Yetişkin bir insanda karın boşluğunun arka tarafında omurganın iki yanında, her biri yaklaşık 150 9 olan fasulye biçiminde bir çift böbrek bulunur.
Böbrek dıştan içe doğru kabuk (korteks), altında öz (medulla) ve havuzcuk (pelvis) kısımlarından oluşur.
Her böbrek üre ve artık maddeleri kandan alan ve yaklaşık 1 milyon nefron denilen süzme birimlerini içerir.
Nefronun Yapısı
Nefronlar, böbreğin en küçük yapı ve işlev birimidirler. Nefronlarda kanın süzülmesi ve maddelerin tüpçüklerden geri emilmesi görülür. Her bir nefronun yapısında; malpighi cisimciği (bowman kapsülü ve glomerulus kılcalları), proksimal tüp, henle kulpu ve distal tüp bulunur.
Böbreğin öz bölgesinde nefronların henle kulpları ve bu henle kulplarının açıldığı idrar toplama kanalcıkları bulunur. Çok sayıda henle kulpu ve idrar toplama kanalcığı malpghi piramitlerini oluşturur. İdrar toplama kanalcıklarının açık uçları piramitlerin tepesinden havuzcuğa açılır. Böbreğe kan getiren böbrek atardamarı bir milyon kadar atardamarcığa dallanır. Bu dalların her biri Bowman kapsülünde glomerulus (Kılcal damar yumağı) oluşturduktan sonra götürücü arteriyol (atardamarcık) de birleşirler. Götürücü atardamarcık nefron kanalcıkları çevresinde atardamar kılcallarına dallanır. Kan, atardamar kılcallarından toplardamar kılcallarına ve oradan toplardamarcıklara geçer. Toplardamarcıklar bir araya gelerek böbrek toplardamarını oluşturur.
Glomerulus, kılcal kan damarı yumağıdır. Vücutta iki atardamar arasında bulunan tek kılcal damar, glomerulus kılcalıdır. Glomerulus kılcallarının bir ucu getirici atar damara diğer ucu götürücü atar damara bağlıdır. Getirci atar damar götürücü atar damardan geniştir. Bu yüzden glomerulus kılcalları boyunca kan basıncı sabittir ve diğer kılcalların iki katıdır. Diğer kılcallarda tek katlı epitel doku bulunurken glomerulus kılcallarında çift katlı epitel doku bulunur. Bu da glomerulus kılcallarının kan basıncına karşı dayanıklı olmasını ve büyük moleküllerin damar içinde kalmasını sağlar.
Not: Glomerulus kılcallarında, madde uzaklaştırılması vardır (süzülme) ancak madde emilimi yoktur.
Nefronlarda İdrar Oluşumu
Nefronlarda idrar oluşumu 3 aşamada gerçekleşir. Bunlar süzülme, geri emilme ve salgılamadır.
1. Süzülme (ültrasyon) : Plazma proteinleri, kan hücreleri ve yağlar gibi büyük moleküller hariç su ve çözünmüş maddelerin glomerulus kılcallarından kan basıncının etkisiyle bowman kapsülüne geçmelerine süzülme denir.
Kanın içindeki hücre zarından geçebilecek olan küçük maddelerin (su, glikoz, tuz, vitamin ve üre gibi) glomerulus kılcallarından bowman kapsülüne süzüldüğü gözlenebilir. Büyük kan proteinleri ve kan hücreleri süzülmeyip kan damarı içinde kalırlar.
Süzülme fiziksel bir olaydır. Nefronlardaki bu olay sırasında ATP harcanmaz.
Süzülme miktarı arttıkça oluşan idrar miktarı da artar. Kan basıncının artışını sağlayan korku, heyecan ve sinirlilik durumları (adrenalin hormonu sayesinde), vücuda su alımının artması ve soğuk hava gibi durumlar nefronlardaki süzülme miktarını dolayısıyla oluşturulan idrar miktarını da artırır.
2. Geri Emilme (reabsorbsiyon) : Bowman kapsülüne geçen sıvıda, vücut için yararlı maddeler de (glikoz, su, amino asit, vitamin vb.) bulunduğu için sıvıdaki tüm maddeler idrarla dışarı atılmaz. Faydalı maddeler ve ürenin bir bölümü, nefronu saran toplardamar kılcallarıyla tekrar geri emilir. Geri emilimin büyük çoğunluğu proksimal tüpte olur. Sağlıklı bir insanın idrarında glikoza rastlanmaz. Çünkü glikozun tamamı tüplerden kana geri emilir.
Proksimal tüpte; glikoz, amino asit, HCO–3 (bikarbonat) iyonları aktif taşımayla emilir. Su, ozmoz ile emilir. Üre, ürik asit gibi artık maddeler ise proksimal tüpe geçer ve çoğu tüpte kalır.
Henle kulpunda; bu bölgedeki inen kol suya oldukça geçirgendir. Suyun çoğunluğu bu bölgedeki kılcal damarlar tarafından ozmoz ile geri emilir. Henle kulpunun çıkan kolu ise suya geçirgen değildir. Bu bölümden Na+ iyonları aktif taşıma, CI– iyonları ise pasif taşımayla henle kulpundan kana geçeden
Kurak ortamda yaşayan memeli hayvanlar su kaybını önlemek için henle kulpu daha uzundur. Çünkü suyun çoğunluğu burada emilir.
Distal tüpte; proksimal tüpte emilen maddeler aynı şekilde fakat az miktarda emilirler. Özellikle tuz (NaCl), su ve bikarbonat iyonlarının (HCO–3) emilimi gözlenir.
Çizgili kastaki kreatin fosfatın yıkımıyla oluşan kreatinin sadece süzülür geri emilmez.
Süzüntü idrar toplama kanalında ilerlerken suyun, tuzun ve ürenin geri emilimi tamamlanır ve süzüntü malpighi piramitlerinden havuzcuğa ulaştırılır.
Maddelerin geri emilimi kandaki yoğunluklarına bağlıdır. Her maddenin kandaki normal değerine eşik değer denir. Kandaki yoğunluğu eşik değerin üzerinde olan maddelerin fazlası idrarla vücuttan uzaklaştırılır. Örneğin şeker hastalarının kanındaki glikoz miktarı eşik değerin üzerinde olduğundan glikozun fazlası idrarla atılır. Oysa sağlıklı bir insanın idrarında glikoza rastlanmaz. Sağlıklı bir insanda glikozun ve amino asitlerin tamamı, suyun yaklaşık %99’u, tuzun %95’i, ürenin ise %50′ si geri emilerek kana verilir.
3. Salgılama (sekresyon, aktif boşaltım) : Yağlara takılan NH3, seratonin, H+, K+ ve penisilin gibi bazı ilaçlar süzülme sırasında bowman kapsülüne geçemezler. Bu maddeler kılcal damarlardan proksimal tüpe (bazı ilaç kalıntıları ve zehirli maddeler) ve distal tüpe (K+ ve H+ iyonları) aktif boşaltımla atılırlar.
Böbrek atardamarı, böbrek toplardamarı ve üreter içindeki sıvılar karşılaştırıldığında üre miktarı en fazla olan, böbrek atardamarıdır. Üre derişimi en fazla olan ise üreterdir.
İdrar oluşum süreci dikkate alındığında böbrek atar ve böbrek toplardamarının içeriklerindeki madde yoğunlukları aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.
Böbreklerin Düzenleyici Rolü
Kandaki ürenin fazlasını vücuttan uzaklaştırır. Böbreklerin en önemli görevlerinden biri doku sıvılarındaki su ve tuz miktarını dengede tutmaktır.
ADH ile böbreklerde suyun geri emilimi sağlanır. Hipofizden salgılanan ADH (antidiüretik hormon = vazopressin), distal tüpten ve idrar toplama kanallarından suyun geri emilmesini sağlar.
Aldosteron hormonu ile böbreklerde tuzun geri emilimi sağlanır.
Böbrekler, asit veya bazik maddelerin fazlasını dışarı atarak ya da geri emerek kanın pH’sini ayarlarlar.
Eğer kan asidik ise, HCO–3 (bikarbonat) iyonları böbrek tübüllerinden geri emilir ve kanda;
H+ + HCO–3 —> H2CO3 —> H2O + CO2 tepkimesi gerçekleşir ve karbondioksit akciğerlerden dışarı atılır.
Eğer kan bazik ise, kanalcık hücreleri tarafından salgılanan HCO–3 , sodyum (Na+) ile birleşir.
HCO–3 + Na+ —> NaHCO3
Oluşan NaHCO3 (sodyum bikarbonat) geri emilir. Böylece denge sağlanmış olur.
Böbrek hücrelerinden salgılanan eritropoietin hormonu kırmızı kemik iliği hücrelerini uyararak alyuvar üretimini sağlar. Bu hormonun boşaltım olayıyla bir ilgisi yoktur.
