Böbreğin Mikroskobik Anatomisi
Böbreğin temel işlerini yürüten böbrek yapıları çıplak gözle görülemez. Sadece ışık veya elektron mikroskobu bu yapıları ortaya çıkarabilir. O zaman bile, nefronun ve ilişkili kan damarlarının işlevsel anatomisinin kapsamlı bir görüntüsünü vermek için seri kesitler ve bilgisayar rekonstrüksiyonu gereklidir.
Nefronlar: İşlevsel Birim
Nefronlar kanın basit bir süzüntüsünü alır ve onu idrara dönüştürür. İdrar atılmak üzere oluşturulmadan önce nefronun farklı bölümlerinde birçok değişiklik gerçekleşir. Bundan sonra, filtratın gerçek idrar haline dönüştürülmesi süreci tanımlamak için idrar oluşturma terimi kullanılacaktır. Nefron popülasyonunun temel görevi, plazmayı homeostatik ayar noktalarına göre dengelemek ve potansiyel toksinleri idrarla dışarı atmaktır. Bunu üç temel işlevi yerine getirerek yaparlar - filtrasyon, geri emilim ve salgılama. Ayrıca üç alanda kontrol sağlayan ek ikincil işlevleri vardır: kan basıncı (renin üretimi yoluyla), kırmızı kan hücresi üretimi (EPO hormonu yoluyla) ve kalsiyum emilimi (kalsidiolün D vitamininin aktif formu olan kalsitriole dönüştürülmesi yoluyla).
Böbrek Korpüskülü
Daha önce tartışıldığı gibi, böbrek korpüskülü, büyük ölçüde Bowman (glomerüler) kapsülü ile çevrili glomerül adı verilen bir kılcal damar tutamından oluşur. Glomerül, afferent ve efferent arteriyoller arasında yüksek basınçlı bir kapiller yataktır. Bowman kapsülü glomerülü çevreleyerek bir lümen oluşturur ve bu süzüntüyü yakalayarak PCT'ye yönlendirir. Bowman kapsülünün en dış kısmı olan parietal tabaka basit bir yassı epiteldir. Glomerüler kapillerlere sıkı sıkıya sarılarak, kapsülün viseral tabakasını oluşturmak üzere geçiş yapar. Burada hücreler yassı değil, glomerüler kılcal damarları örtmek için parmak benzeri kollar (pediseller) uzatan benzersiz şekilli hücrelerdir (podositler) (aşağıdaki şeklin yukarısındaki görseli). Bu çıkıntılar filtrasyon yarıkları oluşturmak için birbirine geçer ve bir elek oluşturmak için parmaklar arasında küçük boşluklar bırakır. Kan glomerülden geçerken, plazmanın yüzde 10 ila 20'si bu elek benzeri parmaklar arasından süzülerek Bowman kapsülü tarafından yakalanır ve PCT'ye yönlendirilir. Glomerüler kapillerlerdeki fenestraların (pencereler) podosit "parmakları" arasındaki boşluklarla eşleştiği yerlerde, kapiller lümen ile Bowman kapsülü lümenini ayıran tek şey ortak bazal zarlarıdır (aşağıdaki şeklin aşağıdaki görseli). Bu üç özellik filtrasyon zarı olarak bilinen yapıyı oluşturur. Bu zar, çapı sadece 70 nm olan gözenekler aracılığıyla filtratın kapillerden kapsüle çok hızlı hareket etmesine izin verir.
Fenestrasyonlar kan hücrelerinin veya büyük proteinlerin süzülmesini önler, ancak diğer bileşenlerin çoğunun geçmesine izin verir. Bu maddeler 4 nm'den küçükse kolayca geçer ve çoğu 8 nm'ye kadar serbestçe geçer. Maddelerin bu bariyeri geçme kabiliyetini etkileyen ek bir faktör de elektrik yükleridir. Bu gözeneklerle ilişkili proteinler negatif yüklüdür, bu nedenle negatif yüklü maddeleri itme eğilimindedirler ve pozitif yüklü maddelerin daha kolay geçmesine izin verirler. Bazal zar, globulinler gibi orta ila büyük proteinlerin filtrasyonunu önler. Ayrıca filtrasyon zarında, glomerülün filtrasyon hızını düzenlemeye yardımcı olmak için kasılabilen mezangial hücreler de vardır. Genel olarak, filtrasyon kapiller endotel hücrelerindeki fenestrasyonlar, filtrasyon yarıkları olan podositler, zar yükü ve kapiller hücreler arasındaki bazal zar tarafından düzenlenir. Sonuç, hücreler veya büyük proteinler içermeyen ve pozitif yüklü maddelerin hafif bir baskınlığına sahip bir filtratın oluşturulmasıdır.
Bowman kapsülü ve glomerülün hemen dışında juxtaglomerular aparat (JGA) bulunur (aşağıdaki şekil). Afferent ve efferent arteriyollerin Bowman kapsülüne girip çıktığı noktada, distal kıvrımlı tübülün (DCT) ilk kısmı arteriyollerle doğrudan temas eder. Bu noktada DCT'nin duvarı, JGA'nın makula densa olarak bilinen bir bölümünü oluşturur. Bu küboidal epitel hücreleri kümesi, DCT'den akan sıvının sıvı bileşimini izler. Bu hücreler, yanlarından akan sıvıdaki Na+ konsantrasyonuna yanıt olarak parakrin sinyaller salgılar. Ayrıca, tübüldeki sıvı hareketinin hızına yanıt veren tek, hareketli olmayan bir silyuma sahiptirler. Akış hızı ve Na+ konsantrasyonundaki değişikliklere yanıt olarak salınan parakrin sinyaller adenozin trifosfat (ATP) ve adenozindir.
Bu aparattaki ikinci bir hücre tipi de juxtaglomerular hücredir. Bu, makula densa tarafından salınan ATP veya adenozine yanıt olarak kasılabilen veya gevşeyebilen, afferent arteriyolü kaplayan modifiye edilmiş, düz kas hücresidir. Bu kasılma ve gevşeme, glomerüle giden kan akışını düzenler. Süzüntünün ozmolaritesi çok yüksekse (hiperosmotik), juxtaglomerular hücreler kasılarak glomerular filtrasyon hızını (GFR) düşürür, böylece daha az plazma süzülür, bu da daha az idrar oluşumuna ve daha fazla sıvı tutulmasına yol açar. Bu da sonuçta kan ozmolaritesini fizyolojik normlara doğru düşürecektir. Süzüntünün ozmolaritesi çok düşükse, jukstaglomerüler hücreler gevşeyerek GFR'yi artıracak ve idrara su kaybını artırarak kan ozmolaritesinin yükselmesine neden olacaktır. Başka bir deyişle, kan ozmolaritesi yükseldiğinde filtrasyon ve idrar oluşumu azalır ve su tutulur. Kan osmolaritesi düştüğünde, filtrasyon ve idrar oluşumu artar ve idrar yoluyla su kaybedilir. Bu karşıt eylemlerin net sonucu filtrasyon hızını nispeten sabit tutmaktır. Makula densa hücrelerinin ikinci bir işlevi de afferent arteriyolün jukstaglomerüler hücrelerinden renin salınımını düzenlemektir (aşağıdaki şekil). Aktif renin 304 amino asitten oluşan bir proteindir ve anjiyotensinojenden birkaç amino asidi ayırarak anjiyotensin I üretir. Anjiyotensin I, akciğerlerdeki anjiyotensin dönüştürücü enzim (ACE) tarafından anjiyotensin II'ye dönüştürülene kadar biyolojik olarak aktif değildir. Anjiyotensin II, kan basıncını artırarak düzenlemeye yardımcı olan sistemik bir vazokonstriktördür. Anjiyotensin II ayrıca adrenal korteksten steroid hormonu aldosteronun salınımını da uyarır. Aldosteron böbrek tarafından Na+ geri emilimini uyarır, bu da su tutulmasına ve kan basıncının artmasına neden olur.
Proksimal Kıvrımlı Tübül (PCT)
Bowman kapsülü tarafından toplanan filtrelenmiş sıvı PCT'ye girer. Kıvrımlı yolu nedeniyle konvolüt olarak adlandırılır. Basit kübik hücreler bu tübülü oluşturur ve luminal yüzeyde belirgin mikrovilluslar bir fırça sınırı oluşturur. Bu mikrovilluslar, nefronun bu kısmının en temel işlevi olan çözünen maddelerin (Na+, Cl-, glikoz, vb.) emilimini ve salgılanmasını en üst düzeye çıkarmak için geniş bir yüzey alanı oluşturur. Bu hücreler iyonları zarları boyunca aktif olarak taşırlar, bu nedenle yeterli ATP üretmek için yüksek konsantrasyonda mitokondriye sahiptirler.
Henle Döngüsü
Henle halkasının inen ve çıkan kısımları (bazen nefron halkası olarak da adlandırılır) elbette aynı tübülün devamlarıdır. İnişlerinin en derin noktasında bir firkete dönüşü yaptıktan sonra birbirlerine bitişik ve paralel olarak ilerlerler. Henle'nin inen halkası başlangıçta kısa, kalın bir kısım ve uzun, ince bir kısımdan oluşurken, çıkan halka başlangıçta kısa, ince bir kısım ve ardından uzun, kalın bir kısımdan oluşur. İnen kalın kısım, PCT'ninkine benzer basit kübik epitelden oluşur. İnen ve çıkan ince kısımlar tek katlı yassı epitelden oluşur. Daha sonra göreceğiniz gibi, bunlar önemli farklılıklardır, çünkü döngünün farklı bölümleri çözünen maddeler ve su için farklı geçirgenliklere sahiptir. Yükselen kalın kısım DCT'ye benzer basit kübik epitelden oluşur.
Distal Kıvrımlı Tübül (DCT)
DCT, PCT gibi çok kıvrımlıdır ve basit kübik epitelden oluşur, ancak PCT'den daha kısadır. Bu hücreler PCT'dekiler kadar aktif değildir; dolayısıyla apikal yüzeyde daha az mikrovillus bulunur. Bununla birlikte, bu hücreler de konsantrasyon gradyanına karşı iyon pompalamak zorundadır, bu nedenle PCT'dekinden daha az olsa da çok sayıda mitokondri bulacaksınız.
Toplama Kanalları
Toplayıcı kanallar nefron ile devamlılık gösterir ancak teknik olarak nefronun bir parçası değildir. Aslında, her kanal nihai modifikasyon için birkaç nefrondan süzüntü toplar. Toplayıcı kanallar medullanın derinliklerine indikçe birleşerek bir papillaya boşalan yaklaşık 30 terminal kanalı oluşturur. ADH için reseptörleri olan tek katlı yassı epitel ile kaplıdırlar. ADH tarafından uyarıldıklarında, bu hücreler zarlarına aquaporin kanal proteinleri eklerler, bu da adından da anlaşılacağı gibi suyun kanal lümeninden hücrelerden geçmesine ve vasa rekta tarafından geri kazanılmak üzere interstisyel boşluklara girmesine izin verir. Bu işlem, süzüntüdeki büyük miktarda suyun kana geri kazandırılmasını sağlar. ADH yokluğunda, bu kanallar devreye girmez ve suyun seyreltik idrar şeklinde atılmasına neden olur. Vücuttaki hücrelerin hepsi olmasa da çoğu, kanalları sadece suyun geçebileceği kadar küçük olan akuaporin molekülleri içerir. İnsanlarda en az 10 tür akuaporin bilinmektedir ve bunlardan altısı böbrekte bulunur. Tüm akuaporinlerin işlevi, suyun lipit bakımından zengin, hidrofobik hücre zarı boyunca hareketine izin vermektir (aşağıdaki şekil).
Yorumlar
Yorum Gönder