Böbrek fizyolojisi

Böbrek arındırması

Arındırma (klirens olarak da bilinir) kavramı, birim zamanda moleküllerin kansıvısından temizlenmesiyle ilgilidir. Bütün-vücut arındırması bir molekülün vücuttan tüm organlarca birim zamanda atılmasının ölçüsüdür.
Tanım olarak, böbrek arındırması böbrekler tarafından birim zamanda bir molekülün bütünüyle arındırıldığı kansıvısının hacmidir. Bir molekülün böbrek arındırması ne denli çoksa, o denli yüksek hacimde kansıvısından bütünüyle temizleniyor demektir. Bir molekülün böbrek arındırmasının denklemi:
C = bir molekülün arındırılması (ml/dakika) , U = o molekülün idrardaki derişimi (mg/ml) , V = birim zamanda idrar hacmi (ml/dakika), U*V = bir molekülün birim zamanda idrardaki toplam ağırlığı (mg/dakika), and P = o molekülün kansıvısındaki derişimi.

Türlü moleküllerin böbrek arındırması

Herhangi bir molekülün böbrek arındırması hesaplanabilir. Bir bileşiğin niteliğine göre böbrek arındırması sıfırdan 600 ml/dakika'ya dek çıkabilir. Bileşiklerdeki bu ayrımların nedeni, böbreklerin o bileşikleri ne miktarda süzdüğüne, borucuklarda ne oranda geri emildiğine ve salgılanıldığına bağlıdır. Örneğin, albümin bileşiğinin böbrek arındırması sıfıra yakındır, çünkü albümin yumakçık (glomerülüs) yapısından süzülmez. Glikozun da böbrek arındırması sıfıra yakındır, ancak bunun nedeni albümin'inkinden ayrıdır: glikoz, albüminin aksine yumakçıkta süzülür, ancak neredeyse tümü yakınsal borucuklarda geri emilir. Dolayısıyla, idrarda olağan koşullarda hiç glikoz bulunmaz. Bu da glikozün böbrek arındırmasının sıfır olduğu anlamına gelir; böbrek kandan glikozu hiç arındırmaz.
Öteki elementlerin ve bilesiklerin (Na+, üre, fosfat ve Cl- gibi) böbrek arındırması sıfırın üstündededir, çünkü yumakçıkta süzülürler ve kısmen geri emilirler. Inülin (fruktozun çoklu bileşiğidir) özel bir durumdur. İnülin tümüyle yumakçık kılcal damarlarından süzülebilir, geri emilimi ve ek salgılanımı da gerçekleşmez. Dolayısıyla inülin bileşiğinin böbrek arındırması, yumakçık süzme hızıyla (ing. glomerular filtration rate, GFR) eşittir.
Bunun aksine para-aminohippurik asit (PAH) gibi bileşiklerin böbrek arındırması en yüksek düzeydedir, çünkü yüksek oranda süzülürler ve salgılanırlar.
Bir bileşiğin böbrek arındırması, C[bileşik adı] biçiminde gösterilir.

Böbreğin kan akışı (BKA)

Böbrekler yürek çıktısının (yürekten birim zamanda pompalanan kan miktarıdir) yaklaşık %25'ini alırlar. Yürek çıktısının dakikada 5 litre olduğu varsayılırsa, böbrek kan akışı dakikada 125  mililitre olup, bir günde 180 litreye ulaşabilir. Böbreğin böyle yüksek oranda bir kan akışı olması, böbreklerin insan vücudundaki önemi göz önüne alındığında şaşırtıcı değildir.

Glomeruler filtrasyon

Bir köpekte ortalama olarak glomeruler filtrasyon oranı (GFR) 4 ml/kg’dır. Molekül ağırlığı 70.000’in üzerinde olan pro-teinler filtrasyona uğramaz kabul edilirler. Zira en küçük plazma proteini olan Albumin, 69.000 MA’na sahiptir ve plazmadaki yoğunluğunun %0,2-0,3’ünü filtratta görmek olasıdır. Hemoglobin (Hb) ise 68.000 MA’na sahip olup yak-laşık olarak %5 oranında filtratta görülebilir.
Damar içi eritrosit parçalanması (intravasküler hemolizis) kısa zamanda ve fazla miktarda olursa plazma haptoglobulin’in Hb bağlama kapasitesi (saturasyon) aşılır ve böylece idrarda mak-roskopik olarak renk değişikliği ile karakterize hemoglobinuri görülür. Eğer tubuler Hb oranı çok fazla yükselirse ve tubullerden su geri emilimi devam ederse, Hb lümende çök-meye başlar ve tubuler obstrüksiyona neden olur.

Otoregülasyon mekanizması

Afferent arterioldeki myojenik gerilim reseptörlerinin verdiği fizyolojik yanıt olarak tanımlanır. Makula densa hücreleri Na⁺ ve Cl⁻ düzeyindeki değişikliklere karşı duyarlıdır. Glomeruler hidrostatik basıncın, daha doğrusu hemodinamik basıncın artması ile GFR de artar. Bu artış, Makula densa hücrelerine gelen Na⁺ ve Cl⁻ düzeyinde artış demektir ve fizyolojik yanıt afferent arteriyolün daralması ve Mezangiyal kontraksiyon-dur.
Ortalama sistemik kan basıncı yaklaşık olarak 80 mm/Hg’ nın altına düşerse GFR de azalacaktır. Bu durum, Makula densa hücrelerine gelen Na⁺ ve Cl⁻ düzeyinde azalma anlamına gelecektir.
Afferent arteriollerdeki Jugstaglomeruler hücrelerden Renin-Angiotensin 1 ve 2 salınır. Angiotensin efferent arteriolleri daraltır ve fizyolojik en güçlü vazokonstriktif maddedir. Bu daralma sonucunda tubuler akımı normalize etmek içinböbrekler harekete geçer ve glomeruler hidrostatik basınç ile GFR’yi artırır.
Kan hacminde azalmanın söz konusu olduğu durumlarda yani hipovolemi tablosu şekillendiği durumlarda devreye sempatik sistem de girer.

Tubuler transport

Nefron boyunca ve toplayıcı kanallar boyunca tubuler sıvı ile ilişkili tüm rezorpsiyon ve sekresyon işlemleridir. Bowman kapsülünden pelvis renalis’e kadar gerçekleşen transportta hemodinamik basınç ve basınç fark-lılığı rol alır.
Organizmada fizyolojik fonksiyonlar için gerekli olan Na+</sup, glikoz ve aminoasitler (AA) glomeruler filtrasyon ile tubuler sıvıya geçer. Bunlar çok küçük moleküllerdir ve glomeruler filtrasyon sonucu adeta tüm kanı terk ederler. Fakat böyle olmamalı, belli bir oranda geri emilmeleri gerekmektedir. İşte bu mekanizmanın temelinde tubulus epitel hücrelerinin bazolateral membranında bulunan Na⁺ ⁻ ᴷ+</sup ATPaz pompası vardır. 
Bikarbonat geri emilimi taşıyıcı transport aracılığı ile olur ve 1 Cl⁻ iyonuna karşılık 1 HCO₃⁻ şeklinde olur. Bu mekanizmanın bozulması ile renal tubuler asidozis veya alkalozis gelişir ve zamanla metabolik bir tablo alır.