Boşaltım Sistemi - 11. Sınıf Biyoloji Konu Anlatım

Boşaltım Sitemi 11. Sınıf Biyoloji

Word dosyası olarak indirmek için aşağıdaki indir butonuna tıklayınız.

BOŞALTIM SİSTEMİ

Canlı için zararlı ve ihtiyaç duyulmayan maddelerin organizma tarafından dış ortama verilmesine boşaltım, boşaltımda görevli organların oluşturduğu sisteme boşaltım sistemi  denir.

Boşaltımın amacı

ü  Metabolik atıkları uzaklaştırmak

ü  İç dengenin korunmasını sağlamak

ü  Su ve iyon dengesini korumak

ü  Kan P^H’ını belirli değerler arasında sabit tutmak

Boşaltım maddeleri

ü  Solunum sonucu oluşan CO₂ ve H₂O

ü  Kandaki fazla su, mineraller, iyonlar, tuzlar, B ve C vitaminleri

ü  Çizgili kasta oluşan kreatin

ü  İlaçlar

ü  Alyuvarların parçalanması ile oluşan biluribin

ü  Azotlu atıklar ® NH₃ ( en zehirli) , üre ve ürik asit

Azotlu atıklar

Amonyak :

     ®          Amino asitler ve  bazların yıkılması sonucu açığa çıkar.

     ®          Düşük derişimi bile zehirlidir.

     ®          Bol suyla atılır.

     ®          Suda çözünürlüğü fazladır.

     ®          Karasal canlılarda üre ya da ürik asite dönüştürülerek atılır.

     ®          İnorganiktir.

Üre:

     ®          Az zehirli

     ®          Az suyla atılır.

     ®          Suda çözünürlüğü azdır.

     ®          Organiktir.

Ürik asit:

     ®          Zehir etkisi yoktur.

     ®          Çok az suyla atılır.

     ®          Suda çok az çözünür.

     ®          Organiktir.

Amonyağın üre ya da ürik asite dönüşümünde enerji harcanır. Azotlu atığını amonyak olarak atanlar sudan kaybeder enerjiden kazanır, üre ya da ürik asit olarak atan canlılar sudan kazanır, enerjiden kaybeder.

• Balık, larva kurbağa, toprak solucanı ® amonyak

• Memeliler, ergin kurbağa, köpek balığı ®  üre

• Böcekler, kuşlar, sürüngenler ® ürik asit

Memeliler amonyağı karaciğerin kupfer hücrelerinde ornitin devri reaksiyonlarıyla üreye dönüştürür.

1 molekül üre için,  2 molekül amonyak,

                                                                               1 molekül CO2,

                                                                               3 molekül ATP harcanır.

Boşaltım ve dışkılama karıştırılmamalıdır.

®Boşaltım metabolik  atıkların hücrelerden, doku sıvısı ve kandan uzaklaştırılması,  dışkılama sindirim faaliyetleri sonunda oluşan atıkların vücuttan atılmasıdır.

®Boşaltım homeostasiyi doğrudan sağlayan, dışkılama dolaylı yoldan sağlayan bir olaydır.

İNSANDA BOŞALTIM SİSTEMİ

İnsanda boşaltım sistemi;

• böbrek,

• boşaltım kanalı (üreter),

• sidik kesesi (mesane) ve

• üretradan meydana gelmektedir.

Böbrekler:

✓İnsanda bir çift  fasulye tanesi biçiminde, 120-200 g ağırlığındadır.

✓ Karın boşluğunun arka tarafında, bel hizasında yer alır.

✓ Birbirine dönük olan çukur bölgesinden kan, lenf damarları, sinirler ve idrar kanalları girer, çıkar.

✓ Üzerinde bulunan böbrek üstü bezi ile arasında yağlı doku vardır.

✓ Böbrekler üre, ürik asit, kreatin gibi zararlı maddelerle kanda fazla miktarda bulunan su ve iyonları, ilaçları, asit ve bazları kandan uzaklaştırarak kararlı bir iç ortamın oluşturulmasına yardımcı olur.

Üreter (İdrar kanalları):

✓ Her böbrekten çıkan bir idrar kanalı idrar kesesinde sonlanır.

✓ Üreterler böbreklerden gelen idrarı idrar kesesine getirir.

İdrar Kesesi (Mesane):

✓ Düz kastan yapılmış kese şeklindeki organ idrarı depolar.

✓ İdrar kanalına açıldığı kısımda idrarın geri dönmesini engelleyen kapakçıklar bulunur.

✓ İdrar belirli bir miktara ulaşınca sinir uçları uyarılarak beyine impulslar gönderilir. Kese kasılır ve idrar üretra ile dışarı atılır.

Dış İdrar Kanalı (Üretra):

✓ İdrar kesesinden sonra dışarı açılan kanal idrarı dışarı atar.

✓ İdrar kesesi ile üretranın birleşme bölgesindeki büzücü kaslar, idrar atımını kontrol eder.

✓ Erkekte idrar ve sperm aynı kanaldan, farklı zamanlarda atılır. Bayanda üretra yalnız idrarın atılmasını sağlar.

 Böbreğin Yapısı

Böbrek, boyuna olarak ortadan ikiye kesilirse dört bölüm görülür.

Zar: Bağ doku yapısında olup böbreğin üzerini örter. Bu zarın üzerinde genellikle bir yağ tabakası (koruyucu yapı) bulunur.

Kabuk (Renal Korteks): Zarın alt kısmıdır. Kırmızı renklidir. Böbreğin işlevsel birimi olan nefronları bulundurur.

Öz Bölgesi ( Renal Medulla): Kabukla havuzcuk arasında bulunur. Bu kısımdaki idrarı havuzcuğa taşımada görev alan toplama kanalları bir araya gelerek malpigi piramitlerini oluşturur. Piramitlerin tepe kısmı öz bölgesine, taban kısmı ise korteks bölgesine bakar .

Havuzcuk (Pelvis): Böbreğin göbek kısmındaki boşluktur. Burada toplanan idrar, üreter yolu ile idrar kesesine gider. Burada depolana idrar üretra ile vücut dışına atılır.               

Karın bölgesinde aorttan ayrılan böbrek atardamarı böbreğin çukur bölgesinden girerek gittikçe küçülen atardamarlara ve sonuçta kılcallara ayrılır. Bu kılcallar da birleşerek böbrek içindeki toplardamarlara açılır. Bunlar da sonuçta böbreğin çukur bölgesinden çıkan böbrek toplardamarına, bu toplardamar da karın bölgesindeki alt ana toplardamara bağlanır.

Nefronun Yapısı ve Çalışması

Böbreğin yapı ve görev birimlerine nefron denir.Her böbrekte yaklaşık 1.200.000 kadar nefron bulunur. Nefronlardan yaklaşık günde 180 litre sıvı süzülerek, 1,5 litre idrar (artık madde) çıkartılır.

Bir nefron;

• malpighi cisimciği

• nefron kanalları

•idrar toplama kanallarından oluşur.

 Malpighi cisimciği: Glomerulus ve bowman kapsülünden oluşur.

Bowman kapsülü, yassı epitel hücrelerden oluşan , içi boş yarım küre şeklindedir. Böbreğin kabuk kısmında bulunur.

Glomerulus , böbrek atardamarının kabuk bölgesinde oluşturduğu kılcal damar yumağıdır. Glomerulusa kan getiren damara Getirici atardamar, glomerulusdan kanı uzaklaştıran damara Götürücü atardamar denir.

Götürücü atardamarlar, nefron kanalcıklarının etrafını saran kılcal damarlara, kılcallar birleşerek böbrek içindeki küçük toplardamarlara, bunlar böbrekten çıkan böbrek toplardamarına bağlanır.

• Glomerulus kılcalları ile diğer doku kılcalları arasındaki farklar;

✓ Glomerulus kılcalı iki atar damar arasında, diğer kılcal damarlar atar ve toplar damar arasındadır.

✓ Glomerulus kılcal damarı boyunca kan basıncı aynıdır ve diğer kılcallardaki basıncın iki katından fazladır.

✓ Glomerulus kılcalları iki katlı epitel, diğer kılcallar tek katlı epitel bulundurur. İki katlı epitelin olması yüksek kan basıncına dayanmalarını sağladığı gibi kan hücreleri ile proteinlerinin de çıkmasını önler.

✓ Glomerulus kılcallarındaki madde geçişi kandan bowman kapsülüne doğru tek yönlüdür. Vücut kılcallarında iki yönlü sıvı hareketi vardır.

• Glomerulustan süzülen maddeler bowman kapsülü ile nefron kanallarına aktarılır.

Nefron kanalları:

• Bowman kapsülünden, idrar toplama kanalına kadar uzanırlar.

• Tek katlı kübik epitelden oluşan nefron kanalları sırasıyla proksimal tüp, henle kulpu ve distal tüp olmak üzere üç farklı bölgeye ayrılır.

• Kıvrımlı bir yapıya sahip olan proksimal tüp kabuk bölgesinde bulunur.

• Henle kulpu öz bölgesine iner tekrar kabuk bölgesine çıkarak kıvrımlı bir yapı olan distal tüpü oluşturur.

• Distal tüp ise idrar toplama kanallarına bağlanır.

İdrar toplama kanalı:

• Nefronların en son kısmıdır.

• Bu kanallar böbreğin öz bölgesinin havuzcuğa yakın kısmında birleşerek piramit denilen üçgen şeklindeki yapıları oluştururlar.

• İdrar toplama kanalları içindeki idrar, piramitlerin tepe kısmından böbreğin havuzcuk bölgesine dökülür.

Kanın Boşaltım Atıklarından Temizlenmesi ve İdrar Oluşumu

• Nefronun görevi kan plazmasını, böbrekten geçişi sırasında içindeki üre, ürik asit, kreatin gibi metabolizmanın son ürünleri ile Na⁺, K⁺, Cl^- ve H⁺ gibi gerekenden fazla olan iyonlar ve fazla sudan temizlemektir.

• Bu süreç sonucunda kandan alınarak atılan sıvıya idrar denir.

• Süzülme, geri emilme ve salgılama olmak üzere üç evrede gerçekleşir:

Süzülme pasif taşıma ile gerçekleşir.

Geri emilim pasif ve aktif taşıma ile gerçekleşir.

 Salgılama aktif taşıma ile gerçekleşir.

1-Süzülme

• Glomerulus kılcalları ile Bowman kapsülü arasında meydana gelir.

• Yüksek kan basıncının etkisiyle kan hücreleri, plazma proteinleri ve yağ molekülleri dışındaki kan içeriğinin glomerulustan Bowman kapsülüne geçmesine süzülme denir.

• Süzülme difüzyon ile gerçekleşir. Enerji tüketimi olmaz.

• Glomerulus boyunca kan basıncı yüksek ve sabit olduğundan  glomerulusta sadece süzülme olur, geri emilim olmaz.

• Süzüntüde su, glikoz, aminoasit, vitamin, Na⁺, K⁺, Ca⁺², Mg⁺², HCO₃ ; vb. iyonlar; üre, ürik asit, amonyak, kreatin gibi boşaltım maddeleri yer alır.

• Kan hücreleri, plazma proteinleri ve yağ molekülleri glomerulustan geçemez.

 • Glomerulustan Bowman kapsülüne belirli bir sürede geçen süzüntü miktarına böbreğin süzme hızı denir.

• Kan basıncını artıran faktör süzülme hızını ve  idrar miktarını artırır.

® Soğuk havalarda glomerulus kılcal damarları daralır, kan basıncı artar. Buna bağlı olarak kışın süzülme hızı ve oluşturulan idrar miktarı artar.

® Sıcak havalarda terleme ile su kaybedilir, kılcal damarlar genişler, kan basıncı azalır, süzülme hızı düşer, idrar miktarı azalır.

® Vücut sıcaklığının artması kalp atışını dolayısıyla  da kan basınıcını artırır. Süzülme hızı artar ve fazla idrar oluşur.

®Troksin ve adrenalin homonu, kan basıncını arttırdığı için böbreklerde süzülme hızlanır, idrar miktarı artar.

• Kan basıncı kanı glomerulus kılcallarından bowman kapsülüne iten kuvvettir (70 mm Hg) . Osmotik basınç, süzülmeye negatif etki yapar (32 mm Hg). Ayrıca bowman kapsülünün hidrostatik basıncı, glomerulus içeriğinin bowman kapsülüne geçişine durdurucu etki yapar (14 mm Hg)

• Süzülme basıncını şöyle hesaplayabiliriz:

2-Geri Emilim

• Süzüntü nefron borucuklarında ilerlerken, içindeki yararlı maddelerin önce bu borucukların epitel hücrelerine, sonra bunları saran kılcal damarlara geçerek kan dolaşımına katılmasına geri emilim denir.

•Pasif ve aktif taşıma gerçekleşir. Aktif taşıma sırasında gereken enerji nefron borucuklarını oluşturan hücrelerdeki mitokondrilerde üretilir.

• Kanala bakan hücrelerin yüzeyinde, çok sayıda mikrovillus bulunur.

• Süzüntüdeki glukoz ve amino asitlerin tümü, suyun ve tuzların %99'u, ürenin de %50 ye yakını geri emilir.

• Kas metabolizması sonucu oluşmuş olan kreatin geri emilmez.

   ✓ Glikoz, amino asitler aktif taşıma ile geri emilir.

   ✓ iyonlar aktif taşıma ve difüzyon ile geri emilir.

   ✓ Glikoz, amino asit ve iyonları emen nefron kanalının çeperlerinde ki hücrelerde ozmotik basınç, buna bağlı olarak su emme kuvveti artar.

   ✓ Su ozmoz ile geri emilir.

   ✓ Üre difüzyon ile geri emilir.

Proksimal tüpte geri emilim

® Geri emilimin en aktif olduğu kısımdır.

® Su ozmoz ile glikoz, vitaminler, amino asitler, amonyum, bikarbonat, sodyum, klor, potasyum aktif taşıma ile geri emilerek kana geri verilir.

® Burada glikoz ve amino asitlerin tümü geri emilirken diğer maddeler kısmen geri emilir.

Henle kulpunun inen kolunda geri emilim

® Tuza pek geçirgen değildir.

® Suyun geri emilimi gerçekleşir.

® En yüksek madde yoğunluğu henle kulpunun dirsek kısmındadır. (hipertonik).

® Çöl memelilerinde henle kulpu çok uzundur. Bu sayede suyun geri emilimi artar ve idrarla su kaybı azaltılır.

Henle kulpunun çıkan kolunda geri emilim

® Suyun geri emilimi gerçekleşmez.

® Klor iyonları aktif taşınma ile sodyum iyonları pasif taşınma ile emilir. ® Sıvının tuzu, büyük ölçüde emilir ve distal tüpe geçer (Hipotonik).

Distal tüpte geri emilim

® Na, Cl, HCO₃ iyonları aktif taşıma ile su pasif taşıma ile geri emilir.

® Distal tüp hücreleri üreye geçirgen olmadığı için burada ürenin geri emilimi olmaz.

® Böbrek üstü bezi tarafından salgılanan aldosteron hormonu etkisiyle, Na⁺ ve CI^- geri emilken K⁺  böbreklerden dışarı atılır. Sonuçta kan miktarı ve basıncı artar.

® Distal tüpte  ve idrar toplama kanalında suyun geri emilimi hipofiz bezinden salgılanan ADH (Anti diüretik hormon) etkisiyle düzenlenir.

ADH;

• Distal tüp hücre porlarını genişleterek fazla suyun geri emilimini sağlar.

• ADH fazla salgılanırsa su emilimi artar, az salgılanırsa  su emilimi azalır.

• Böylece kana geçen su ile kanın ozmoloritesi normal düzeyde tutulur.

ü  Tuzlu besin fazla yenirse ADH artar, suyun geri emilimi artar.

ü  Koşan bir insanda ADH salgısı artar, suyun geri emilimi artar.

ü  Fazla su içen bir insanda, ADH azalır, suyun geri emilimi azalır.

ü  Alkol alan insanda, alkolü seyreltmek için bol su gerektiğinden ADH salgısı azalır, suyun geri emilimi azalır. Sık idrara çıkılır.

®Paratroit hormonu etkisiyle Ca++ iyonunun böbreklerden geri emilimi sağlanırken, kalsitonin hormonu etkisiyle idrarla dışarı atılır.

İdrar Toplama Kanalında Geri Emilim

®Aktif taşıma ile NaCI geri emilimi, ADH etkisi ile de suyun geri emilimi burada tamamlanır.

® Üre, pasif taşıma ile geri emilir.Bu kanalların sadece havuzcuğa yakın kısımları üreye geçirgendir.

• Nefron kanalının etrafındaki sıvı ile  nefron kılcallarındaki kanın akış yönü birbirine zıttır (ters akım) .Bu özellik geri emilim hızını artırır.

• Bir maddenin kandaki normal miktarına eşik değer denir. Eğer bir maddenin miktarı eşik değerinin üzerinde ise eşik değerinin üzerindeki miktar idrarla dışarı atılır. Bu maddenin geri emilimi olmaz.

• Şeker hastalarının kanında şeker miktarı eşik değerinin üzerinde olduğu için fazla olan kısım idrarla dışarı atılır. Sağlıklı insanların idrarında şeker olmaz.

• Suda eriyen vitaminler fazla alındığında fazlası idrarla atılır.

3. Salgılama

• Süzülme ile bowman kapsülüne geçemeyen maddelerin, nefronu saran kılcal kan damarlarından aktif taşıma ile nefron kanalcığına verilmesine salgılama veya aktif boşaltım denir. .

• NH₃, HCO₃, ilaçlar, bazı asit ve bazlar, H⁺, K⁺ ve boya gibi bazı maddeler salgılanır.

• Proksimal tüp: pH dengesini sağlamak için tüpteki epitel hücreler hidrojen iyonu salgılar. Süzüntünün fazla asidik olmasını engellemek için de amonyak (NH3) difüzyonla proksimal tüpe salgılanır.

•Hidrojen iyonu (H+) ve potasyum iyonu (K+) aktif taşıma ile distal tüpe salgılanır.

Böbrek atardamarı, böbrek toplardamarı ve üreter içindeki sıvılar karşılaştırıldığında; üre miktarı en fazla böbrek atardamarında, üre derişimi ise en fazla üreterdedir.

İdrar Atımı

İdrar  su ve çözünmüş maddelerden oluşur,

ü  %95'i su,

ü  %5'lik kısmı üre, ürik asit, kreatin, hormonlar, B ve C vitamini gibi  organik maddeler,

ü  su, kalsiyum, potasyum, sodyum, klor, fosfat, amonyak gibi inorganik  maddeler,

ü  az miktarda lökosit ve epitel hücreden oluşur.

• Beslenme durumuna göre idrarın p^H'si 5-7 arasında değişir.

• Süzüntü : nefron kanalları  ® idrar toplama kanalları ®  havuzcuk ® üreter ® idrar kesesi ® üretra

• İdrar toplama kanalından sonraki bölümlerinde (havuzcuk, üreter, idrar kesesi ve üretrada) geri emilim ve salgılama olmaz. Bu nedenle havuzcuktan başlayarak idrarın içeriği değişmez.

Böbreğin Düzenleyici Fonksiyonu

Vücudun tuz dengesinin düzenlenmesi: Böbrek tüplerinden tuzun geri emilimi, böbrek üstü bezinden salgılanan "Aldosteron Hormonu" ile sağlanır. Suyun vücutta tutulması ise sodyum iyonları ile olur. Proksimal tüpten emilen sodyum yeterli olmadığı takdirde; distal tüpten ve idrar toplama kanalından bir miktar daha sodyum geri emilir. Sodyumun ihtiyaçtan fazla alınması, gereğinden fazla suyun vücutta tutulmasına, bu da ödemlerin ortaya çıkmasına sebep olur.

Fazla miktarda deniz suyu içen bir insan, hücreleri su kaybettiği için ölür. Deniz suyundaki tuz oranı %3 tür. İnsan kanında ise %1 oranında tuz vardır. İçilen deniz suyu kana geçince, kanın ozmotik basıncı artar. Bu durumda hücreler ve hücreler arasındaki su kana geçer. Kanın hacmi ve basıncı artar. Böbrekler ancak %2 tuz çözeltisi atabilir. Vücuda giren deniz suyunun her litresi İçin 0,5 litre doku sıvısı kaybedilir. Dokulardaki su kaybı ölüm getirir.

Vücuttaki su miktarının düzenlenmesi: Vücutta su dengesinin düzenlenmesinde ADH (anti diüretik hormon) etkilidir. Eğer kanda su miktarı azalırsa hipofizden salgılanan ADH miktarı artarak distal tüpün ve idrar toplama kanallarının suya geçirgenliğinin artması ile su geri emilimi artırılarak idrarla su kaybı azaltılır. Bu durumda yoğun idrar oluşturulur.

Nefron tüplerinin içindeki sıvıda bulunan maddelerin derişimi de su emilimini etkiler. Örneğin, şeker hastalarının nefron kanallarında şeker bulunur. Bu durum tüplerdeki ozmotik basıncı yükselttiği için suyun geri emilimini azaltır ve idrar miktarı artar. Bundan dolayı şeker hastalarında çıkartılan idrar miktarında artma görülür (Diabet).

Vücut sıvılarının pH'ının düzenlenmesi: Vücut sıvılarının pH'sı 7,38 - 7,42 arasında değişmektedir. Bu değerin 7'nin altına düşmesi veya 7,7'nin üzerine çıkması durumu ölümle sonuçlanır. Vücuttaki canlılık faaliyetlerinin sürekliliği için pH'ın 7 - 7,7 sınırları arasında tutulması gerekir.

pH değiştiğinde böbrekler duruma göre hidrojen ve bikarbonat iyonları ya da amonyak salgılayarak kan pH'sini düzenler. Solunum sonucu açığa çıkan ve kanda biriken karbondioksit de kanın pH'sinin düşmesine (asitliğinin artmasına) neden olur. Karbondioksitin akciğerlerden uzaklaştırılması da kanın pH'sinin sabit tutulmasında önemli rol oynar.

Alyuvar yapımı:

Böbrekler eritropoietin hormonu üreterek alyuvar yapımında görev alır. Eritropoietin, alyuvar yapımını uyaran bir hormondur. Eritopoietin hormonunun % 90'nı böbreklerde, % 10'u ise karaciğerde üretilir. Eritropoietin hormonu kemik iliğinde alyuvar sentezini uyarır.

Böbrekleri iş görmeyen hastalarda ve böbrek rahatsızlığı olan kişilerde böbrek ve karaciğerde eritropoietin hormonu yapımı azalması sonucu anemi hastalığı görülür.

Ayrıca böbrekler uzun süreli açlık durumlarında amino asit ve gliserol gibi karbonhidrat olmayan besinlerden glikoz sentezi yapabilirler.