Sıvı Hacmi ve Bileşiminin Düzenlenmesi
Toplam vücut suyunu etkileyen başlıca hormonlar ADH, aldosteron ve ANH'dir. Vücutta sıvı azalmasına yol açan durumlar arasında kan kaybı ve dehidrasyon yer alır. Homeostaz, hacim ve ozmolaritenin korunmasını gerektirir. Kan hacmi, yeterli kan basıncının korunmasında önemlidir ve basıncın düşmesinden sonra saniyeler içinde etkili olabilen vazokonstriksiyon da dahil olmak üzere kan hacminin korunmasında böbrek dışı mekanizmalar da vardır. Susuzluk mekanizmaları da solunum, buharlaşma veya idrar yoluyla kaybedilen suyun tüketimini teşvik etmek için etkinleştirilir. Normal ozmotik ortamı korurken hacmi geri kazanmak için hormonal mekanizmalar devreye girer. Bu mekanizmalar esas olarak böbrek üzerinde etkilidir.
Hacim Algılama Mekanizmaları
Vücut kan hacmini doğrudan ölçemez, ancak kan basıncı ölçülebilir. Kan basıncı genellikle kan hacmini yansıtır ve aort ve karotis sinüslerindeki baroreseptörler tarafından ölçülür. Kan basıncı arttığında, baroreseptörler merkezi sinir sistemine daha sık aksiyon potansiyelleri göndererek yaygın vazodilatasyona yol açar. Bu vazodilatasyona glomerülü besleyen afferent arteriyoller de dahildir, bu da GFR'de artışa ve böbrekler tarafından su kaybına neden olur. Basınç azalırsa, merkezi sinir sistemine daha az aksiyon potansiyeli gider, bu da daha fazla sempatik uyarıma neden olarak vazokonstriksiyona yol açar, bu da filtrasyonun ve GFR'nin azalmasına ve su kaybına neden olur.
Azalan kan basıncı, JGA'nın afferent arteriyolündeki granüler hücreler tarafından da algılanır. Buna yanıt olarak renin enzimi salgılanır. Bölümün başlarında renin aktivitesinin, aktive olmuş anjiyotensin II'nin vazokonstriksiyon üretmesiyle kan basıncında adeta ani bir artışa yol açtığını görmüştünüz. Basınçtaki artış, anjiyotensin II tarafından başlatılan aldosteron etkileri ile sürdürülür; bu Na+ retansiyonunda ve su hacminde bir artışı içerir. Ek olarak, adet döngüsünün sonunda, progesteron su tutulumu üzerinde mütevazı bir etkiye sahiptir. Aldosterona yapısal benzerliği nedeniyle progesteron, böbreğin toplayıcı kanalındaki aldosteron reseptörüne bağlanarak Na+ ve su tutulması üzerinde daha zayıf da olsa aynı etkiye neden olur.
Atriyum kardiyomiyositleri de daha fazla gerilmeye (kan basıncı yükseldikçe) ANH salgılayarak yanıt verir. ANH, DCT ve toplayıcı kanallar tarafından Na+ geri kazanımını inhibe ederek aldosteronun etkisine karşı koyar. Daha fazla Na+ kaybedilir ve bunu su takip ettiği için toplam kan hacmi ve basınç düşer. Düşük basınç durumlarında, ANH'nin fazla bir etkisi yok gibi görünmektedir.
ADH aynı zamanda vazopressin olarak da adlandırılır. İlk araştırmacılar, ADH'nin alışılmadık derecede yüksek salgılandığı durumlarda, hormonun vazokonstriksiyona (vazopresör aktivite, dolayısıyla adı) neden olduğunu bulmuşlardır. Antidiüretik özellikleri ancak daha sonra tanımlanmıştır. Sentetik ADH, alkoliklerde yaşamı tehdit eden yemek borusu kanamasını durdurmak için hala ara sıra kullanılmaktadır.
Kan hacmi yüzde 5-10 oranında düşerek kan basıncında azalmaya neden olduğunda, arka hipofizden ADH salınımında hızlı ve önemli bir artış olur. Kan basıncını artırmak için anında vazokonstriksiyon meydana gelir. ADH ayrıca vasküler hacmin geri kazanılmasına yardımcı olmak üzere suyun geri kazanımını etkilemek için toplayıcı kanallarda akuaporin kanallarının aktivasyonuna neden olur.
Diüretikler ve Sıvı Hacmi
Diüretik, idrar hacmini artıran bir bileşiktir. Bilinen üç içecek idrar söktürücü bileşikler içerir: kahve, çay ve alkol. Kahve ve çaydaki kafein, nefronda vazodilatasyonu teşvik ederek GFR'yi artırır. Alkol, arka hipofizden ADH salınımını inhibe ederek GFR'yi artırır, bu da toplayıcı kanal tarafından daha az su geri kazanımına neden olur. Yüksek tansiyon vakalarında, kan hacmini azaltmak ve böylece kan basıncını düşürmek için diüretikler reçete edilebilir. En sık reçete edilen anti-hipertansif diüretik hidroklorotiyaziddir. DCT ve toplayıcı kanaldaki Na+/ Cl- semporterini inhibe eder. Sonuç, ozmoz yoluyla pasif olarak takip eden su ile Na+ kaybıdır.
Ozmotik diüretikler ozmoz yoluyla su kaybını teşvik eder. Buna örnek olarak, kafa travmasından sonra beyin şişmesini azaltmak için sıklıkla uygulanan sindirilemeyen şeker mannitol verilebilir. Ancak diüretik etki yaratabilen tek şeker bu değildir. Kötü kontrol edilen diabetes mellitus vakalarında, glikoz seviyeleri tübüler glikoz sempatizanlarının kapasitesini aşar ve idrarda glikoz ile sonuçlanır. Geri kazanılmamış glukoz güçlü bir ozmotik diüretik haline gelir. Klasik olarak, glikozun kanda ve idrarda tespit edilebilmesinden önceki günlerde, klinisyenler diabetes mellitusu üç Ps ile tanımlıyorlardı: poliüri (diürez), polidipsi (artan susuzluk) ve polifaji (artan açlık).
Hücre Dışı Na+ Düzenlenmesi
Sodyum çok güçlü bir ozmotik etkiye sahiptir ve suyu çeker. Plazmanın ozmolaritesinde kanın dolaşımdaki diğer bileşenlerinden daha büyük bir rol oynar. Kötü kontrol veya aşırı diyet tüketimi nedeniyle çok fazla Na+ mevcutsa, bir dizi metabolik sorun ortaya çıkar. Toplam su hacminde artış olur ve bu da hipertansiyona (yüksek tansiyon) yol açar. Uzun bir süre boyunca bu durum kalp krizi, felç ve anevrizma gibi ciddi komplikasyon riskini artırır. Ayrıca sistem genelinde ödeme (şişme) katkıda bulunabilir.
Na+ konsantrasyonunu düzenleyen mekanizmalar arasında renin-anjiyotensin-aldosteron sistemi ve ADH bulunur. Aldosteron, DCT ve toplayıcı kanallardaki hücrelerin apikal hücre zarında Na+ alımını uyarırken, ADH suyun geri emilimini düzenleyerek dolaylı olarak Na+ konsantrasyonunun düzenlenmesine yardımcı olur.
Hücre Dışı K+'nın Düzenlenmesi
Potasyum, hücre içinde hücre dışına göre 30 kat daha fazla konsantrasyonda bulunur. K+ ve Na+ konsantrasyonlarının zıt yönlerde hareket edeceğine dair bir genelleme yapılabilir. Daha fazla Na+ geri emildiğinde, daha fazla K+ salgılanır; daha az Na+ geri emildiğinde (böbrek tarafından atılmaya yol açar), daha fazla K+ tutulur. Aldosteron nefronda Na+ toparlanmasına neden olduğunda, lümene K+ ve Cl- salgılanmasını teşvik eden negatif bir elektriksel gradyan oluşur.
Cl- regülasyonu
Klorür, hücre dışı alanda asit-baz dengesinde önemlidir ve mide lümeninde hidrojen iyonlarıyla birleşerek hidroklorik asit oluşturduğu ve sindirime yardımcı olduğu mide gibi başka işlevlere de sahiptir. Hücre dışı ortamda Na+ ile yakın ilişkisi onu bu kompartımanın baskın anyonu yapar ve regülasyonu Na+'nınkini yakından yansıtır.
Ca++ ve Fosfatın Düzenlenmesi
Paratiroid bezleri kandaki dolaşımdaki Ca++ seviyelerini izler ve bunlara yanıt verir. Seviyeler çok düştüğünde, PTH salgılanarak DCT'nin oluşan idrardan Ca++'ı yeniden emmesi sağlanır. Seviyeler yeterli veya yüksek olduğunda, daha az PTH salınır ve oluşan idrarda kaybedilmek üzere daha fazla Ca++ kalır. Fosfat seviyeleri ters yönde hareket eder. Ca++ seviyeleri düşük olduğunda, PTH HPO2-4'ün geri emilimini engeller
böylece kan seviyesi düşer ve Ca++ seviyelerinin yükselmesine izin verir. PTH ayrıca kalsidiolün böbreklerde D vitamininin aktif formu olan kalsitriole dönüşmesini uyarır. Kalsitriol daha sonra bağırsakları diyetten daha fazla Ca++ emmesi için uyarır.
H+, Bikarbonat ve pH'ın Düzenlenmesi
Vücudun asit-baz homeostazı, akciğerler ve böbrekler tarafından sağlanan kimyasal tamponların ve fizyolojik tamponlamanın bir fonksiyonudur. Tamponlar, özellikle proteinler, HCO3- ve amonyak, pH'daki bir değişikliğe direnmek için gerektiğinde H+ emme veya salma konusunda çok büyük bir kapasiteye sahiptir. Saniyenin kesirleri içinde hareket edebilirler. Akciğerler HCO3-'ü CO2'ye dönüştürerek vücuttaki fazla asidi çok hızlı bir şekilde (saniyeler ila dakikalar arasında) atabilir ve bu da daha sonra dışarı verilir. Hızlıdır ancak önemli bir asit sorunu karşısında sınırlı bir kapasiteye sahiptir. Böbrekler vücudu hem asit hem de bazdan arındırabilir. Böbrek kapasitesi büyüktür ancak yavaştır (dakikalar ila saatler arası). PCT hücreleri, Na+ geri emilirken oluşan idrara aktif olarak H+ salgılar. Vücut kendini fazla H+'dan arındırır ve kan pH'ını yükseltir. Toplayıcı kanallarda, interkale hücrelerin apikal yüzeylerinde, vücuttan atmak için idrar oluşturan luminal içine aktif olarak H+ salgılayan proton pompaları bulunur.
Hidrojen iyonları oluşan idrara pompalandıkça, bikarbonat (HCO3-), H2PO4- (dihidrojen fosfat iyonu) veya amonyak (NH4+, amonyum iyonu oluşturur) ile tamponlanır. İdrar pH'ı tipik olarak 4,5 ila 8,0 arasında normal bir aralıkta değişir.
Azot Atıklarının Düzenlenmesi
Azot atıkları, normal metabolizma sırasında proteinlerin parçalanmasıyla ortaya çıkar. Proteinler amino asitlere ayrılır ve bunlar da azot grupları çıkarılarak deamine edilir. Deaminasyon, amino (NH2) gruplarını amonyak (NH3), amonyum iyonu (NH4+), üre veya ürik aside dönüştürür (aşağıdaki şekil). Amonyak son derece toksiktir, bu nedenle çoğu karaciğerde çok hızlı bir şekilde üreye dönüştürülür. İnsan idrar atıkları tipik olarak öncelikle üre ile az miktarda amonyum ve çok az ürik asit içerir.
İlaç ve Hormonların Eliminasyonu
Suda çözünen ilaçlar idrarla atılabilir ve aşağıdaki süreçlerden biri veya tümü tarafından etkilenir: glomerüler filtrasyon, tübüler sekresyon veya tübüler reabsorpsiyon. Yapısal olarak küçük olan ilaçlar süzüntü ile birlikte glomerül tarafından süzülebilir. Heparin gibi büyük ilaç molekülleri veya plazma proteinlerine bağlı olanlar filtrelenemez ve kolayca elimine edilemez. Bazı ilaçlar, ilacın tübül lümenine salgılanmasını sağlayan taşıyıcı proteinler tarafından elimine edilebilir. Bazik (dopamin veya histamin gibi) veya asidik ilaçları (penisilin veya indometasin gibi) ortadan kaldıran özel taşıyıcılar vardır. Diğer maddelerde olduğu gibi, ilaçlar da bir konsantrasyon gradyanı boyunca hem filtrelenebilir hem de pasif olarak geri emilebilir.
Önceki Ders: Böbrek Fonksiyonunun Endokrin Düzenlenmesi
Sonraki Ders: Üriner Sistem ve Homeostaz
Yorumlar
Yorum Gönder