BÖBREK FONKSİYONLARININ İNANILMASI ZOR ÖZELLİKLERİ DÜNYA BÖBREK GÜNÜ BÖBREK FONKSİYONLARININ İNANILMASI ZOR ÖZELLİKLERİ 13 MART 2008 Ufuk Üniversitesi Ankara

MUCİZE ORGAN BÖBREK

Eski Mısır’da ölülerin mumyalama işlemi sırasında ölünün iç organları boşaltılırken toraks boşluğunda kalp yaşamın enerji kaynağı olarak algılandığı için, batında ise böbrekler ne işe yaradıkları çözümlenenmediği için bırakılırmış.

Renal prodüksiyonlardan en eskilerinden birisi Kıbrıs ta Kition tapınağı kazılarında bulunan13. yüzyıla ait bronzdan yapılmış böbrek figürleridir.

Padua, İtalya San Antonia Basilica sında bulunan figür.

Leonardo da Vinci (1452-1519). Corpus of anatomical studies in the collection of Her Majesty, the Queen, at Windsor Castle, by Kenneth D. Keele and Carlo Peduretti. London: Harcourt Brace Jovanovich, 1978-1980. Leonardo da Vinci 1452-1519

Günümüzde böbrekler makroskopik olarak basitçe bu şekilde şematize edilebilmektedir.

Böbreklerin damarlanmasına bakıldığında organın adeta bir damar organı olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır.

Burada da böbrek korteksindeki vasküler yapılanma, glomerüler yapılar şematize edilmekte, organın vaskülarite zenginliği vurgulanmaktadır.

Böbrekler kalb debisinin yaklaşık %20 ni (1200 ml/dk) almaktadır Böbrekler kalb debisinin yaklaşık %20 ni (1200 ml/dk) almaktadır. Vasküler zenginliğe uygun olarak kanlanma miktarı da üst düzeydedir.

FONKSİYONEL ÜNİTE “NEFRON” Tüm nefronlar identik midir? Hem anatomik hem fonksiyonel olarak nefronlar birbirinden farklılıklar gösterir. Bu durum “Nefron heterojenitesi” şeklinde tanımlanmaktadır..

2 TİPTE NEFRON VARLIĞININ FONKSİYONEL ANLAMI VAR MIDIR? Kortikal nefronlar: Sodyum ve su kaybında rol alırlar. Juxta meduller nefronlar: Suyu tutar, idrarın konsantre olmasını sağlarlar. Sodyum dengesi bozukluklarında kan akımı bu iki farklı nefron grubuna farklı şekilde dağılır. Sıvı yüklenmesi durumunda kan akımı yüzeyel nefronlara kaydırılarak su ve sodyum kaybı sağlanırken, hipovolemi varlığında kan akımı juxtameduller nefronlara kaydırılarak su tutulumu artırılmaya çalışılır. Memelinin tipine göre yüzeyel nefron ile jukstameduller nefron oranı değişir. İnsanlarda nefronların 7/8 i yüzeyel iken 1/8 i derin nefrondur.

Vaskülaritesi ve kan akımı bu kadar zengin olan bir organdan tanı amaçlı biopsi yapılıyor olabilmesi de böbreğin önemli mucizelerinden birisi olarak değerlendirilebilir.

Filtrasyon ünitesi olan glomerülün şematik yapısı gösterilmektedir.

FİLTRASYON BARİYERİ Glomerüllerdeki önemli bir anatomik yapı, filtrasyon bariyeri; endotel hücresi, bazal membran ve epitel hücresi tarafından oluşturulmaktadır.

FONKSİYON İÇİN ÖZELLEŞMİŞ MİNİMALİST BİR ANATOMİK ORGANİZASYON. Kısaca böbrekler fonksiyon için özelleşmiş minimalist bir anlayışla organize edilmiş anatomik organizasyonlardır.

Cannon WB. The Wisdom of the Body. New York: E. E. Norton: 1932 1895-1962 The Kidney. Structure and Function in Health and Disease. New York: Oxford University Press: 1951 Homer W. Smith “Millieu Interior” Leçons sur les phenomenes de la vie, communs aux animaux et aux vegetaux. Paris: Bailliere:1878 Anatomik organizasyonun fonksiyonel yansımaları. Claude Bernard “Homeostasis” Cannon WB. The Wisdom of the Body. New York: E. E. Norton: 1932 Walter Cannon

Önemli maddelerin korunması (su, glukoz, AA, Na, K, Cl, HCO3) BÖBREK FONKSİYONLARI Zararlı ürünlerin atılması (üre, ürik asit, sülfat, fosfat, toksin, ilaç) Önemli maddelerin korunması (su, glukoz, AA, Na, K, Cl, HCO3) Su dengesi ve korunması (ECF osmolaritesinin, hücre volümünün kontrolü) Na dengesi ve korunması (ECF volümünün kontrolü, renin salınımı) ECF elektrolit düzeylerinin kontrolü Vitamin D3 sekresyonu Eritropoetin sekresyonu (KK üretimi) ECF HCO3 düzeyinin kontrolü (asit baz dengesi) Böbreklerin Fonksiyonları; Zararlı ürünlerin atılması (üre, ürik asit, sülfat, fosfat, toksin, ilaç) Önemli maddelerin korunması (su, glukoz, AA, Na, K, Cl, HCO3) Su dengesi ve korunması (ECF osmolaritesinin, hücre volümünün kontrolü) Na dengesi ve korunması (ECF volümünün kontrolü, renin salınımı) ECF elektrolit düzeylerinin kontrolü Vitamin D3 sekresyonu 7. ECF HCO3 düzeyinin kontrolü (asit baz dengesi) 8. Eritropoetin sekresyonu (KK üretimi) 9. Kan basıncının kontrolü 10. Kan Htc düzeyinin kontrolü 11. Vücut sıvılarının ve etkin dolaşım volümünün kontrolü Kan basıncının kontrolü Kan Htc düzeyinin kontrolü Vücut sıvılarının ve etkin dolaşım volümünün kontrolü

İDRAR ENDOKRİN FİZYOLOJİK İŞLEMLER Böbrekler tarafından böbrek fonksiyonlarının gerçekleşmesine aracılık eden fizyolojik işlemler; Filtrasyon Reabsorpsiyon Sekresyon Renal endokrin fonksiyon 2 yönlüdür; Böbrekler tarafından üretilen hormonlar:Renin, Epo, Vtmn D3, PGs Böbrekler üzerinden etkili hormonlar: ADH, Aldosterone, ANP, PTH

Glomerüler Filtrasyon 70 kg, erişkin erkek GFD 125 ml/dk; 180 L/gün Total plasma volümü 3L Günde yaklaşık 60 kez filtrasyona uğrar Günlük idrar miktarı 1-2 L (reabsorpsiyon oranı %99) Böbreklerde Filtrasyon; Total plasma volümü yaklaşık 3 L kadar olan 70 kg ağırlığındaki sağlıklı bir erişkinin dakikada glomerüllerinden süzülen plazma miktarı dakikada 125 ml, 24 saate yansıtıldığında ise yaklaşık 180 litre kadardır. Bu 3 litre kadar olan plazma miktarının yaklaşık 60 kez filtrasyona uğraması anlamına gelir.

TUBULOGLOMERÜLER “FEEDBACK” Glomerüllerdeki filtrasyon miktarı arteriel kan basıncı ile ilişkili olmakla birlikte bu ilişki belirli kan basıncı değerleri aralığında lineer değildir. Glomerüllerdeki filtrasyon miktarı yaklaşık 80-200 mmHg sistolik kan basıncı değerleri aralığında myojenik mekanizma ve tubuloglomerüler feedback gibi fizyolojik düzenleyici mekanizmalar aracılığıyla stabil olarak korunur. MYOJENİK MEKANİZMA TUBULOGLOMERÜLER “FEEDBACK”

Günlük idrar miktarı glomerüllerden filtre olan plazma miktarından (yaklaşık 180 L/gün) tubuluslar boyunca reabsorbe edilen filtrat miktarının (yaklaşık 178,5 L/gün) çıkarılmasıyla belirlenir. İdrar miktarının glomerül filtrasyon değeri (GFR) ile ilişkisi zayıftır. Örneğin GFR 125 ml/dk olanda günlük yaklaşık 1,5 litre idrar yapar, 7 ml/dk olanda. GFR sıfır olanlarda artık günlük idrar üretimi durmuştur.

Geri emilen filtrat oranı (%) Erişkin insanda böbrekte günlük su, sodyum, bikarbonat ve klor döngüsü Filtre edilen Atılan Geri emilen Geri emilen filtrat oranı (%) Su L/gün 180 1.5 178.5 99.2 Sodyum mEq/gün 25 000 150 24.850 99.4 Bikarbonat 4500 2 4.498 99.9+ Klor 18 000 17.850 Glukoz mM/gün 800  0.5 799.5 Görüldüğü üzere böbrekler vücuttan uzaklaştırılmaması gereken maddeler için son derece tutumlu davranmaktadır.

BÖBREKLERDE PROTEİN TRAFİĞİ Serum total protein miktarı 7 g/dl Böbrek plazma akımı 650 ml/dk Böbreklerden geçen günlük protein miktarı 65,5 kg Günlük idrar proteini 150 mg/gün Burada böbreklerde glomerüllerde bulunan filtrasyon bariyerleri aracılığıyla ne denli ciddi bir protein koruması yapıldığı rakkamsal değerlerle ortaya konmaktadır.

Moleküler büyüklüğe karşı seçicilik Elektriksel yüke karşı seçicilik Çok ciddi sınırlı bir filtrasyon Reabsorpsiyon Sekresyon Filtrasyon bariyerlerinde protein trafiğine karşı korumanın hangi özellikler aracılığıyla gerçekleşmekte olduğu burada yansıtılmaktadır.

İNSANOĞLU GÜNÜMÜZDE BÖBREĞİN HANGİ FONKSİYONLARINI YERİNE GETİREBİLMEKTEDİR/TAKLİT EDEBİLMEKTEDİR?

Filtrasyon yoluyla ekskresyon/boşaltım fonksiyonunu kısmen(yaklaşık %10 kadar) taklid eder.

Having studied other organisms from this water/land transition, the paleontologists knew what sort of animal they were looking for

YAŞAMIN SUDAN KARAYA GEÇİŞİNDE ANAHTAR ROL OYNAYAN, VEYA BU GEÇİŞİ MÜMKÜN KILAN ANOTOMİK VE FİZYOLOJİK YAPININ İDRARIN DİLÜSYON VE KONSANTRASYON ÖZELLİĞİNİ KAZANDIRAN BÖBREĞİN MEDULLER BÖLGESİNDEKİ VASA RECTA VE HENLE KULPU OLDUĞU İLERİ SÜRÜLMEKTEDİR.

BÖBREKLER gereksinimlere göre; 50 mOsm solüt yük/1 litre su ile vücuttan uzaklaştırabilirler. SU yüküne karşı NORMAL ŞARTLAR ALTINDA inanılmaz bir koruma olduğu gerçeğini yansıtır. Bu böbreklerin konsantrasyon ve dilüsyon özellikleri aracılığı ile sağlanır.

HÜCRELER ARASI SU MİKTARI TOTAL VÜCUT SU MİKTARI HÜCRE İÇİ SU MİKTARI HÜCRE VOLÜMÜ HÜCRELER ARASI SU MİKTARI DAMAR İÇİ SU MİKTARI ETKİN DOLAŞIM VOLÜMÜ ARTERİEL KAN BASINCI Vücut ağırlığının kontrolü, sağlıkta ve hastalıkta vücut sıvılarının kontrolü. Böbrekler hem Na hem su metabolizması dengesini birlikte korumaya çalışarak vücut sıvı kompartımanlarının miktarlarını ve içeriklerini korumaya çalışırlar.

KAN HEMATOKRİT DÜZEYİNİ HANGİ ORGANIMIZ BELİRLER? Böbrekler hem salgıladıkları eritropoetin aracılığıyla kemik iliğinden kırmızı seri hücre yapımını uyararak hem dolaşan kanın plazma miktarını ayarlayarak kanın Htc değerinin belirlenmesinde en önemli rolü oynarlar.

Kemik sağlığının korunmasında da böbreklerin önemli katkısı bulunur.

REZERV ÖZELLİĞİ 150 gr 150 gr Minimalist olarak organize edilmiş iki sağlıklı erişkin böbreğinin her biri yaklaşık 150 gr ağırlığındadır.

ORGAN NAKLİNE ÖNCÜ OLMA ÖZELLİĞİ Bu böbreklerden birisi alınarak evre V, kronik böbrek hastalığı bulunan bir hastaya takılarak böbrek nakli gerçekleştirilebilir. Bu yolla böbreği alınan da böbreği alan da böbrek fonksiyonları bakımından normal olarak yaşamlarını sürdürebilirler.

HAMİLELİKTE BÖBREKLERİN ANOTOMİK VE FONKSİYONEL UYUMU Böbrek kan akımı artar. GFD artar. Böbrek boyutları artar. Plasma osmolalitesi düşer, hiponatremi gelişir. Protein ekskresyonu artar.

“Certainly mental integrity is a sine qua non of the free and independent life. But let the composition of our internal environment suffer change, let our kidneys fail for even a short time to fulfill their tasks, and our mental integrity, or personality is destroyed.” Homer W. Smith 1939 “Superficially, it might be said that the function of the kidneys is to make urine; but in a more considered view one can say that the kidneys make the stuff of philosophy itself.” Homer W. Smith

NEFRON KAYBI KENDİNİ HEMEN HİSSETİRMEZ. GFD/Fonksiyone renal kitle kaybı ile karaekterize böbrek hastalıklarının çoğu kendini hemen ortaya koymaz. Ketum hastalıklardır.

BÖBREKLER HİPOKSİYE DUYARLI ORGANLARDIR.

SENİ TÜM BÖBREKLERİMLE SEVİYORUM.