BÖBREKLERİN GÖREVLERİ ► SU VE ELEKTROLİT DENGESİNİN DÜZENLENMESİ ► YABANCI KİMYASAL MADDELERİN VE METABOLİK YIKIM ÜRÜNLERİNİN ATILMASI  ÜRE  KREATİNİN  BİLİRUBİN  HORMON METABOLİTLERİ  TOKSİNLER  PESTİSİTLER  İLAÇLAR  BESİN KATKI MADDELERİ V.S. ► ARTER BASINCININ DÜZENLENMESİ ► ASİT – BAZ DENGESİNİN DÜZENLENMESİ ► 1,25 DİHİDROKSİ VİTAMİN-D3 YAPIMI ► ERİTROSİT YAPIMININ DÜZENLENMESİ ► GLUKOZ SENTEZİ (uzun açlık sırasında glikoneogenezde)

Fonksiyonel anatomi Medialinde hilum bulunur ; böbrek arterinin, venasının, lenfatiklerin, sinirlerin ve üreterlerin girip çıktıkları yerdir. ► Uzunlamasına kesitinde dış kısımda kalan dokusuna korteks (kabuk), iç kısımda kalan dokusuna ise medulla (öz) denir.

Böbrek kesiti

Nefron ► Böbreğin fonksiyonel birimi nefrondur. Her böbrekte 1 milyon kadar nefron vardır. ► Nefron ► Glomerul (Sıvının filtre olduğu bölüm) ► Tubuller (Sıvının idrara dönüştüğü, absorbsiyon ve ekskresyon olaylarının olduğu bölüm)

Nefron

Nephron is functional unit of kidney ► Over 1 million nephrons in human kidney ► Glomerulus is filtration site in cortex ► Tubules form loop of Henle, extending a few centimeters into medulla ► Reabsorption and secretion in tubules

More realistic view of nephrons

Glomerulus ► Glomeruler ağda venöz uç bulunmaz. Glomeruluse giren ve çıkan damarlar afferent ve efferent arteriol olarak isimlendirilir.

Glomerulus Glomerul duvarı = Kapiller endotel + Bazal membran (Kollagen + proteoglikan fibriller) + Epitel hücre tabakası

Renal cisimcik(Malpigi cisimciği) ► Kandan oluşan ultrafiltrat ilkin glomerulus tek sıra endotel tabakasını, ► Sonra bazal membranı ► Daha sonra da bowman kapsülünün duvarı olan tek katlı epitel hücre tabakasını geçmek zorundadır. ► Sonra da duvarları tek katlı epitel hücrelerinden oluşan böbrek tubullerine geçerek böbrek pelvisine doğru ilerler.

İDRARIN OLUŞMASI ► Nefronlarda idrar oluşmasında üç aşama vardır. ► 1. Filtrasyon (süzülme) ► 2.Geri emilme (reabsorbsiyon) ► 3.Salgılama (Eksresyon)

► Filtratta bulunan maddeler  Su  Çözünmüş iyonlar  Çözünmüş glucose  Amino asidler  Nitritler, üre

► Glomerullerden sıvı Bowman kapsülüne süzülür. ► Buradan Proksimal tubule Henle kıvrımına Distal tubule ► Toplayıcı kanallara ve...BÖBREK PELVİSİNE akar.

Glomerular filtrasyon

GFR ► Glomerular filtrasyon hızı  125 ml/min  180 L/gün  Kan basıncına bağlı  net filtrasyon basıncı ~ 10 mmHg olmalı

GFR (Glomerular Filtrasyon Hızı) ► GFR (glomeruler filtrasyon hızı). 180 litre / gün veya 125 ml / dk.dır. ► Bütün plazma günde 60 kez, böbrekler tarafından işleme tabi tutulur.. Bu denli yüksek GFR vücut sıvıları hacminin ve bileşiminin böbrekler tarafından çabuk ve kesin şekilde kontrol edilmesini sağlar.

Glomerüler Filtrasyon Oranı Nasıl Kontrol Edilir? ► Lokal olarak, glomerüler filtrasyon depends on  Glomerüler kapillerlerdeki kan basıncı  “Ozmotik basınç” veya glomerüler dokuların etrafındaki çözünmüş maddelere karşı kandaki çözünmüş madde miktarı  Glomerüler filtrasyon oranını asıl kontrol edici mekanizma böbrek arter basıncındaki lokal değişikliklerdir.

Glomerüler Filtrasyon Oranını Kontrol Eden Ekternal Faktörler How would caffeine affect glomerular filtration rate?

GFR ‘yi değiştiren faktörler ► Glomerul kapilleri içindeki kanın hidrostatik basıncı ► Glomeruler kapillerindeki geçirgenlik artışı ► Bowman kapsülü içindeki sıvının basıncının artması

Net Filtrasyon Basıncı (NfB) ► NfB = Glomeruler hidrostatik basınç – Bowman kapsülündeki hidrostatik basınç + Glomeruler kolloid osmotik basınç.

PROKSİMAL TUBULÜN FONKSİYONLARI Küçük moleküllü maddeler ve suyun geri emilimi Küçük moleküllü maddeler ve suyun geri emilimi Na + un 2/3 sinin geri emilimi Na + un 2/3 sinin geri emilimi Tüm amino asitler, hormon, vitamin ve serbest yağ asitlerinin geri emilimi Tüm amino asitler, hormon, vitamin ve serbest yağ asitlerinin geri emilimi K +, Ca ++, Mg ++, Fe ++ geri emilimi K +, Ca ++, Mg ++, Fe ++ geri emilimi Cl -, HCO 3 --, PO geri emilimi Cl -, HCO 3 --, PO geri emilimi Tüm şekerlerin geri emilimi Tüm şekerlerin geri emilimi Epitel hücrelerin metabolik aktiviteleri yüksek Bol mitekondri taşırlar Apikal kısımda fırça kenar ve burada taşıyıcı protein molekülleri bulundururlar

Proksimal tubulde emilim mekanizmaları

Proksimal tubulde emilim (devam)

Taşıma maksimumu: Tubullere, taşıyıcı proteinlerin veya özgün enzimlerin kapasitesini aşan miktarda maddenin ulaşması ile spesifik taşıma sistemleri doyar Maksimum transport: Aktif olarak geri emilen veya salgılanan solütlerin taşınabilme sınırıdır Glukoz yükü eşik değeri aşarsa idrarda glukoz görülmeye başlar. Eşik değer glukozun idrarda görülmeye başladığı filtre olan glukoz yüküdür Yetişkin insanda glukoz için normal plazma yükü 125 mg/dk, eşik değer 220 mg/dk, glukoz geri emilimi MTK ne kadar sabit ivmeyle devam eder ve bu değerden sonra sabit kalır. MTK (maks.taşıma.kap.) 320 mg/dk.

HENLE KIVRIMI

HENLE KIVRIMININ YAPISI

► Idrarın son bileşimi ► Tubuler absorpsiyon  Suyun ve elektrolitlerin gerekiyorsa ilave absorpsiyonu ► Tubuler sekresyon  Droglar (penicillin, phenobarbitol)  Geri emilmiş olan ure, amonyak, ve urik asit  Fazla olan potasyum elimine edilir  H + iyonları sekresyonu ile kan pH’ sı ayarlanır Distal tubuller

DİSTAL TUBULLERİN FONKSİYONU

RENİN-ANGİOTENSİN MEKANİZMASI

Su dengesinin sağlanması

► Idrar yoğunlaştırılır  membran suya karşı geçirgen fakat tuza karşı geçirgen değildir.  Su toplayıcı kanallardan dışarıya diffüze olur aşağıya renal medullaya doğru hareket eder  Ne kadar suyun diffüze olacağı ADH ye bağlıdır  Antidiruretic hormone ► Hipotalamus’dan serbest bırakılır ► Dehidrasyon varsa ► Toplayıcı kanal hücreleri üzerine etkilidir ► Toplayıcı kanallardaki hücreler  Zarlarında protein kanalları (aquaporinler) bulundururlar  Suya özeldir ► Daha fazla su dışarıya diffüze olabilir ► Su dengesinin homeopatik mekanizmasına bakınız !! Toplayıcı kanallar

Tubuler geri emilimin hormonal kontrolü Aldosteron: Adrenal korteks zona glomerulosa hücrelerinden bırakılır, Kortikal toplayıcı tubullerin prinsipal hücrelerine etkir Aldosteron: Adrenal korteks zona glomerulosa hücrelerinden bırakılır, Kortikal toplayıcı tubullerin prinsipal hücrelerine etkir Bazolateralde ATP pompasının aktivasyonu ve zarın lümen tarafına Na + geçirgenliğinin artması (yani Na geri emilimi artar) “Addison hastalığı, Conn sendromu ???” Angiotensin II: Angiotensinojen (kanda bulunur) angiotensin I ve II Angiotensin II: Angiotensinojen (kanda bulunur) angiotensin I ve II Etkisi: Aldosteron salgılanması uyarılır, Na geri amilimi artar Efferent arterioller daralır, Na ve su geri emilimi artar Proksimal tubulde Na geri emilimi artar (Na + -K + ATPase) ADH (Vasopressin): Hipofiz arka lobundan bırakılır, distal ve toplayıcı tubul epitellerini etkiler, suya karşı geçirgenliklerini artırır, idrar miktarı azalır ADH (Vasopressin): Hipofiz arka lobundan bırakılır, distal ve toplayıcı tubul epitellerini etkiler, suya karşı geçirgenliklerini artırır, idrar miktarı azalır ANP (Atrial Natriüretik Peptit): Kalp atrium myokard hücrelerinden bırakılır (plazma hacmi artarsa), toplayıcı kanallarda Na + ve su geri emilimini engeller ve GFH artar ve idrar miktarı artar ANP (Atrial Natriüretik Peptit): Kalp atrium myokard hücrelerinden bırakılır (plazma hacmi artarsa), toplayıcı kanallarda Na + ve su geri emilimini engeller ve GFH artar ve idrar miktarı artar

Tubuler geri emilimin hormonal ve sinirsel kontrolü Parathormon: Paratiroid bezinden bırakılır, tubuller özellikle çıkan kenle kulpunda, Ca ++ geri emilimini artırır, Mg ++ geri emilimini artırır, proksimal tubullerde PO 4 -- atılımını artırır Parathormon: Paratiroid bezinden bırakılır, tubuller özellikle çıkan kenle kulpunda, Ca ++ geri emilimini artırır, Mg ++ geri emilimini artırır, proksimal tubullerde PO 4 -- atılımını artırır Sempatik sinir sistemi: Sempatik sinir sistemi: Hem afferent hem de efferent arteriollerde daralma, GFH azalır Na ve su atılımı düşer, proksimal tubul ve çıkan Henle’den Na + geri emilimi artar, Hem afferent hem de efferent arteriollerde daralma, GFH azalır Na ve su atılımı düşer, proksimal tubul ve çıkan Henle’den Na + geri emilimi artar, Renin uyarılır, angiotensin II yapımı artar Renin uyarılır, angiotensin II yapımı artar

Sodyum geri emilimi

Su ve sodyumun geri emilimi

Sodyumun epitelden transportu

Organik solütlerin epitelden transportu

Reabsorption, or how to concentrate the filtrate into urine Ters akım madde değişim mekanizması böbrek dokusu boyunca sodyum konsantrasyon gradyanı oluşturur

Changes in permeability of collecting duct produce concentrated or non-concentrated urine

Reabsorption creates concentration gradient Reabsorption of sodium creates concentration gradient Other substances, like glucose are also reabsorbed or pass back into blood across tubule membranes. Urea, uric acid and creatinine, all nitrigenous waste productrs of the body’s metabolism, remain in filtrate

KLİRENS ► Birim zamanda böbrekler tarafından bir maddeden arındırılan plazma miktarıdır; Örn. 1 ml plazmada bulunan bir maddenin 1 mg ı, idrarın 1 ml sinde 1 mg olacak şekilde atılıyorsa = 1 dakikada 1 ml plazma bu maddeden arındırılıyor demektir Örn. 1 ml plazmada bulunan bir maddenin 1 mg ı, idrarın 1 ml sinde 1 mg olacak şekilde atılıyorsa = 1 dakikada 1 ml plazma bu maddeden arındırılıyor demektir Cm = Um x V / Pm Cm = Um x V / Pm Cm = maddenin uzaklaştırılma hızı Pm = maddenin plazma konsantrasyonu Um = maddenin idrardaki (urin) yoğunluğu V = idrar akım hızı ► Klirens ölçümü için kullanılan maddeler: inulin, kreatinin, PAH. Bunlar direkt olarak atılır, geri emilmezler

Klirensin belirlenmesi ne işe yarar ?? Böbreklere gelen kan akım hızı hesaplanır Böbreklere gelen kan akım hızı hesaplanır GFH, tubuler geri emilim ve tubuler sekresyon hesaplanır GFH, tubuler geri emilim ve tubuler sekresyon hesaplanır İnulin: Filtre edilen miktarı =idrarla atılan miktarı İnulin: Filtre edilen miktarı =idrarla atılan miktarı GFH x Pm = Um x V GFH x Pm = Um x V GFH = Um x V / Pm = Cm GFH = Um x V / Pm = Cm Kreatinin: İskelet kası metabolizma ürünü. Aynı zamanda peritubuler kandan, tubul sıvısına sekrete olduğundan, atılan miktarı plazmadakinden ? çıkar. Kreatinin: İskelet kası metabolizma ürünü. Aynı zamanda peritubuler kandan, tubul sıvısına sekrete olduğundan, atılan miktarı plazmadakinden ? çıkar.

İnulin klirensi ile farklı maddelerin klirensleri karşılaştırılarak, bazı sonuçlar çıkartılabilir; ► Cm = Ci ise madde sadece filtre ediliyor, geri emilmiyor veya salgılanmıyor ► Cm < Ci ise madde tubullerden geri emiliyor ► Cm > Ci ise madde tubullerden sekrete ediliyor Madde Klirens hızı (ml/dk) Madde Klirens hızı (ml/dk) Glukoz 0 Glukoz 0 Sodyum 0,9 Sodyum 0,9 Klor 1,3 Klor 1,3 Potasyum 12,0 Potasyum 12,0 Fosfat 25,0 Fosfat 25,0 İnulin 125,0 İnulin 125,0 Kreatinin 140,0 Kreatinin 140,0

Tubular secretion ► Tubular secretion allows certain substances to be taken up directly from the blood into the tubules ► This is especially important for  H+ ions (thus maintaining blood pH  K+ ions (thus maintaining potassium balance)  Certain drugs that are not filtered across glomerulus