İdrar Oluşumunun Fizyolojisi
Üriner sistemin anatomisini ve mikroanatomisini gözden geçirdikten sonra, şimdi fizyolojiye odaklanma zamanı. Nefronun farklı bölümlerinin idrar üretmek için belirli süreçleri kullandığını keşfedeceksiniz: filtrasyon, geri emilim ve salgılama. Bu süreçlerin her birinin nasıl çalıştığını ve nefron ve toplayıcı kanallar boyunca nerede gerçekleştiklerini öğreneceksiniz. Fizyolojik amaç, plazmanın bileşimini değiştirmek ve bunu yaparken atık ürün olan idrarı üretmektir.
Böbrek anatomisinin ve/veya fizyolojisinin bozulması aniden veya yavaş yavaş böbrek yetmezliğine yol açabilir. Bu durumda, bir dizi semptom, belirti veya laboratuvar bulgusu tanıya işaret eder (aşağıdaki tablo).
| Böbrek Yetmezliği Belirtileri |
| Zayıflık |
| Uyuşukluk |
| Nefes darlığı |
| Yaygın ödem |
| Anemi |
| Metabolik asidoz |
| Metabolik alkaloz |
| Kalp aritmileri |
| Üremi (kanda yüksek üre seviyesi) |
| İştah kaybı |
| Yorgunluk |
| Aşırı idrara çıkma |
| Oligüri (çok az idrar çıkışı) |
Glomerüler Filtrasyon Hızı (GFR)
Her iki böbrek tarafından dakikada oluşturulan süzüntü hacmi glomerüler filtrasyon hızı (GFR) olarak adlandırılır. Kalp, dinlenme koşullarında dakikada yaklaşık 5 L kan pompalar. Yaklaşık yüzde 20'si veya bir litresi süzülmek üzere böbreklere girer. Ortalama olarak, bu litre erkeklerde yaklaşık 125 mL/dakika (90 ila 140 mL/dakika aralığında) ve kadınlarda 105 mL/dakika (80 ila 125 mL/dakika aralığında) filtrat üretimiyle sonuçlanır. Bu miktar erkeklerde yaklaşık 180 L/gün, kadınlarda ise 150 L/gün hacme denk gelmektedir. Bu süzüntünün yüzde doksan dokuzu geri emilim yoluyla dolaşıma geri döner, böylece günde sadece 1-2 litre idrar üretilir (aşağıdaki tablo).
| Dakika başına akış (mL) | Hesaplama | |
| Böbrek kan akışı | 1050 | Kalp debisi yaklaşık 5000 mL/dakikadır ve bunun yüzde 21’i böbrekten geçer. 5000*0,21 = 1050 mL kan/dk |
| Renal plazma akışı | 578 | Renal plazma akışı, dakika başına kan akışı çarpı hematokrit değerine eşittir. Bir kişinin hematokriti 45 ise, renal plazma akışı yüzde 55’tir. 1050*0,55 = 578 mL plazma/dakika |
| Glomerüler filtrasyon hızı | 110 | GFR, Bowman kapsülüne dakikada giren plazma miktarıdır. Renal plazma akışının renal kapsüle giren fraksiyonla (yüzde 19) çarpımıdır. 578*0,19 = 110 mL süzüntü/dakika |
| İdrar | 1296 ml/gün | Böbrek tarafından geri kazanılmayan süzüntü, elimine edilecek idrardır. Bu, GFR çarpı yeniden emilmeyen süzüntü fraksiyonudur (yüzde 0,8). 110*.008 = 0,9 mL idrar/dakika Günlük idrar üretimini elde etmek için idrar/dk çarpımını 60 dakika çarpı 24 saat ile çarpın. 0,96024 = 1296 mL/gün idrar |
GFR, glomerülün kapiller zarının her iki tarafındaki hidrostatik basınç ve kolloid ozmotik basınçtan etkilenir. Filtrasyonun, basıncın sıvı ve çözünen maddeleri yarı geçirgen bir bariyerden geçmeye zorlamasıyla gerçekleştiğini ve çözünen madde hareketinin partikül boyutuyla kısıtlandığını hatırlayın. Hidrostatik basınç, bir akışkan tarafından bir yüzeye karşı üretilen basınçtır. Bir bariyerin her iki tarafında da bir sıvı varsa, her iki sıvı da zıt yönlerde bir basınç uygular. Net sıvı hareketi düşük basınç yönünde olacaktır. Osmoz, çözücünün (su) çözeltideki bir çözünen maddeye karşı geçirgen olmayan bir zar boyunca hareket etmesidir. Bu, çözünen madde konsantrasyonu yarı geçirgen bir zarın her iki tarafında da aynı olana kadar var olacak bir basınç, ozmotik basınç yaratır. Konsantrasyon farklı olduğu sürece su hareket edecektir. Glomerüler filtrasyon, glomerüler hidrostatik basınç Bowman kapsülünün luminal hidrostatik basıncını aştığında meydana gelir. Ayrıca, glomerüler kılcal damarlarda tipik olarak daha yüksek olan ozmotik basınç gibi karşıt bir kuvvet de vardır.
Bunun neden böyle olduğunu anlamak için, filtrasyon zarının her iki tarafındaki mikro çevreye daha yakından bakın. Bowman kapsülünün içinde olduğu gibi kılcal damar lümeninin içinde de çözünen maddelerin uyguladığı ozmotik basıncı bulacaksınız. Filtrasyon zarı, zarı geçen partiküllerin boyutunu sınırladığından, glomerüler kapiller içindeki ozmotik basınç Bowman kapsülündeki ozmotik basınçtan daha yüksektir. Hücrelerin ve orta ila büyük proteinlerin podosit süreçleri arasından veya kapiller endotelyal hücrelerin fenestrasyonlarından geçemediğini hatırlayın. Bu, kırmızı ve beyaz kan hücrelerinin, trombositlerin, albüminlerin ve filtreden geçemeyecek kadar büyük diğer proteinlerin kılcal damar içinde kaldığı ve kılcal damar içinde ortalama 30 mm Hg'lik bir kolloid ozmotik basınç oluşturduğu anlamına gelir. Bowman kapsülü içindeki Bowman boşluğunda proteinlerin olmaması, sıfıra yakın bir osmotik basınç sonucunu doğurur. Dolayısıyla, sıvıyı kapiler duvar boyunca Bowman boşluğunun lümenine taşıyan tek basınç hidrostatik basınçtır. Hidrostatik (sıvı) basınç, ozmotik basınca rağmen suyu zardan itmek için yeterlidir. Hem ozmotik hem de hidrostatik tüm etkilerin toplamı yaklaşık 10 mm Hg'lik bir net filtrasyon basıncı (NFP) ile sonuçlanır (aşağıdaki şekil).
Kandaki çözünen maddelerin uygun konsantrasyonu hem glomerülde hem de sistemik olarak ozmotik basıncın korunmasında önemlidir. Bazı bozukluklarda, filtrasyon yarıklarından çok fazla protein böbrek süzüntüsüne geçer. Süzüntüdeki bu fazla protein, dolaşımdaki plazma proteinlerinin eksikliğine yol açar. Buna karşılık, idrarda protein bulunması idrarın osmolaritesini artırır; bu da süzüntüde daha fazla su tutar ve idrar hacminde artışa neden olur. Başta albümin olmak üzere dolaşımdaki protein miktarı azaldığından kanın ozmotik basıncı düşer. Suyu kılcal damarlara çeken ozmotik basıncın azalması, dengeyi suyu kılcal damarlardan dışarı itme eğiliminde olan hidrostatik basınca doğru çevirir. Net etki, dolaşımdan interstisyel dokulara ve hücrelere su kaybedilmesidir. Bu durum, dokuları ve hücreleri "şişirir" ve sistemik ödem adı verilen bir duruma yol açar.
Net Filtrasyon Basıncı (NFP)
NFP böbrek yoluyla filtrasyon oranlarını belirler. Aşağıdaki şekilde belirlenir:
NFP = Glomerüler kan hidrostatik basıncı (GBHP) - [kapsüler hidrostatik basınç (CHP) + kan kolloid ozmotik basıncı (BCOP)] = 10 mm Hg
Yani:
NFP = GBHP - [CHP + BCOP] = 10 mm Hg
Ya da:
NFP = 55 - [15 + 30] = 10 mm Hg
Gördüğünüz gibi, filtrasyon zarı boyunca düşük bir net basınç vardır. Sezgisel olarak, kanın ozmolaritesindeki küçük değişikliklerin veya kapiller kan basıncındaki değişikliklerin, herhangi bir zamanda oluşan filtrat miktarında büyük değişikliklere neden olduğunu anlamalısınız. Böbrek çok çeşitli kan basınçlarıyla başa çıkabilir. Bunun nedeni büyük ölçüde düz kasın otoregülatör doğasıdır. Gerdiğinizde kasılır. Bu nedenle, kan basıncı yükseldiğinde, afferent kılcal damarlardaki düz kas, kan akışındaki ve filtrasyon hızındaki herhangi bir artışı sınırlamak için kasılır. Kan basıncı düştüğünde, aynı kılcal damarlar kan akışını ve filtrasyon hızını korumak için gevşer. Net sonuç, önemli sistemik kan basıncı değişikliklerine rağmen glomerüle nispeten sabit bir kan akışı ve nispeten sabit bir filtrasyon hızıdır. Ortalama arteriyel kan basıncı, sistolik ve diyastolik basınçlar arasındaki farkın 1/3'ünün diyastolik basınca eklenmesiyle hesaplanır. Dolayısıyla, kan basıncı 110/80 ise, sistolik ve diyastolik basınç arasındaki fark 30'dur. Bunun üçte biri 10'dur ve bunu 80'lik diyastolik basınca eklediğinizde, hesaplanmış ortalama arteriyel basınç 90 mm Hg'ye ulaşır. Bu nedenle, NFP hesaplama formülünde GBHP için ortalama arter basıncını kullanırsanız, ortalama arter basıncı yaklaşık 60 mm Hg'nin üzerinde olduğu sürece basıncın glomerüler filtrasyonu sürdürmek için yeterli olacağını belirleyebilirsiniz. Bu seviyenin altındaki kan basınçları böbrek fonksiyonlarını bozar ve hayatta kalmayı tehdit edecek kadar ciddi sistemik bozukluklara neden olur. Bu durum şok olarak adlandırılır.
GFR'nin belirlenmesi, böbreğin boşaltım işlevini değerlendirmek için kullanılan araçlardan biridir. Bu sadece akademik bir egzersizden daha fazlasıdır. Birçok ilaç idrarla atıldığından, böbrek fonksiyonlarındaki bir azalma toksik birikimlere yol açabilir. Ayrıca, esas olarak böbrekler tarafından atılan ilaçlar için uygun ilaç dozajlarının uygulanması, GFR'nin doğru bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. GFR, intravenöz inülin uygulaması ile yakından tahmin edilebilir. İnülin, böbrek tarafından ne geri emilen ne de salgılanan bir bitki polisakkaritidir. Böbrek korpuskülü tarafından süzülme hızına doğrudan orantılı olarak idrarda görülür. Ancak, inulin klirensinin klinik ortamda ölçümü zahmetli olduğundan, genellikle GFR doğal olarak oluşan kreatinin ölçülerek tahmin edilir. Kreatinin, kas metabolizması tarafından üretilen, reabsorbe edilmeyen ve sadece biraz nefron tarafından salgılanan bir protein türevidir.
Önceki Ders: Böbreğin Mikroskobik Anatomisi
Sonraki Ders: Tübüler Geri Emilim
Yorumlar
Yorum Gönder