Boşaltım (Üriner) Sistemi
Canlıların metabolizma sonucunda oluşan zararlı veya fazla maddeleri vücuttan uzaklaştırarak homeostaziyi (iç dengeyi) sağlama sürecine boşaltım denir. Bu sürecin diğer adı ekskresyondur. Boşaltım organlarının bir araya gelerek oluşturduğu sisteme ise üriner (boşaltım) sistemi adı verilir.
Hücresel metabolik faaliyetler sonucu oluşan ürünler, çeşitli amaçlarla kullanılır. Üretim ve tüketim aşamaları sırasında ortaya çıkan atıklar, kısmen yeniden kullanım için değiştirilirken bazıları da hızla uzaklaştırılması gereken atıklardır. Bu tür atıklara metabolik atıklar adı verilir.
NOT: Sindirim artıklarının vücuttan atılması (dışkılama) işlemi homeostaziyi sürdürmek için önemli değildir. Bu nedenle sindirim artıkları boşaltım kapsamında değerlendirilmez.
Canlıların temel boşaltım ürünleri aşağıda sıralanmıştır:
- Karbondioksit
- Su
- Amonyak (NH3)
- Mineraller
- Suda çözünen vitaminler
- Üre ve ürik asit
Amonyak, Üre ve Ürik Asit
Amonyak, canlılar için oldukça toksik bir madde olarak kabul edilir. Bu nedenle atılırken bol miktarda su kullanımı gerektirir. Bol suya sahip ortamlarda yaşayan canlılar, örneğin tatlı su balıkları, genellikle ilk tercih olarak amonyağı atarlar.
Üre ise amonyağa kıyasla daha az toksiktir. Bu yüzden, daha az su kullanılarak atılır. Ergin kurbağalar ve memeliler gibi canlılar, genellikle üre şeklinde boşaltım yapmayı tercih ederler. Memelilerin karaciğerinde, amonyak karbondioksitle tepkimeye girerek üreyi oluşturur.
Ürik asit ise toksik değildir, su içinde çözünmez ve çok az miktarda su ile atılır. Kurak bölgelerde yaşayan böcekler, kuşlar ve sürüngenler gibi suya sınırlı erişimi olan canlılar, genellikle ürik asiti boşaltım ürünü olarak üretirler.
Sonuç olarak, amonyak, üre ve ürik asit atılırken harcanan su miktarını sırasıyla şu şekilde ifade edebiliriz: “amonyak > üre > ürik asit”.
İnsanda Boşaltım Sistemi
İnsanların oksijenli solunum sonucu ürettiği amonyak, karaciğerde üreye dönüştürülerek böbreklerde süzülme, geri emilim ve salgılama süreçleri sonrasında vücuttan uzaklaştırılır.
“Amino Asit + O2 ==oksijenli solunum==> CO2 + H2O + NH3(amonyak) + ENERJİ”
Boşaltım sayesinde:
- Kanın pH seviyesi sabit tutulur.
- Toksit maddeler vücuttan uzaklaştırılır.
- Kanın su-tuz dengesi korunur.
- Osmotik denge sağlanır.
Boşaltım Sistemi Organları ve Dokuları
İnsanlarda boşaltım sistemi (üriner sistem); böbrekler, üreter (idrar kanalı), idrar kesesi ve üretradan (dış idrar kanalı) oluşur.
İnsanlarda fasulye şeklinde ve çift olarak bulunan böbrekler, karın boşluğunun arka tarafında, bel hizasının her iki yanında yer alır. Üstlerinde böbrek üstü bezleri bulunur. 10 cm uzunluğunda ve 120-200 gram ağırlığındaki böbrekler, boşaltım sisteminin bir parçasını oluşturur. Bu organlar, özellikle üre olmak üzere atıkları kanı süzerek ve artan su ile birlikte idrar olarak dışarı atarlar.
Böbreklerde dıştan içe doğru şu yapılar bulunur:
- Böbreği koruyan bir zar
- İdrar oluşumunu sağlayan nefronların yer aldığı korteks (kabuk) bölgesi
- İdrarı toplama kanallarına taşıyan medulla (öz) bölgesi (bu kanallar, piramit şeklindeki yapılarıyla malpighi piramitleri olarak adlandırılır)
- Malpighi piramitlerinden süzülen idrarın biriktiği ve idrar kanalına aktarıldığı pelvis (havuzcuk)
Havuzcuktan çıkan iki idrar kanalı, idrar kesesine bağlanır. İdrar kesesi de üretra yoluyla dışarı açılır.
Nefron: Böbreğin en küçük yapısal birimidir. Bir böbrekte 1 ila 3 milyon arasında nefron bulunur. Sağ ve sol böbreklere gelen günlük kan akımı 1,5 tonu bulabilir. Nefronlarda süzme, salgılama ve geri emilme aşamalarının ardından atılan idrar miktarı 1,5 litreye kadar çıkabilir. Ayrıca içerisindeki süzme kanalları, kanı temizlemeye yardımcı olur.
Bir nefron; malpighi cisimciği, proksimal tüp, henle kulpu ve distal tüp adı verilen kanalcıklardan oluşur.
- Malpighi Cisimciği: Glomerulus yumağı ve Bowman kapsülünün bir araya gelerek oluşturduğu yapılardır.
- Proksimal Tüp: Geri emilim sırasında aktif taşıma ile monomer organik besinlerin, minerallerin (örneğin Na), su ve ürenin emildiği bölümdür.
- Henle Kulpu: Nefronun U şeklindeki bölümüdür ve geri emilme işlemleri burada gerçekleşir.
- Distal Tüp: Bir diğer geri emilim bölümüdür.
Yukarıda nefronun temel yapısını görebilirsiniz.
Süzülme, Geri Emilme ve Salgılama Olayları
Böbrekte süzülme, geri emilme ve salgılama olayları sayesinde idrar (boşaltım ürünü) oluşur.
-
Süzülme
Nefronda, Bowman kapsülüne gelen getirici atardamar kılcallara ayrılır ve glomerulus yumağını oluşturur. Glomerulus yumağından kan plazması pasif taşıma ile (ATP harcanmadan) Bowman kapsülüne geçer. Bu sıvının içeriği arasında organik monomerler (glikoz, aminoasit vb.), inorganik maddeler, üre, ürik asit ve su bulunur. Ancak kan proteinleri ve hücreleri kılcal damarın içinde kalır.
Glomerulus yumağından sonra kılcal damarlar birleşerek götürücü atardamarı oluşturur. Götürücü atardamar daha sonra tekrar kılcal damarlara ayrılır ve nefronu proksimal tüpten itibaren sarmaya başlar. Nefronu sarma işleminden sonra toplardamar olarak böbrekten ayrılır.
NOT: Normal kılcal damarlarda kan basıncı düşer ve bir noktadan sonra pasif taşıma ile madde alımı görülür. Ancak glomerulus yumağındaki kılcal damarlar da kan basıncı hep sabittir. Bunun nedeni her iki tarafının da atardamar olmasıdır. Bu yüzden glomerulus yumağındaki kılcal damarlardan hep madde geçişi görülür.
-
Geri Emilim
Süzüntü, proksimal tüpten, Henle kulpundan ve distal tüpten geçerken geri emilim işlemine uğrar. Geri emilimin amacı, hem kanın bileşimini korumak hem de yararlı maddelerin vücuttan uzaklaşmasını engellemektir.
İlk geri emilim işlemi proksimal tüpte gerçekleşir. Proksimal tüpte vitaminler, amino asitler, bikarbonat iyonları, potasyum, sodyum, az miktarda üre ve su emilimi gerçekleşir.
Süzüntü henle kulpunda aşağıya doğru indikçe osmozla su emilimi gerçekleşir. Bu aşamadan sonra süzüntünün hacmi azalmış, yoğunluğu artmıştır.
Süzüntü henle kulpunda yukarı doğru çıkarken (bu bölgeler suya geçirgen değildir) su geçişi olmaz. Henle kulpunun yükselen kolunda sadece klor ve sodyum iyonlarıyla birlikte az miktarda üre geri emilir. Bu aşama gerçekleşirken süzüntü yoğunluğu azalır.
Distal tüpe ulaşan süzüntüden sodyum, klor, bikarbonat iyonları ve su emilir. Bu aşamada ürenin geri emilimi gerçekleşmez.
Geri emilim işlemleri sırasında suyun distal tüpten ve idrar toplama kanalından geri emilmesini ADH hormonu; minerallerin idrardaki dengesini ayarlamayı aldosteron hormonu sağlar.
-
Salgılama
Süzülme ile Bowman kapsülüne geçemeyen bazı ilaçlar, zehirli maddeler, boya ve kanda fazla bulunan iyonlar, nefron kanallarını özellikle distal tüpü saran kılcal damarlardan, nefron kanallarına verilir. Bu olaya salgılama veya aktif taşıma denir.
Nefron kanallarından gelen idrar, idrar toplama kanalına oradan da böbreğin havuzcuğuna iletilir ve üreter aracılığıyla idrar kesesine taşınır.
Böbreğin Düzenleyici Etkisi
Böbrekler, diğer boşaltım sistemi organlarıyla birlikte vücuttaki homeostasiyi koruma açısından son derece önemlidir.
Azotlu atıkların, bazı ilaçların, zehirli maddelerin ve görevi bitmiş hormonların vücuttan uzaklaştırılmasını sağlayan böbrekler, vücudun su-tuz dengesini korur ve kan pH’ını sabit tutmada rol oynar.
Böbrekler kemik iliğini uyararak alyuvar yapımını arttıran eritropoietin adlı bir hormon salgılar. Ayrıca böbrek üstü bezinden salgılanan hormonlar kan şekeri seviyesini ve diğer metabolik olayları düzenler.