GFB) Düzenlenmesi:

Glomerüler filtrasyon basıncı çok yüksek olursa tübülden sıvı geçişi çok hızlı olur. İdrar çıkışı artar ve dehidratasyon(su kaybı),elektrolit kaybı riski oluşturur. Şayet çok düşük olursa sıvı tübüllerden yavaş geçer. Bunun sonucunda tübüller elimine edilmesi gereken atıkları da reabsorbe eder ve azotemia(kanda azot içeren madde artışı)görülebilir. Bu sebeple glomerüler filtrasyon basıncı düzenlenmek zorundadır.

Bunun birçok yolu vardır. Arteriollerin kasılmasıyla bu değer değişebilir.Eğer afferent yani getirici arteriol kasılırsa glomerüle genel kan miktarı azalır ve GFB azalır. Renal kan akımı da azalır. Gevşemesiyle olayların tersi meydana gelir. Efferent arteriolun kasılmasıyla kanın glomerülden tübüllere geçmesi kısmi olarak engellendiği için kan daha çok glomerülde kalır ve GFB artar. Ama kan ilerleyemediği için renal kan akımı yine azalır. Böbreklerde intrinsik olarak otoregülasyon mevcuttur. Bu kavram kan basıncının 75- 160 mmHg ranjındaki değerlerinde GFB'nın nispeten sabit seyretmesi durumunu ifade eder. Kan basıncı arttığında normalde bir değişiklik yapılmazsa GFB de artar ve çok fazla sıvı kaybı meydana gelir.Ama afferent arteriolde konstriksiyon(kasılma) ve efferent arteriolde dilatasyon(gevşeme) ile durum kontrol altına alınır. Kan basıncı azalması durumunda tam tersi olaylar gerçekleşir. Ama bu otoregülasyon ancak 75-160 mmHg arasındaki kan basıncında mümkün olmaktadır. Daha düşük veya daha yüksek durumlarda bu olay gerçekleşemez.Bu olay mikroskobik olarak ise şöyle gerçekleşmektedir:

Arterial kan basıncında azalma makula densa hücrelerine NaCl sunumu azalır , glomerülde bulunan makula densa hücreleri bu değişimi tespit eder ve bu değişim 2 etkiye yol açar:

1- Afferent arteriol rezistansında düşüşle birlikte(Vazodilatasyon) kısmi olarak yüksek glomerular hidrostatik basınç normal seviyeye düşer.

2- Daha sonra jukstaglomerüler hücrelerinden renin salınır ve sonuçta üretilen Anjiyotensin II efferent arteriolü konstrikte eder ve böylece glomerular hidrostatik basınç yükselir ve GFB normale gelir.

Kan Basıncının Hormonların Böbrek Üzerindeki Etkileriyle Düzenlenmesi:

Kan basıncı üzerinde etkili olan ve böbrekle ilişkili başlıca 2 hormon vardır.Bunlar aldesteron ve ADH'dır.(anti-diüretik-hormon,vazopressin)

Aldesteron böbrek üstü bezinin zona glomerülosa kısmından salgılanan bir mineralokortikoiddir. Başlıca görevi Na iyonunu kanda tutmak ve K iyonunu uzaklastırmaktır. Kan basıncı düştüğü zaman salgılanır. Başlıca uyaranları anjiyotensin 2 ve plazma K konsantrasyonunun artmasıdır. Salgılandığında kanda Na iyonu tuttuğu için bununla birlikte su tutulumu da artar. Dolayısıyla artan su miktarı kan hacmini arttırarak kan basıncını arttırır.

Renin-Anjiyotensin-Aldesteron Sistemi:

Na miktarı azalması, kan volümünün azalması, kalp debisinin azalması gibi sebepler böbreğe gelen kan akımında azalmaya neden olur. Jukstaglomerüler hücreler bunu algılar ve renin salgılar. Bu da karaciğerde üretilen anjiyotensinojenin, antiyotensinojen 1'e çevrimesine neden olur.Daha sonra akciğerden salgılanan anjiyotensin-converting enzimle anjiyotensin 1, anjiyotensin 2'ye çevrilir. Bu da hipotalamusa etki ederek su içme isteğini arttırabilir, kardiyovasküler sisteme etki edip damarlarda vazokonstriksiyon meydana getirebilir veya böbrek üstü bezinden aldesterol salgılatabilir. Hepsinin sonucunda kan basıncı yükselir.

ADH'ın ise en büyük uyaranı ekstrasellüler sıvının osmolaritesindeki artıştır. Direk olarak hipotalamusta üretilir ve hipofizden salgılanır. Aşırı terleme,kan kaybı,şiddetli ishal,alkol gibi durumlar da salınımını uyarır. Salındığında distal tübül membranına aquaporinleri bağlar. Suyun tübül membranından hücrelerarasına geçmesini sağlar. Böylelikle idrar konsantre olur. ADH bağlandığı reseptöre göre farklı görevler üstlenir. V1 reseptörüne bağlanırsa vazokonstriksiyon, V2 reseptörüne bağlanırsa su tutma, V3 reseptörüne bağlanırsa ACTH salınımı işlevlerini gerçekleştirir.ADH yetersizliğinde diabetes insipitus(yalancı şeker hastalığı) denen hastalık görülür. Su geri emilemeyeceği için günde 10-15 litre günlük idrar hacmi oluşur. Aşırı su içme ile kompanse edilir. Ektopik olarak akciğer karsinomu da bu hastalığa sebep olabilmektedir.

Glomerül