ÜROGENİTAL SİSTEMİN GELİŞİMİ

 ÜROGENİTAL SİSTEMİN GELİŞİMİ

            Ürogenital sistem, fonksiyonel olarak birbirinden  tamamen  farklı  üriner sistem ve genital sistem olmak üzere 2 bileşene ayrılabilir.  Embriyonik ve anatomik olarak bu sistemler birbirinin içine geçmiştir. Her iki sistem de karın boşluğunun arka duvarı boyunca uzanan intermediyet mezodermden gelişir. Paraksiyal mezodermi lateral plağa (somatik ve splanik mezoderme) bağlayan mezoderm, intermediyet mezodermdir.  Başlangıçta her iki sistemin de  boşaltım kanalları kloaka ya açılır. İki sistemin birlikte gelişimi özellikle erkekte belirgindir. İlkel boşaltım kanalı, önceleri üriner kanal olarak fonksiyon görür fakat daha sonra esas genital kanala dönüşür.  Erişkin erkeklerde genital organlar gibi üriner organlar da tek bir kanal olan penil üretraya semen ve idrarı boşaltırlar.

BOŞALTIM BİRİMİNİN OLUŞUMU: 4.hafta başında, boyun bölgesindeki intermediet mezoderm somitlerle olan bağlantısını kaybederek nefrotomlar olarak bilinen segmental olarak düzenlenmiş hücre kümelerini oluşturur.  Nefrotomlar yana doğru büyüyerek bir lümen kazanırlar.  Yeni oluşan tübüller, böbrek tübülleridir (nefrik tübül).  Böbrek tübülleri medial olarak  intraembriyonik söloma açılırken lateral uçları kaudal yöne doğru büyür. Kaudal büyüme sırasında, her biri bir sonraki segmentin tübülü ile birleşir ve embriyonun her iki kenarında uzun bir kanal oluşur.  Bu olaylar  gerçekleşirken, dorsal aortanın küçük dalları invagine olarak, sölom boşluğunda eksternal glomerülleri;  nefrik tübülün duvarında da internal glomerülleri  oluşturur. Kapiller yumağından oluşan glomerül ile nefrik tübül  birlikte boşaltım birimini yani nefronu oluşturur.

            Torasik, lumbar ve sakral bölgelerde intermediet mezoderm;

1-sölom boşluğu ile temasını kaybeder,

2-segmentasyonu kaybeder,

3-Her orijinal segmente karşılık 2-3 veya daha fazla boşaltım tübülü oluşturur.

Sonuç olarak, dış glomerüller gelişemezler ve segmentasyon göstermeyen mezoderm, nefrojenik doku kordonlarını oluşturur.  Bu kordonlar, tüm böbrek sisteminin boşaltım (renal) tübüllerini oluştururlar.

BÖBREK SİSTEMLERİ

İnsanda intrauterin hayatta pronefroz, mezonefroz ve metanefroz olmak üzere üç farklı böbrek sistemi oluşur.  Pronefroz, rudimenterdir ve fonksiyonel değildir; mezonefroz, erken fetal dönemde kısa bir süre fonksiyon görürken, metanefroz, kalıcı böbrektir.

PRONEFROZ: İnsan embriyosunda, pronefroz servikal bölgede 7-10 kadar solid hücre kütlesidir.  İlk oluşan vestigial nefrotomlar en son   oluşanlardan önce gerilerler. 4.haftanın sonunda pronefrik sistemin tüm belirtileri kaybolur.

MEZONEFROZ: Pronefrik sistemin gerilemesi sırasında, mezonefrozun ilk boşaltım tübülleri ortaya çıkar.  Hızla uzayarak, S-biçimli kangal oluştururlar ve medyal bölümlerinde bir glomerulus edinirler.  Burada tübül, Bowman kapsülünü oluşturur.  Kapsül ve glomerül birlikte  renal korpüskülü (böbrek cisimciği) oluşturur.  Zıt uçta,   tübül mezonefrik veya Wolf kanalı olarak bilinen toplayıcı boruya girer.

            2.ayın ortasında, mezonefroz, orta hattın her iki tarafında büyük ovoid bir organ oluşturur.  Gelişen gonad,  medyal kenarda yerleştiğinden her iki organ tarafından oluşturulan kabarıntı ürogenital sırt olarak bilinir.  Kaudal tübüller bir yandan farklanırken; kraniyal tübüller ve glomerüller dejeneratif değişiklikler gösterir ve 2.ayın sonunda büyük bir bölümü ortadan kalkar.  Erkekte, birkaç kaudal tübül ve mezonefrik kanal varlığını sürdürürken dişide ortadan kalkar.

METANEFROZ (KALICI BÖBREK): 5.haftada ortaya çıkar.  Metanefrozun boşaltım birimleri, metanefrik mezodermden gelişir.  Kanal sisteminin gelişimi  pronefroz ve mezonefrozdan farklıdır.

Toplayıcı Sistem:Kalıcı böbreğin toplayıcı kanalları, mezonefrik kanalın büyümesi olan  ve kloaka içine giriş yerine yakın yerleşik üreter tomurcuğundan gelişir.  Tomurcuk,  şapka biçimli metanefrik dokuya penetre olur. Ardından, tomurcuk genişleyerek ilkel renal pelvisi oluşturur ve kraniyale doğru ilerler. Kaudal kısmı gelecekteki major kalikslerdir.

            Metanefrik dokuya penetre olurken her kaliks, iki yeni tomurcuk oluşturur.   Bu tomurcuklar 12 veya daha fazla jenerasyon tübül oluşturana kadar bölünmeye devam eder.   5.ayın sonuna kadar, periferde daha fazla tübül şekillenir.  İkinci serideki tübüller genişler ve 3.ve 4. jenerasyonda oluşan tübülleri absorblayarak minör kaliksleri oluşturur.  Gelişim ilerlediğinde, 5. ve daha sonraki jenerasyonun toplayıcı           tübülleri, önemli miktarda uzar ve minör kalikste birbirine yaklaşarak renal piramiti oluşturur.  Sonuç olarak; üreter tomurcuğu: üreter, pelvis renalis, major ve minör kaliksleri ve yaklaşık olarak 1-3 milyon toplayıcı tübülü oluşturur.

Boşaltım Sistemi: Her yeni oluşan toplayıcı tübül, distal ucunda metanefrik doku şapkasıyla kaplıdır.  Tübülün indükleyici etkisi altında, doku şapkasının hücreleri küçük tübülleri oluşturacak olan küçük renal  vezikülleri oluşturur.  Bu küçük tübüller, glomerül olarak bilinen kapiller demeti ile birlikte nefronu (boşaltım birimi)  oluşturur.  Nefronun proksimal ucu, glomerüler kapillerlerin içine yerleştiği Bowman  kapsülünü oluşturur.  Distal ucu ise toplayıcı tübüllerden  biri ile açık bir bağlantı kurarak, glomerülden toplayıcı birime geçiş  sağlanır.    Boşaltım tübülünün sürekli uzaması ile proksimal kıvrımlı tübül, Henle kulpu ve distal kıvrımlı tübül oluşur.  Özetle; böbrek iki farklı kaynaktan gelişir.

1-Boşaltım birimlerini oluşturan metanefrik mezoderm;

2-Toplayıcı sistemi oluşturan  üreter tomurcuğu.

            Fetal gelişim sırasında, böbrek lopları derin yarıklarla bölmelenirken erişkinde bölmeler kapanır.  Doğumda, böbrekler lobüllü görünümdedir.  Bebeklik çağında, nefronların büyümeye devam etmesiyle lobulasyon kaybolur ama  nefronlar sayıca artmaz.  Çocuklukta lobasyon devam ederse lobüllü böbrek olarak adlandırılır.

Metanefroz  böbrek, gebeliğin 2.yarısında fonksiyon görmeye başlar.  İdrar, amnion boşluğuna geçer ve amnion sıvısı ile karışır.  Sıvı, fetus tarafından yutulur ve kan dolaşımına absorblandığı bağırsak kanalına girer ve böbrekler içinden geçerek tekrar amnion sıvısına boşaltılır.  Fetal gelişim sırasında, böbrekler artık ürünlerin boşaltılmasından sorumlu değildir.  Bu işlevi plasenta gerçekleştirir.

Konjenital Kistik  Böbrek: Böbreklerin üstünde veya içinde ince duvarlı kistler bulunur ve aktif renal doku azdır.  Bu anomali, konjenital polikistik böbrek olarak bilinir. Bazen bir ya da daha fazla kist böbrek pelvisine yakın olarak bulunur.  Bu kistlerin, 2., 3 ve 4. serideki nefronların artıkları oldukları düşünülmektedir.  Bunların toplayıcı tübülleri minör kaliks içine doğru absorblandığında, nefronlar genellikle kaybolur.

Böbrekte kist oluşumunun nedeninin toplayıcı sistemin anormal gelişimi  olduğu düşünülmektedir.  Bazı olgularda, kist oluşumu, toplayıcı tübül duvarlarının hiperplazisi  ile diğerlerinde ise üreter tomurcuğunun anormal farklanması ile ortaya çıkan genişlemiş, büzülmüş veya bazen atretik tübüller  nedeni iledir.

Renal  Agenez:Tek taraflı ve çift taraflı böbrek oluşmaması olasılıkla üreter tomurcuğunun erken dejenerasyonu nedeni iledir.  Üreter tomurcuğu, metanefrik doku şapkasına ulaşamadığında, sonrakiler çoğalamaz.  Tek taraflı böbrek oluşmaması 1/1500 oranında görülür, çift taraflı agenez çok seyrektir.

            Çift taraflı renal agenezde, amnion sıvı miktarı, fetus amnionu içtiğinden ama amnionu boşaltamadığından  az olabilir (oligoamnioz).   Artık ürünlerin değişimi için böbrekler gerekli olmadığından, fetus yaşayacak, gelişecek  ama doğumdan birkaç gün sonra ölecektir.

Çift ve Ektopik Üreter: Üreter tomurcuğunun erken dağılması, üreterin kısmi veya tamamen duplikasyonu ile sonuçlanabilir.  Ardından metanefrik doku,  her biri kendi renal pelvis ve üreterine sahip 2 parçaya ayrılır.  Daha sık olarak, toplayıcı tübüllerin sayısız bölünmesi ile iki parça bir miktar loplara sahiptir.  Nadir olgularda, bir üreter mesaneye açılırken, diğeri vagina, üretra veya vestibüle açılır.  Bu anomali, iki üreter tomurcuğunun gelişimi sonucudur.  Bu tomurcuklardan biri normal pozisyonda iken diğeri mezonefrik kanal ile birlikte aşağıya hareket eder.  Üretraya, vajinaya veya epididimal bölgeye aşağıda ve anormal bir girişe sahiptir.

Böbrek Pozisyonu: Başlangıçta pelvik bölgede yerleşen böbrek, daha sonra abdomende daha kraniyal pozisyona yerleşir.  Böbreğin bu yükselişi, lumbar ve sakral bölgelerde büyüme yanı sıra vücut  kavsinin azalması ile  gerçekleşir.  Pelviste, metanefroz, aortanın pelvik dalından arteriyal kanını alır.  Abdominal seviyeye yükselişi sırasında, daha yüksek seviyelerde aortadan çıkan arterlerden kanlanır.  Daha alttaki damarlar genellikle dejenere olur.

Pelvik ve Atnalı Böbrek: Çıkışları sırasında böbrekler, umblikal arterlerce oluşturulan arteriyal çatallanma arasından geçer fakat nadiren onlardan biri bunu gerçekleştiremez, pelviste common iliak artere yakın olarak kalır ve pelvik böbrek olarak bilinir.  Bazen her iki böbrek umblikal arterlerce oluşturulan arteriyal çatallanma arasından geçerken alt uçları kaynaşarak atnalı böbrek oluşur.   Atnalı böbrek, böbreğin yükselişi, inferior mezenterik arter kökü ile engellendiğinden genellikle alt lumbar vertebralar seviyesinde yerleşiktir.  Üreterler böbreğin anterior yüzünden çıkar.    Atnalı böbrek, kısmen yaygın bir anomalidir (1/600).

VESİCA URİNERİA  ve ÜRETRANIN GELİŞİMİ

Gelişimin 4. ve 7.haftaları sırasında, ürorektal septum kloaca’ yı anorektal kanal ve primitif ürogenital sinüs olmak üzere  ikiye ayırır.  Kloakal membran da önde ürogenital membran ve arkada anal membran olmak üzere ikiye ayrılır.

            Primitif ürogenital sinüsün 3 bölümü ayırt edilir. 

1-Üstte ve en büyük parça olan vesica urineria:  Başlangıçta, kese allantoisle devam eder.  Allantois lümeni kapandığında, kalın fibröz bir kordon olan urachus, idrar kesesinin apeksini  göbek kordonu ile bağlı tutar.  Erişkinde  median umblikal ligament olarak kalır.

2-Kısmen dar bir kanal olan ürogenital sinüsün pelvik parçası:  Erkekte üretranın prostatik ve membranöz parçasını oluşturur.

3-Definitif ürogenital sinüs: ürogenital sinüsün fallik parçası olarak da bilinir. Bir taraftan diğer tarafa doğru önemli ölçüde yassılmıştır ve dışarıdan, ürogenital membranla ayrılır.  Definitif ürogenital sinüsün dişi ve erkekte gelişimi önemli ölçüde farklıdır.

Kloakın bölünmesi sırasında, mezonefrik kanalların kaudal parçaları önemli ölçüde absorblanarak vesica urineria duvarına katılır.  Sonradan, başlangıçta mezonefrik kanalların dışarı doğru tomurcukları olan üreterler ayrı ayrı mesaneye girer.  Böbreklerin yükselişinin sonucu olarak, üreter açıklıkları kraniyale doğru hareket ederken mezonefrik kanalları da birbirlerine yakın olarak yer değiştirerek prostatik üretraya girerler ve erkekte ejakular kanallara farklanırlar.  Her iki mezonefrik kanal ve üreter mezodermal kökenli olduğundan, kanalların katılmasıyla (mesane trigonu) oluşan mesane mukozası da mezodermal kökenlidir.  Mesanenin geri kalan parçası ürogenital sinüsten gelişir ve endodermal kökenlidir ve mesanenin içi tamamen endodermal epitel ile döşelidir.

Üretranın Gelişimi: Dişi ve erkeğin üretra epiteli endodermal kökenli iken, çevre bağ dokusu ve düz kas dokusu  splanik mezoderm kökenlidir.  3.ayın sonunda prostatik üretra çoğalmaya başlar ve çevre mezenşime giren birkaç tomurcuk oluşturur.  Erkekte bu tomurcuklar prostat bezini oluşturur.  Dişide ise, üretranın kraniyal parçası uretral bezleri  ve paraüretral bezleri oluşturur.

Urakal Fistula, Urakal Kist ve Urakal Sinüs: Allantoisin intraembriyonik kısmının lümeni kapanmadığında, idrar göbek bağından atılır.  Bu anomali, urakal fistula olarak bilinir.  Eğer sadece allantoisin bir bölümü kalırsa, onu döşeyen örtünün salgılama aktivitesi sonucu kistik bir genişleme olabilir ve urakal kist olarak adlandırılır.  Daha üst bölgelerin epiteli varlığını sürdürürse  urakal sinüs oluşur.  Bu sinüs, genellikle mesane ile devam eder.

ÜRİNER SİSTEM HİSTOLOJİSİ

Üriner sistem, metobolizma sonucu oluşan toksik ürünleri kan dolaşımından alarak, idrar olarak vücuttan uzaklaştırır. Bu olay böbreklerce gerçekleştirilir. Sadece toksinleri kan dolaşımından uzaklaştırmakla kalmaz aynı zamanda sağlık için gerekli olan tuzları, glukozu, proteinleri  ve suyu da   geri emer. Süzme ve maddeleri koruma işlevlerinden dolayı, böbrekler  kan basıncının, hemodinamiklerin ve vücudun asit-baz dengesinin  düzenlenmesine de yardımcı olurlar.  İdrar, böbreklerden üreterlere, ardından depo görevi gören vesica urineria’ ya aktarılır.  İşeme sırasında mesanedeki idrar, uretra yoluyla vücut dışına aktarılır. Böbrekler aynı zamanda endokrin bir organdır. Renin, eritropoietin, prostaglandinleri sentezler ve vitamin D’ nin dolaşımdaki öncülünü (1,25 – hidroksikolekalsiferol) de aktif vitamine  dönüştürürler.

BÖBREK

Böbrekler, karın arka duvarında retroperitoneal olarak yerleşik geniş, kırmızımsı renkte, fasulye biçimli organlardır. Karaciğerin yerleşiminden dolayı sağ böbrek, sol böbrekten 1-2 cm kadar daha aşağıdadır.  11 cm uzunluğunda, 4-5 cm genişliğinde, 2-3 cm kalınlığındadır.  Böbrek, perirenal doku içine gömülüdür.  Konveks yüzü laterale, konkav kısmı hilum ise medyale bakar.  Renal arter ve ven dalları,  lenf damarları ve üreter hilumda böbrekleri  deler.  Üreter bu bölgede genişleyerek renal pelvisi oluşturur.  Hilumun yağ ile dolu derin kısmı renal sinüs olarak adlandırılır.

Böbreklerin üstü, kendisine gevşekçe tutunmuş,  ince, az sayıda elastik lifler ve düz kas hücreleri içeren düzensiz sıkı bağ dokusu bir kapsülle çevrilidir.  Böbrekler dışta korteks   ve  içte medullaya sahiptir.  Korteks, koyu kahverenkli ve granüler görünümde iken medulla, tabanları korteks medulla sınırında yerleşik olan medulla piramitleri olarak adlandırılan 6-12 tane koni biçimli kütlelere ayrılır.  Medulla piramitlerinin tepesi renal papilla olarak adlandırılır.  Piramitlerin tepesi, Bellini kanalının açılma noktaları olan  20 veya daha fazla delik içerir ve area cribrosa olarak adlandırılır. Tepe bölümü  bir minor kaliksle çevrelenir. İki ya da daha fazla minor kaliks birleşerek  major kaliksleri oluştururlar. Üç veya dört major kaliks, üreterin genişlemesi ile oluşan  pelvis renalise boşalırlar. Komşu piramitler birbirlerinden kortekse benzeyen kortikal sütunlarla (Bertin sütunları) ayrılırlar. Her minor kaliks, bir papilladan gelen idrarı toplar. Her piramitin tabanını üstten örten korteks parçası, kortikal kavis olarak adlandırılır. Makroskopik olarak kortekste 3 tip yapı gözlenir.1-Kırmızı, noktaya benzer yapıda renal korpüsküller, 2- kortikal labirent olan kıvrıntılı tubüller,  3-uzunlamasına çizgiler olan  ve renal piramitlerde yerleşik yapının kortekstteki devamları olan medullar ışınlar

Bir medulla piramiti, onu kaplayan korteks  bölgesi ve kortikal sütunlar ile  birlikte bir  böbrek lobunu oluşturur.  Yani, böbrek çok loplu bir organdır. Her medullar ışını çevreleyen kortikal labirent parçasıyla birlikte medullar ışın böbrek lobülüdür ve koni şekilli yapısıyla medulla içine doğru devam eder. 

ÜRİNİFER TÜBÜLLER

Böbreklerin fonksiyonel birimi, çok kıvrımlı bir yapı olan ve içinden geçen sıvıyı  idrara dönüştüren  ürinifer tübüllerdir.  Bu tübüller, embriyonik olarak farklı kökenlerden gelişen nefron ve toplayıcı tübül olmak üzere  2 parçadan oluşur.  Bir böbrekte 1.3 milyon nefron bulunur.  Bir kaç nefron, tek bir toplayıcı tübüle boşalır ve bir çok toplayıcı tübül  medullanın derin bölgesinde birleşerek  daha geniş duktusları oluştururlar.  Bu kanalların en genişi Bellini kanallarıdır ve area cribrosada renal papillayı delerler. 

            Ürinifer tübüller sıkıca paketlendiğinden, böbreğin bağ dokusu stroması azdır.  Ürinifer tübüller epitelyal yapıda olduğundan bağ dokusu yapısındaki stromadan bir bazal lamina ile ayrılır.   Bağ dokusunun çoğu, böbreğin  zengin kan damarlarına yataklık yapar. 

Nefron:İnsanda daha kısa olan kortikal nefron ve daha uzun olan ve renal korpüskülü kortekste, tübüler parçaları ise medullada yerleşik  juksta-medullar nefron olmak üzere  2 tip nefron bulunur.  Juksta-medullar nefronlar, tüm nefronların sadece % 15’ ini oluşturur.  Medulla, dış zon ve iç zona ayrılır.  Dış zon da dış stripe ve iç stripe olmak üzere ikiye ayrılır.  

            Juksta-medullar nefronlar, 40 mm uzunluğundadır.  Nefronu oluşturan bölümler, farklı fizyolojik işlevleri yerine getirmek üzere farklanmıştır.  Böbrek cisimciği (renal korpüskül), kandan gelen sıvıyı süzer.  Nefronun   tübüler kısımları (proksimal tübül, Henle kulpunun ince parçaları ve distal tübül) filtratı, idrar oluşturmak üzere değişikliğe uğratır. 

Böbrek Cisimciği (renal korpüskül): 250-250 µm çapında, yuvarlak-oval yapılardır. Bowman kapsülüne invagine olan kapiller yumağı yani glomerülden oluşur.  Nefronun genişlemiş ön bölümüdür.  Glomerül,  Bowman kapsülünün visseral tabakası ile tam temastadır. Visseral tabaka podosit adı verilen değişikliğe uğramış epitel hücreleri tarafından oluşturulur.  Bowman boşluğunun (üriner boşluk) dış duvarı, ince bir  bazal lamina üzerine oturan tek katlı yassı epitel yapısındadır ve paryetel tabaka  olarak adlandırılır.  Glomerülü oluşturacak damarın girdiği ve glomerülü oluşturduktan  sonra çıktığı bölge damar kutbu olarak bilinir.  Böbrek cisimciğinin proksimal tübül ile devam ettiği bölüm ise idrar kutbu olarak adlandırılır.  Glomerüle kanı, düz ve kısa  afferent arteriyol getirir ve glomerül, efferent   arteriyole drene olur.  Glomerül,  tamamen bir arteriyal kapillerler yataktır.  Afferent arteriyolün dış çapı, efferentten daha geniş olmasına rağmen lümen çapları hemen hemen eşittir.

            Efferent glomerülar arteriyol, kan akışına daha büyük direnç gösterir ve glomerülde diğer kapiller yataklardakinden daha fazla kapiller basınç oluşturur.          Glomerülden çıkan filtrat, kapiller endotel duvarı, bazal lamina ve Bowman kapsülünün visseral yaprağından oluşan filtrasyon bariyerini geçerek Bowman boşluğuna girer.

Glomerül:Glomerül, afferent glomerular arteriyolün dallarından oluşan anostomatik kapiller yumağıdır ve efferent glomerular arteriyole drene olur.  Afferent arteriyolün bağ dokusu bileşeni Bowman kapsülüne girmez.  Normal  bağ dokusu hücreleri, mezangial hücreler olarak adlandırılan özelleşmiş hücre tiplerine dönüşür. Ekstraglomerular ve intraglomerular mezangial hücreler olmak üzere iki grup hücre bulunur.  Ekstraglomerular mezangial hücreler, damar kutbunda yerleşiktir.  Perisite benzeyen intraglomerular mezangial hücreler ise renal korpüskül içinde yerleşiktir. 

            İntraglomerular mezangial hücreler fagositik hücrelerdir ve bazal lamina rezorbsiyonunda fonksiyon görürler.  Mezangial hücreler kontraktil de olabilirler Anjiotensin II gibi vasokonstriktör maddeler için reseptörleri vardır ve glomerül içindeki kan akışını azaltırlar.  Ayrıca, Bowman kapsülünün visseral tabakasının kapillerlere temas etmediği bölgelerde  glomerular kapillerleri de desteklerler. 

            Glomerülleri oluşturan kapillerler, fenestratalı kapillerlere benzerler.  Endotel hücreleri, çekirdeği içeren bölgeler haricinde çok yassılaşmıştır. Porları  genellikle diyafram içermez.  Porları geniştir ve 70-90 nm çapındadır.  Bu kapillerler, kanın şekilli elemanları ve fenestrata çapından büyük makromoleküller için (örneğin, molekül ağırlğı 69 000 dalton olan albumin için) bir bariyer olarak rol oynar.

Bazal Lamina:Glomerular bazal lamina, yaklaşık olarak 300 nm kalınlığındadır ve 3 tabaka içerir.  Ortadaki dens tabaka, lamina densa, 100 nm kalınlığındadır ve tip IV kollajen içerir.  Daha az elektron dens tabaka olan lamina rarae (lamina lucida), laminin, fibronektin ve polianyonik bir proteoglikan olan heparan sülfatı içerir ve lamina densanın her iki tarafında da yerleşiktir.  Bazı araştırıcılar, kapiller endotel hücreleri  ve lamina densa arasındakine  lamina rara  interna; lamina densa ile Bowman kapsülünün visseral yaprağı arasındakine ise lamina rara eksterna olarak adlandırır.  Fibronektin ve laminin; pedisellerin ve endotel hücrelerinin lamina densaya tutunmasını sağlar.

Bowman kapsülünün visseral yaprağı: Bu yapı, süzme işlevini gerçekleştirmek için ileri derecede değişikliğe uğramış epitel hücrelerince oluşturulur. Bu hücreler, primer (major) uzantılar olarak adlandırılan ve glomeruler kapillerlerin uzun ekseni boyunca onları takip eden ama sıkıca temas etmeyen  uzun sitoplazmik uzantılara sahip büyük hücrelerdir.  Her primer uzantı pedisel olarak da adlandırılan bir çok sekonder uzantı içerir.  Pediseller,  glomerüler kapillerlerin çoğunu sararken farklı podositlerin  komşu primer uzantıları ile de interdigitasyonlar yapar.

            Pediseller, negatif yüklü bir sialoprotein olan podocalyxin içeren iyi gelişmiş glikokaliks örtüsüne sahiptir.  Pediseller, bazal laminanın lamina rara eksterna tabakası üzerinde uzanır.  Pedisel sitoplazmaları organel içermez  ancak mikrotubul ve mikroflamentleri bulundururlar.  Komşu pediseller arasında 20-40 nm genişliğinde filtrasyon sliti olarak bilinen dar yarıklar bulunur. Filtrasyon slitleri, komşu pediseller arsında uzanan  6 nm kalınlığında ince bir slit diyaframla kapatılır ve filtrasyon (süzücü)  bariyerinin bir bölümü olarak işlev görür.  Slit diyaframda porlar bulunur. 

            Podositlerde, düzensiz biçimli çekirdek, Golgi kompleksi, GER sisternaları ve çok sayıda serbest ribozom bulunur. 

Filtrasyon Süreci: Fenestrata içinden geçerek glomerüler kapillerleri terk eden sıvı, bazal lamina tarafından süzülür.  Lamina densa daha büyük molekülleri (> 69 000 Dalton) yakalarken lamina rara’ nın polianyonları, negatif yüklü moleküllerin ve deformasyona uğrayamayan moleküllerin  geçişini engeller.  Lamina densaya giren sıvı, filtrasyon slitindeki diyaframın porlarından geçerek Bowman boşluğuna girer ve glomerular infiltrat olarak adlandırılır. 

            Daha  büyük molekülleri yakaladığında bazal lamina tıkanabileceğinden ve intraglomeruler mezangiyal hücreler devamlı olarak fagositoz yapmadığından hem podositler hem de glomerular endotelyal hücreler biriken maddeleri uzaklaştırır. 

KLİNİK İLİŞKİ

1-İdrarda albümin bulunması (albuminüri), glomerular endotelin geçirgenliğinin artışı sonucudur.  Nedenleri arasında damar harabiyeti, hipertansiyon, civa zehirlenmesi ve bakteriyel toksinlere maruz kalma sayılabilir.

2-Bazal lamina,  glomerülden süzülen antijen-antikor komplekslerinin birikimi nedeniyle veya antibazal membran antikorunun bazal lamina ile reaksiyonu sonucu bozulabilir ve glomerülonefrit tipleri ortaya çıkar. Bakteriyel enfeksiyondan sonra oluşan immün bileşikler, glomerüler hücrelerin (endotelyal ve mezangiyal hücreler) çoğalmasına yol açabilir ve nötrofiller ile monositleri kendilerine çekerler.  Akut proliferatif glomerulonefrit olarak bilinen bu durum, çocuklarda gözlenir ve genellikle tedavi ile  geri dönüşümlüdür.  Bu hastalık erişkinlerde daha ciddidir; hızlı ilerleyen (crescentik) glomerülonefrite dönüşebilir.  Crescentik glomerülonefritin tipik özelliği, ciddi glomerüler harabiyete yol açan glomerüler hücre döküntülerinin bulunmasıdır.  Bowman kapsülünün paryetel hücrelerinin çoğalması ile Bowman boşluğuna göç eden nötrofiller ve lenfositler ortaya çıkar.  Hem hücresel crescentler hem de fibrin birikimleri glomerüler kapillerleri sıkıştırır.

3-Lipoid nefrosis vakalarında, bazal lamina antikorlarla kalınlaşmaz ama komşu pedisellerin  birbirleri ile kaynaştığı görülür.  Çocuklarda en çok görülen böbrek hastalığıdır.

PROKSİMAL TÜBÜL

Proksimal tübül,  kıvrımlı (pars contorta) ve düz parça (pars recta) olmak üzere iki parça içerir. 

            Bowman boşluğu, idrar kutbunda proksimal tübüle drene olur.  Bu bağlantı bölgesinde (boyun bölgesi),  Bowman kapsülünün paryetel tabakasının tek katlı yassı epiteli,  tübülün tek katlı kübik epiteli ile bağlanır.  14 mm uzunluğunda ve 60 µm çapındaki proksimal tübül, korteksin büyük bir bölümünü oluşturur.   Proksimal tübülün yoğun kıvrımlı bölümü renal korpüsküllere yakın yerleşimlidir ve pars convulata (proksimal kıvrıntılı tübül) olarak adlandırılır.  Kısmen daha düz olan kısmı pars recta ise ( Henle kulpunun inen kalın kolu) korteks içindeki medullar ışınlarla aşağıya iner ve medullada dış ve iç striplerin birleşme hattında  Henle kulpu ile devam eder. 

            Proksimal tübülün kıvrımlı parçası, eozinofilik, granülar sitoplazmalı tek katlı kübik epitel ile döşelidir.  Çizgili kenarlı hücrelerdir.  Lateral hücre membranları genellikle birbirleriyle interdigitasyonlar yaptıklarından ışık mikroskobunda izlenemez.  Hücre yükseklikler fonksiyonel durumlarına bağlı olarak alçak kübikten yüksek kübik epitele kadar değişebilir.

            Proksimal kıvrımlı tübüller, ideal fiksasyonla, geniş ve açık lümenler ve mikrovillusların kaybı olmaksızın hücreleri izlenebilir.   Parafin kesitlerde lümenler kapalı olarak izlenebilir. Hücreler PAS reaksiyonu ile iyi izlenebilen bazal membran üzerine oturur.  İnce yapı özelliklerine göre 3 tip  bölge bulunur.

*Kıvrımlı tübülün ilk 2/3’ lük bölümü S₁ olarak;

*Geri kalan kıvrımlı tübül parçası ile pars rectanın büyük kısmı S₂ olarak;

*Geri kalan pars recta bölümü S₃ S₁ bölgesini oluşturan hücreler, uzun (1.3-1.6 µm), sıkıca paketlenmiş mikrovillileri ve apikal kanaliküller olarak adlandırılan  ve apikal sitoplazmaya doğru uzanan intermikrovillar caveola sistemlerini içerir.  Bu sistem, aktif diüresis sırasında daha yoğun olduğundan glomerular ultrafiltratın tubuler temizlenmesi sırasında proteinlerin geri emiliminde fonksiyon gördüğü düşünülmektedir.  Bu hücrelerde mitokondri, Golgi apparatus ve diğer hücre organelleri bulunur. Lateral ve bazal uzantıları hücrenin tüm yüksekliği boyunca uzanabilir.  Bu uzantılar uzun ve dardır ve genellikle uzun ve tubuler tip mitokondriler içerirler.

            S₂ bölgesini oluşturan hücreler, S₁ bölgesinin hücrelerine benzer ancak  daha az mitokondri ve apikal kanalikül  ve daha az ve daha kısa interselüler uzantılar içerirler. 

            S₃ bölgesini oluşturan hücreler, birkaç mitokondrili alçak küboidal hücrelerdir.  Seyrek interselüler uzantılar içerirken apikal kanalikülleri bulunmaz.

            Proksimal hücrelerce sodyumun % 67-80’ si kadarı, klor iyonları ve su, glomerular ultrafiltrattan geri emilerek  bağ dokusu stromaya aktarılır.  Sodyum; bazolateral  hücre membranında bulunan Na⁺K⁺ ATP-az  ile ilgili sodyum pompasıyla aktif olarak hücre dışına pompalanır.  Na⁺,  elektriksel nötraliteyi sürdürmek için  klor iyonları  ve osmotik dengeyi sürdürmek için de su moleküllerince  takip edilerek onlar da geri emilir.  Ek olarak,  glomerular ultrafiltrattan glukozun tamamı,  amino asitler ve proteinlerin tamamı geri emilir.  Proksimal tübül aynı zamanda organik katı maddeleri, ilaçlar ve toksinler gibi vücuttan hızla uzaklaştırması gereken maddeleri de elimine eder.

Henle Kulpunun Kolları: Proksimal tübülün pars rectası, Henle kulpunun ince kolu ile devam eder.  Çapı 15-20 µm olan bu ince tübülün hücreleri, 1.5-2 µm yüksekliğinde tek katlı yassı epitel hücreleridir.  İnce segmentin uzunluğu nefronun yerleşimine bağlı olarak değişir.  Kortikal nefronlarda 1-2 mm uzunluğunda veya hiç bulunmazken, jukstamedullar nefronlarda 9-10 mm uzunluğundadır.  Saç tokası biçiminde bir  kangal oluşturarak medulla derinliklerine hatta pelvis renalise kadar iner.  Proksimal tübülün pars rectası ile devam eden kangal bölgesi, Henle kulpunun inen ince kolu olarak adlandırılır.  Saç tokası biçimli bölgesi;  Henle Kangalı (kulpu); Henle Kangalını, distal tübülün pars rectasına bağlayan bölümü ise Henle kulpunun çıkan ince kolu olarak adlandırılır.

            İnce kolları oluşturan hücrelerin çekirdekleri lümene doğru çıkıntı yapar.  Mikroskop incelemelerinde kapillerlerle  karıştırılabilir ama hücreleri daha kalındır, çekirdekleri daha soluk boyanır ve lümenlerinde kan hücresi bulunmaz.  Bir kaç kısa mikrovilli ve çekirdeği çevreleyen sitoplazmada az sayıda mitokondri içerirler. Bazal kısımlarından çıkan  çok sayıda hücre uzantısı komşu hücrelerle interdigitasyonlar yapar. 

            Henle kulpunun farklı bölgelerinde ince yapı özellikleri farklı, hepsi yassı hücreler olan  4 tip (Tip I, II, III, IV) hücre bulunur. 

            Henle kulpunun inen ince kolu, suya çok geçirgendir.  Üre, sodyum, klorür ve diğer iyonlara ise  geçirgendir.  Çıkan ve inen bölümler arasındaki en büyük farklılık, çıkan ince kısmın suya kısmen geçirgen olmasıdır. 

DİSTAL TÜBÜL

Pars recta ve pars convulata (distal kıvrımlı tübül) olmak üzere iki kısım içerir. Pars recta, Henle kulpunun çıkan ince kısmının devamıdır ve Henle kulpunun çıkan kalın kolu olarak da bilinir. 

            Çıkan kalın kol ve distal kıvrıntılı tübül arasındaki distal tübülün değişikliğe uğramış kısmı macula densa olarak adlandırılır.

            Henle kulpunun çıkan kalın kolu 9-10 mm uzunluğunda ve 30-40 µm çapındadır.  Çıkan ince kolla medullanın iç zonundaki iç stripe kavşağında birleşir ve kortekse ulaşmak için medulla içinden düz olarak yükselir.  Çıkan kalın segmenti oluşturan alçak kübik biçimli epitel hücreleri merkezi olarak yerleşik yuvarlak veya kısmen oval çekirdekli ve az sayıda mikrovillusludur.  Bu hücrelerin yan yüzleri birbirleri ile interdijitasyonlar yapmasına rağmen komşu hücreler arasındaki ilişki proksimal kıvrımlı tübüllerdekiler gibi değildir.   Bazal interdijitasyonlar biraz daha fazla olmasına karşın mitokondri sayısı proksimal kıvrımlı tübüllerdekinden daha fazladır.  Ayrıca komşu hücrelerle kuvvetli zonula occludensler içerirler.

            Çıkan kalın kol su ve üreye geçirgen değildir.  Hücrelerinde tübül lümeninden klorürün aktif taşınımı için klorid ( belki sodyum)  pompaları bulunur.  Distal tübüldeki filtrat, böbrek korteksine ulaştığında tuz yoğunluğu düşükken üre yoğunluğu yüksek olarak kalır.

            Henle kulpunun çıkan kalın kolu kendi böbrek cisimciği yakınından geçerken, afferent ve efferent arteriyol arasında bulunur.  Distal tübülün bu kısmı macula densa olarak adlandırılır. 

            Distal kıvrımlı tübüller, 4-5 µm  uzunluğunda, 25-45 µm çapındadır.  Lümenleri geniş ve açıktır.   Proksimal tübüllere göre soluk ve granüler sitoplazmalı hücreler bulundururlar.  Hücreler daha dar olduğundan, enine kesitlerde daha çok çekirdek görülür.  Az sayıda mikrovilli içerirler.  Çekirdekler apikal yerleşimli, yuvarlakça ve 1-2 dens çekirdekçik içerirler. Mitokondriler ve bazal interdigitasyonlar,  Henle kulpunun çıkan kalın kolundaki kadar çok değildir.

            Distal kıvrımlı tübüller, proksimal kıvrımlı tübüllerden daha kısa olduğundan korteks kesitlerinde  daha az  (7/1 oranında) izlenirler. 

            Distal kıvrıntılı tübüller, genellikle kendi böbrek cisimciklerinden hafifçe düz olarak yukarıya çıkıp toplayıcı tübüllerin kavislenen kısmına drene olurlar. 

            Çıkan kalın kola benzer olarak, distal kıvrımlı tübüller su ve üreye geçirgen değildir.  Ancak hücrelerinin bazolateral membranlarındaki yüksek Na⁺-K⁺ ATP-az aktivitesi, sodyum-potasyum değişim pompalarını kuvvetlendirir.  Aldosteron hormonuna yanıt olarak, bu hücreler tübül lümeninden böbrek interstitumuna geri kalan tüm sodyumu (ve pasif olarak kloriti) aktif olarak geri emerler.  Ayrıca, potasyum ve hidrojen iyonlarını aktif olarak lümene vererek ekstraselüler  vücut sıvı potasyum düzeyini ve idrarın asiditesini kontrol eder.

JUKSTAGLOMERÜLAR APARATUS

            Jukstaglomerular apparatusu 3 yapı oluşturur:

*Distal tübülün macula densa’ sı

*Komşu afferent (nadiren efferent)  glomerular arteriyolün jukstaglomerülar hücreleri

*Ekstraglomerular mezangiyal hücreler (polkissen hücreler=lacis hücreler=kutup yastıkçıkları=Gormagtigh hücreler)

Macula densa hücreleri dar ve yüksek olduğundan, diğer distal tübüle göre hücre çekirdekleri birbirlerine daha yakın bulunurlar ve ışık mikroskobunda dens noktalar şeklinde izlenirler.  Çekirdekleri merkezi yerleşimlidir.  Çok sayıda mikrovilli ve küçük mitokondriler ve çekirdeğin altında uzanan Golgi kompleksi içerirler. 

            Jukstaglomerular hücreler, afferent arteriyolün (nadiren efferent arteriyol) tunica media tabakasında bulunan değişikliğe uğramış düz kas hücreleridir.  Çekirdekleri oval yerine yuvarlaktır.  Sitoplazmalarında bir proteolitik enzim olan renin granülleri içerirler.  Ayrıca bu hücrelerde anjiyotensin-dönüştürücü enzim (ACE), anjiyotensin I ve anjiyotensin II de bulunur. 

            Jukstaglomerular hücreler ve macula densa hücreleri arasında normalde epitel ve diğer dokular arasında bulunması gereken bazal lamina bu noktada olmadığından JG hücreler ve macula densa hücreleri  birbirlerine temas ederler.

             Ekstraglomerular mezangiyal hücreler, afferent ve efferent arteriyol, macula densa ve böbrek cisimciğinin idrar kutbunun sınırladığı alanda bulunur. Nadir granülleri bulunur ve intraglomerular mezangiyal hücrelerin devamıdır.

TOPLAYICI TÜBÜLLER

            Toplayıcı tübüller, nefronun bir bölümü değildir.  Embriyonik orjinleri farklıdır, gelişimin ilerleyen dönemlerine nefronla karşılaşarak birleşir ve kesintisiz bir yapı oluştururlar.   Birkaç nefronun distal kıvrıntılı tübülleri kısa bir toplayıcı tübül oluşturmak üzere birleşirler.  Toplayıcı tübüle giren glomerular infiltrat değişikliğe uğrar ve medullar papillaya taşınır.  Toplayıcı tübüller, 20 mm uzunluğundadır ve kortikal, medullar ve papillar olmak üzere 3 bölge içerirler.

            Kortikal  toplayıcı tübüller, medullar ışınlarda yer alır ve 2 tip kübik hücre içerirler.

1-Esas hücreler (principal hücreler): Oval ve merkezi yerleşimli çekirdekleri, az sayıda küçük mitokondriaları ve seyrek mikrovilliye sahip hücrelerdir.  Bazal membranlarında bir çok katlantı vardır.  Lateral hücre membranları plili olmadığından ışık mikroskopla belirgin olarak izlenirler. İşlevleri bilinmemektedir.

2-İnterkalat hücreler: 50-200 nm çapında çok sayıda apikal vezikülleri, apikal hücre membranlarında küçük mikroplakalar ve çok sayıda mitokondrileri olan hücrelerdir.  Bu hücrelerin çekirdekleri yuvarlak ve merkezi yerleşimlidir.  Hidrojen iyonlarını aktif olarak taşıyarak ve salgılayarak vücudun asit-baz dengesini ayarlarlar.

            Medullar toplayıcı tübüller,  bir çok kortikal tübülün birleşmesi ile oluştuklarından daha geniş çaplıdır.  Medullanın dış zonundakiler, kortikal toplayıcı tübüllere  hem esas hem de interkalat hücreleri bulundurduklarından benzerdir.  Medullanın iç zonundakiler sadece esas hücreleri içerirler.

            Papillar toplayıcı tübüller (Bellini kanalları), birkaç medullar toplayıcı tübülün birlikte akışı ile oluşan bu yapılar 200-300  µm çapında geniş kanallardır.  Papilla renalisin area cribrosa bölgesinde idrarı minör kalikslere aktarırlar.  Bu kanallar sadece yüksek prizmatik esas  hücrelerce döşenirler. 

            Toplayıcı tübüller, suya geçirgen değildir.  Ancak antidiüretik hormon (ADH) varlığında suya ( bir derece üreye de) geçirgen olurlar.  ADH yokluğunda, idrar bol ve hipotonik; varlığında ise idrar hacmi düşüktür ve idrar yoğundur.

BÖBREK İNTERSTİTİUMU

            Böbrekler, kollajen liflerin arasında bir miktar elastik lif içeren düzensiz sıkı bağ dokusu ile kuşatılmıştır.  Bu kapsül, alttaki böbrek korteksine sıkıca bağlanmaz.  Kan damarları hilumdan girerken bazıları kapsülden kaynaklı  ince bir bağ dokusu ile çevrelenirler.  Kortikal bölgede sadece ürinifer tübülleri saran bazal membranlar ile onların kan kaynağının etrafında ince bir bağ dokusu bulunur.  Bağ dokusunda fibroblastlar ve makrofajlar çoktur.

            Medullada korteksten daha çok  interstitial bağ dokusu bulunur. Ürinifer tübüller ve kan damarları bağ dokusuna gömülü olarak bulunur.  Bağ dokusunda, fibroblastlar,  makrofajlar ve interstisyal hücreler bulunur.

            İnterstisyal hücreler, merdiven gibi biri diğerinin üstüne gelecek şekilde dizilirler.  Düz toplayıcı tübüller ve Bellini kanalları arasında çok bulunurlar.  Bol lipit damlacıkları içeren, uzun çekirdeklere sahip hücrelerdir.  Bu hücrelerin  kan basıncını düşüren bir vazodilatatör olan ve karaciğerde medullipin II ye dönüştürülen medullipin I ‘i sentezlediklerine inanılır. 

Böbrek Dolaşımı: Arteriyel Kaynak

            Böbrekler, abdominal aortanın dalı olan renal arterden zengin kan alır.  Hiluma girmeden önce, renal arter önce anterior ve posterior olmak üzere ikiye; ardından 5 segmental artere dallanır.  Segmental arterler, diğer segmental arterlerle anastomoz yapmazlar.  Bu damarların birinden  akan kan kesilirse o damarın beslediği alan kanlanamaz.  Bu nedenle böbreğin her segmentin özel bir arterle beslendiği vasküler segmentlere bölündüğü söylenebilir. 

            Segmental arterler lobar arterlere dallanır.  Lobar arterler, renal piramitler arasında kortikomedullar kavşağa doğru akan  2-3 kadar interlobar artere dallanır.  Kortikomedullar kavşakta bu arterler arkuat arterleri oluştururlar. 

            Arkuat arterlerin önceleri birbirleriyle anastomoz yaptığı düşünülürken son çalışmalarda bu arterlerin terminal dallarının birbirleriyle bağlantı kurmadığı gösterilmiştir.  Bunun yerine terminal dallar, diğer arkuat arter dalları gibi kortekse çıkarak interlobular arterleri oluşturur.

            İnterlobular arterler, kortikal labirentlerde komşu medullar ışınlar arasında yaklaşık olarak yolun yarısına kadar çıkarlar.  İki lobül arasında yol alırlar.  İnterlobular arterlerden bir çok dal ayrılır. Bu dallar böbrek cisimciğinin glomerüllerini kanlandıran afferent glomerülar arteriyollerdir.  İnterlobular arteriyollerin bir kısmı korteks içinden yükselerek kapsülü deler ve kapsülar pleksusun oluşumuna katılırlar.  İnterlobular arterlerin çoğu afferent glomerular arteriyoller olarak sonlanırlar.

            Her glomerül, efferent glomerülar arteriyole drene olur.  Jukstamedullar nefronların glomerüllerine ve kortikal nefronların glomerullerine drene olan 2 tip efferent glomerülar arteriyol vardır.

            Kortikal nefronların efferent glomerülar arteriyolleri kısadır ve peritübüller kapiller şebekeyi oluşturmak üzere dallanırlar.  Bu kapiller yatak, glomerüller hariç tüm kortikal labirenti kanlandırır.  Peritübüller kapiller şebekenin endotel hücreleri (belki korteks ve dış medullanın bağ dokusu hücreleri) eritropoietin hormonunu  sentezler ve salgılarlar. 

            Korteksin alt  ¼’ lük bölümünde yer alan glomerüller gibi jukstamedullar nefronların glomerüllerinden köken alan efferent glomerular arteriollerin her biri 10-25 kadar uzun, saç firketesi biçiminde medulla derinliklerine inen kapillerleri oluştururlar.  İnen kolları arteria rectae, çıkan kolları  vena rectae olarak adlandırılır. Bu damarlar sıklıkla basitçe vasa recta olarak da adlandırılır. Henle kulpunun  iki kolu ve toplayıcı tübülleri takip eden ve  etrafında dolanan Vasa recta’nın saç firketesi biçimli şekli, idrar  yoğunluğunun fizyolojisi için gereklidir.

Böbrek Dolaşımı: Venöz  Drenaj

Vena recta, kanı arkuat venlere aktarır. Kan medulladan drene olur.  Korteksteki kan yıldız biçimli subkapsüler ven sistemi olan ve interlobular venlerin dalları olan stellat venlerde toplanır. İnterlobüler arterler efferent glomerular arteriyolden de kan alırlar.  Aynı adlı arterlere paralel olan İnterlobuler venler kanlarını arkuat venlere taşırlar.  Yani, arkuat venler hem medullaya hem de kortekse drene olurlar.  Arkuat venler, interlobar venlerin dallarıdır ve hilum yakınında birleşerek renal veni oluştururlar. Bu ven kanı vena cava inferiora aktarır.  Aynı adlı arterler olmasına karşın lobar ve segmental venler bulunmamaktadır.

Böbrek Dolaşımı: Lenfatik Kaynak

Böbreklerin lenfatik kaynağı tam olarak anlaşılamamıştır.  Çoğu lenfatik damarın geniş arterleri takip ettiğine inanılmaktadır.  Bir çok araştırıcı böbreklerin lenfatik kaynağının subkapsüler bölgede ve medullada olmak üzere yüzeyel ve derin olarak yerleştiğine inanır.  Yüzeyel ve derin sistem, hilum yakınında  birbirleri ile birleşerek veya birleşmeyerek daha geniş lenfatik trunkusları oluştururlar.  Vena cava ve abdominal aorta yakınındaki lenf nodları, böbreklerden lenfi alırlar.  Kortekste  geniş arterleri  takip etmeyen lenf damarları vardır  fakat lenflerini hilumdaki lenf damarları pleksusuna boşaltırlar.

Böbreklerin İnnervasyonu: Böbreğe gelen çoğu lif miyelinsiz, sempatik liflerdir.  Bu lifler renal arter etrafında yol alarak pleksus oluştururlar.  Bu fibrillerin hücre gövdeleri olasılıkla aortik ve celiac pleksuslarda yerleşiktir. Sempatik liflerin dalları,  renal arteriyal dalları   innerve eder.  Sempatik lifler, böbrek tübüllerinin epiteline, jukstaglomerular ve interstisyal hücrelere  ve böbrek kapsülüne de gelirler.  Duysal fibriller ve parasempatik lifler ( olasılıkla N.vagus’ tan) de böbreklerde bulunur.

BÖBREKLERİN GENEL İŞLEVLERİ

Böbreklerin, vücut sıvısının içeriği ve hacminin düzenlenmesi yanı sıra boşaltımda da rolleri vardır.  Özellikle, katı bileşenleri ( sodyum, potasyum, klorit, glukoz ve amino asitler gibi) ve asit-baz dengesini düzenlerler.  Terleme ile fazla miktarda sıvının kaybedildiği yaz mevsiminde, üriner output hacimce azalır ve osmolaritece artar.  Kış aylarında ise terleme ile sıvı kaybı az olduğundan  üriner output hacimce artar ve idrar seyreltiktir.

            Böbrekler ayrıca, detoksifiye edilmiş son ürünleri atar, idrarın osmolaritesini düzenler ve eritropoietin, medullipin I, renin ve prostaglandin gibi maddeleri de salgılar.

            Sonuç olarak, böbrekler kan basıncını düzenler ve kalsiyum taşınımını kontrol eden vitamin D’nin dihidroksikolikalsiferole dönüşümünü sağlar.

İDRAR OLUŞUM MEKANİZMASI

İki böbrek, renal arterler geniş ve abdominal aortanın direkt dalları olduğundan  dolaşımdan önemli miktarda kan alır.  Bir fruktoz polimeri olan inulin, glomerular filtrasyon hızını (GFR) ölçmede kullanılır.  Her 5 dakikada bir tüm kan iki böbrekten geçer.  Dakikada 1220 ml kan her iki böbreğe girer, 125 ml/  dakika glomerular filtrat oluşur.  Her gün 180 litre glomerular filtrat oluşur sadece 1.5-2 litresi idrar olarak atılır.  Her gün 178 litre böbreklerden geri emilir ve sadece total glomerular filtratın % 1 kadarı atılır.

Böbrek Cisimciğinde  Filtrasyon: Kan afferent arteriyolden glomerül içine geçerken farklı basınçtaki bir bölge ile karşılaşır.  Burada kapiller içi kan basıncı Bowman boşluğundan daha fazla olduğundan sıvıyı kapillerden boşluğa doğru zorlar.  Bowman boşluğuna giren sıvı glomerular  ultafiltrat olarak adlandırılır.  Filtrasyon bariyeri 3 bölümlü (endotel hücresi, bazal lamina, filtrasyon slit veya diyaframı) olduğundan, hücresel materyel ve büyük makromoleküller glomerulu terk edemez.  Ultrafiltrat plazmaya benzerdir (içerdiği maddelere bakılmaksızın).  69 000 daltondan büyük olan moleküller (örneğin albumin) bazal lamina tarafından yakalanır.  Moleküler ağırlığa ek olarak, molekül şekli ve molekülün elektrik yükü ve filtrasyon bariyerinin fonksiyonel durumunun hepsi birlikte bir molekülün bariyeri geçme yeteneğini etkiler.  Filtrasyon bariyeri negatif yüklü bileşenler içerdiğinden negatif yüklü moleküller pozitif yüklülere göre daha zor geçerler. 

Proksimal Tübülde Geri Emilim:  İdrar kutbu yoluyla proksimal kıvrıntılı tübüle girmek için Bowman boşluğunu terk eden ultrafiltrat, burada değişikliğe uğramaya başlar.  Proksimal tübül lümeninden geri emilen materyeller, tübül epitel hücrelerine girerler ve buradan interstisyal bağ dokusuna ekzositozla verilirler. Burada,  geri emilen maddeler zengin  kapiller şebekeye girer ve kan dolaşımı yoluyla vücuda geri döner.

            Ultrafiltrattan emilen materyelin çoğu proksimal tübülde görülür.  Normal olarak, proteinlerin, glukozun, amino asitlerin ve kreatininin  % 100’ü; bikarbonat iyonlarının hemen hemen tamamı; sodyum ve klor iyonlarının ve suyun  % 67-80’i proksimal tübülde geri emilir. 

            Proksimal tübül hücrelerinin bazolateral plazma membranındaki Na⁺-K⁺ ATP-az la kuvvetlendirilmiş sodyum pompaları, sodyumu böbrek interstisyumuna pompalar.  Bazolateral membranda sodyum iyonlarının hücre dışına hareketi, tübül lümenindeki sodyumun ultrafiltratı terketmesini ve hücreye, hücrenin apikal membranından girmesine yol açar.  Bu durumda, net sodyum haraketi ultrafiltrattan böbrek bağ dokusu içine doğrudur.    Elektriki nötraliteyi sürdürmek için, klor iyonları pasif olarak sodyumu takip eder.  Osmotik eşitliği sağlamak için de su, pasif olarak sodyumu takip eder (osmoz ile).

            Proksimal tübül hücrelerinin apikal plazma membranlarındaki ek enerji-gerektiren pompalar, amino asitler ve glukozun  sodyumla birlikte  renal interstisyuma birlikte taşır.

Pinositotik veziküllerle hücreye getirilen proteinler, lizozomal enzimlerle endosomlar içinde parçalanır.

            Her gün 140 gram glukoz, 430 gram sodyum, 500 gram klorit, 300 gram bikarbonat, 18 gram potasyum iyonu  ve 142 litre su proksimal tübüllerden geri emilir.

            Proksimal tübül aynı zamanda bazı maddeleri tübüler lümene salgılar.  Bu maddeler arasında H⁺ iyonları, amonyak, fenol red, hippürik asit, ürik asit, organik bazlar, etilendiamintetraasetat ve penisilin gibi bazı  ilaçlar sayılabilir.

Henle Kulpu ve Ters Akım Çoğaltıcı Sistem: Glomerular ultrafiltratın osmolaritesi dolaşımdaki kanla aynıdır.  Bu osmolarite proksimal tübül tarafından değiştirilmez çünkü su, lümeni iyon hareketine yanıt olarak  terkeder.  Oluşan idrarın osmotik basıncı, kandan farklıdır.  Differensiyel osmotik basınç, ürinifer tübülün geri kalan bölgelerinde oluşturulur.  İlginç olarak, idrarın osmolaritesi ve hacmi değiştiğinden böbreklerin bu faktörleri ayarladığını göstermektedir.

            Kortikomedullar kavşaktan medulla derinliklerine doğru artan osmolarite gradyanı, renal medullar interstisyumda sürdürülür. Jukstamedullar nefronların uzun Henle kulpları, ters akım çoğaltıcı bir sistem yoluyla bu osmotik gradyanın oluşturulması ve sürdürülmesine yardımcı olur.  Henle kulpunun inen ince kolunun hücreleri suya ve tuzlara serbestçe geçirgendir.  Bundan dolayı, su hareketi, kendi mikroçevresinde osmotik kuvvetlere etki eder.  İnce çıkan kol, suya kısmen geçirgen değildir, fakat tuzlar interstisyumun durumuna bağlı olarak tübüle girebilir veya tübülü terk edebilir.  Bu noktada üre, Henle kulpunun ince kollarına girer. 

            Henle kulpunun kalın çıkan kolu suyu hiç geçirmez; ama, bir klorid pompası, klor iyonlarını tübül lümeninden uzaklaştırır ve bu iyonlar interstisyuma girer.  Sodyum iyonları elektriksel nötraliteyi korumak için pasif olarak takip eder (bazı araştırıcılar bir sodyum pompasının da olduğunu ileri sürerler).  Filtrat  yükselirken, daha az  iyon içerir; bu nedenle, interstisyum dışına transfer edilebilecek olan tuz miktarı azalır.  Tuz yoğunluğu gradyanı en yüksek interstisyal osmolaritenin olduğu medullanın derinindedir ve interstisyum osmolaritesi kortekse doğru azalır. 

            Medulla, Henle kulpunun ince ve kalın kolları ve toplayıcı tübüllerle sıkıca paketlendiğinden  oluşan osmolarite gradyanı her tarafa yaygındır ve tüm tübülleri eşit olarak etkiler. 

            Kısaca özetlersek;

*Ultrafiltrat, proksimal tubulün pars rectasını terk ettiğinde kanla izotoniktir.

*Henle kulpunun ince inen segmentinde  ultrafiltrat inerken, interstisyumdaki osmotik gradyana yanıt olarak su kaybeder (azalan hacim  ve artan osmolarite) ve lümendeki filtrat, çevredeki bağ dokusu ile az çok eşitlenir.  Yüksek osmolariteli bu sıvı şimdi  suya çoğunlukla geçirgen olmayan  fakat tuzlara geçirgen olan Henle kulpunun çıkan ince kolunda yükselmektedir.  Ultrafiltatın hacmi değişmez (yani ultrafiltrat girdiği miktarda çıkar) fakat tübül içindeki ultrafiltatın osmolaritesi , interstisyumun osmolaritesine  ayarlanır.

*Henle kulpunun çıkan kalın koluna giren sıvı, suya geçirgen olmayan fakat klorid iyonlarını lümenden hareket ettiren ve sodyum iyonlarının da pasif olarak takip ettiği (belki de aynı zamanda aktif olarak)  bir klor pompasına sahip bölgeden geçer.  Su lümeni terk edemediğinden ultrafiltrat hipotonikleşir fakat hacmi çıkan kalın kolda kortekse yükselirken değişmez. Çıkan kalın kolun lümeninden bağ dokusuna aktarılan klor ve sodyum iyonları, dış medullanın interstitumundaki konsantrasyon gradyanının oluşturulmasından sorumludur. 

JUKSTAGLOMERULAR APPARATUSTAKİ FİLTRATIN  MONİTORİZE EDİLMESİ

            Macula densa hücreleri olasılıkla filtrat hacmini ve sodyum konsantrasyonunu takip eder.   Eğer sodyum konsantrasyonu spesifik eşiğin altındaysa, makula densa hücreleri 2 olay gerçekleştirir.

1-Afferent arteriyolun genişlemesine yol açarak glomerule kan akışını artırırlar.

2-Jukstaglomerular hücreleri uyararak renin enziminin dolaşıma verilmesini sağlarlar.

            Renin, kan dolaşımında normal olarak bulunan anjiyotensinojeni bir dekapeptit olan ve ılımlı bir vasokonstriktör olan  anjiyotensin I ‘ e dönüştürür.  Akciğer kapillerlerinde ve daha az miktarlarda da böbrekler ve diğer organlarda bulunan anjiyotensin-dönüştürücü enzim (ACE), anjiyotensin I’i bir çok biyolojik etkisi olan bir oktapeptit hormon olan anjiyotensin II’ ye  dönüştürür. Kuvvetli bir damar büzücü olan anjiyotensin II, kan damarlarının lümen çapını daraltır.   Efferent glomerular arteriyolde daralma ve glomerül içindeki basınçta artma olur.  Artan kan akış hacmi ile birlikte artan intraglomerular basınç, glomerular filtrasyon hızını artırır.  Anjiyotensin II aynı zamanda adrenal korteksten aldosteron hormonunun salınımını etkiler.  Aldosteron, özellikle distal kıvrıntılı tübül hücrelerini etkiliyerek onların daha fazla sodyum ve klor iyonlarını resorbe etmesini sağlar.

 

KLİNİK İLİŞKİ

*Kronik essential hipertansiyonun nedenlerinden biri, anjiyotensin II ‘nin artmış düzeyde bulunmasıdır. Nedeninin önceleri jukstaglomerular hücrelerden fazla renin salınımı ile ilgili olduğuna inanılıyordu.  Şimdilerde, daha çok anjiyotensin-dönüştürücü enzim nedeniyle olduğu görülmüştür.

TOPLAYICI TÜBÜLLERDE FİLTRATTAN SU ve ÜRE KAYBI

            Toplayıcı tübüle girmek için distal kıvrıntılı tübülü terkeden filtrat hipotoniktir.  Toplayıcı tübül medulladan, area cribrosaya ulaşmak için geçerken, Henle kulpunun çıkan ve inen kollarındaki gibi aynı osmotik gradyanla karşı karşıya kalır.  Antidiüretik hormon (ADH) yokluğunda, toplayıcı tübül hücreleri ve daha az oranda da distal kıvrıntılı tübül hücreleri suya hiç  geçirgen değildir. Bu nedenle filtrat veya idrar toplayıcı tübüllerde değişikliğe uğramaz ve idrar seyreltik olarak (hipotonik ) kalır.

            ADH etkisi altında, toplayıcı tübül hücreleri ( insan ve maymunlar dışında olan diğer hayvanlarda distal kıvrıntılı tübüller ) su ve üreye serbestçe geçirgen hale gelir.  Filtrat, renal medulla içinden toplayıcı tübüle inerken, firkete biçimli Henle kulpunun ve vasa recta tarafından oluşturulan osmotik gradyanla karşılaşır ve su, toplayıcı tübülden çıkarak interstituma girer.  Dolayısıyla, ADH varlığında idrar, yoğunlaşır ve hipertonikleşir.

            Ayrıca, üre yoğunluğu toplayıcı tübül lümeninde oldukça artar ve ADH varlığında, iç medulla interstitumuna pasif olarak girer. İç medulladaki interstisyumdaki konsantrasyon gradyanının çoğu sodyum ve klor yerine üre nedeniyledir.

VASA RECTA ve TERS AKIM DEĞİŞTİRİCİ SİSTEM

            Vasa recta, medulladaki osmotik gradyanın sürdürülmesine yardımcı olur.  Çünkü hem arteriyal hem de venöz kollar su ve tuzlara serbestçe geçirgendir.  Ayrıca, arteriyel kolun lümen çapı, venöz koldan daha küçüktür.   Bu nedenle, kan arteriyel koldan aşağıya doğru akarken su kaybeder ve tuzlar eklenir. Venöz kol yoluyla geri dönerken tuzlarını kaybeder ve su katılır ve bir ters akım değiştirici sistem olarak hareket eder.

            Bu mekanizma, osmotik gradyan sisteminin undisturbed olarak kalmasını sağlar.  Çünkü,  damarlardaki kanın osmolaritesi,  aşağı yukarı  interstisyumla eşittir.  Öte yandan arteriyel kol ile getirilen tuzların ve sıvının hacmi venöz koldan uzaklaştırılandan daha azdır.  Bu değişim sistemi, renal medulladaki konsantrasyon gradyanı nedeniyle  su ve tuzun geri emilerek vücuda dönmesine yol açar.

BOŞALTIM YOLLARI

            Üriner sistemin boşaltım yolları, minör ve majör kaliksler, pelvis renalis, üreter, vesica urineria (tek) ve üretradan (tek) oluşur.

Kaliksler: Her renal piramitin renal papillası huni biçimli odacık olan  ve Bellini kanalını area cribrosada terk eden idrarı alan minör kalikslere açılır.  Minör kalikse doğru uzanan piramitin tepesi, idrarı altındaki interstisyal bağ dokusundan ayıran bir bariyer olarak hareket eden değişici epitel ile döşelidir.  Lamina propria’nın derininde tamamen   düz kastan oluşan bir tabaka  bulunur.  Bu kas tabakası idrarı  major kalikse doğru hareket ettirir.  Major kaliksler 3-4 kadar daha büyük huni biçimli odacıklardır. Her major kaliks, 2-4 kadar minör kaliksten idrarı alır.  Major kalikslerin yapısı ve üreterlerin genişlemiş proksimal parçası olan pelvis renalisin yapısı  minör kalikslere  benzer.  Boşaltım yollarının duvarları, minör kaliksten vesica ürineria’ ya doğru kalınlaşır.

URETER

            Her üreter 3-4  mm çapında, 25-30 cm uzunluğundadır.  Tunika mukoza, tunika muscularis ve tunika adventisya olmak üzere 3 tabaka içerir.

            Üreter mukozası, üreter boş olduğunda lümene doğru çıkıntı yapan kıvrımlara sahiptir.  Üreter dolu olduğunda bu kıvrımlar kaybolur.  3-5 tabakalı değişici epitel örtüsü, düzensiz sıkı fibroelastik bağ dokusu yapısındaki lamina propria üzerinde uzanır.  Epitel alttaki lamina propriadan daima bir bazal lamina ile ayrılır.

            Tunika muskularis, içte longitidünal, dışta sirküler düzenlenimli 2 düz kas tabakası (sindirim sistemindekinden farklı olarak) içerir.  Bu düzenlenim üreterin 2/3 lük üst kısmında böyledir. 1/3’lük alt kısmında longitidünal düzenlenimli 3. bir kas tabakası bulunur. 

            Tunika adventisya belirgin değildir.  Proksimal  ucunda böbrek kapsülüne ve distal uçlarında ise idrar kesesi bağ dokusu içine  katılarak sonlanır.  Sanılanın aksine idrar üreterlerden aşağıya doğru çekim kuvveti etkisiyle ilerlemez.  Duvardaki kas tabakalarının peristaltike benzer  dalga hareketi ile idrar mesaneye doğru hareket ettirilir.  Üreterin mesaneyi deldiği mesane tabanının posterior yüzünde her üreter açıklığını üzerinde bulunan valfe benzer mukoza katlantısı bulunur.  Böylelikle idrarın üreterlere geri kaçışı önlenir.

VESİCA URİNERİA

            Vesica urineria,  idrarın, işeme için  gerekli basınç oluşana kadar depolandığı bir organdır.  Mukoza aynı zamanda idrar ve lamina propria arasında bir osmotik bariyer olarak da rol oynar.  Mukozada çok sayıda katlantı bulunur ancak bu katlantılar organ idrarla gerginleştiği zaman kaybolur.  Gerginlik sırasında değişici epitelin büyük, yuvarlak ve kubbe biçimli hücreleri esner ve yassı şekil alır.

            Hücre şeklinin uyumu, değişici epitel hücrelerinin  eşsiz bir özelliği olan normal hücre membranı olan interplak bölgeleri arasında bulunan özelleşmiş, sert ve kalınlaşmış bölgelerinin bir mozaiğini içeren plak adı verilen yapılarca sağlanır.  Kese boş olduğunda, plak bölgeleri düzensiz katlantılar oluşturur, organ gerginleştiğinde bu katlantılar düzleşir.  Hücre içi filamentlere tutunan bu plaklar gap-junctionlara benzer fakat bu benzerlik yüzeyseldir.

            Plaklar,  suya ve tuzlara geçirgen değildir çünkü bu hücreler idrar ile altta bulunan lamina propria arasında bir bariyer olarak rol oynar.  Değişici epitelin yüzeyel hücreleri desmozomlarla ve olasılıkla sıkı bağlantılarla birbirlerine bağlanarak hücreler arasında sıvının geçişini engelleyen bariyere yardımcı da olurlar.

            Kesenin üçgen biçimli apeks bölgesinde 2 üreterin ve üretranın açılma delikleri bulunur ve trigone olarak adlandırılır.  Trigone mukozası daima düzdür, hiç katlantı yapmaz.  Trigonun embriyonik kökeni, diğer bölgelerinden farklıdır.

            Vesica urineria’nın lamina propriası 2 tabakaya ayrılır:

*daha yüzeyel olan  düzensiz sıkı kollajenöz bağ dokusu tabakası,

*daha altta olan kollajen ve elastik lifleri içeren gevşek bağ dokusu tabakası.

Lamina propriada muköz glandların bulunabildiği uretral açıklık bölgesini çevreleyen alan dışında  bezler bulunmaz.  Genellikle bu bezler lamina proprianın yüzeyel tabakasında bulunurlar.  Üretral açığı kayganlaştıran şeffaf visköz bir sıvı salgılarlar.

            Kesenin muskuler tabakası, sadece kesenin boyun bölgesinde 3 tabakalı düz kas tabakası içerir.  İçte ince longitidünal tabaka, ortada kalın sirküler tabaka ve dışta ince longitidünal tabaka bulunur.  Ortadaki sirküler tabaka, üretranın internal açıklığı etrafında internal sfinkter  kası oluşturur.

            Adventisya,  bol miktarda elastik lifleri de içeren düzensiz sıkı kollajenöz bağ dokusu yapısındadır.  Adventisyanın bazı bölgeleri seroza ile çevrili (intra-peritoneal) iken diğer bölgeler yağ dokusu ile çevrilidir.

ÜRETRA

            Mesane,  idrarı dışarıya aktaran ve tek bir tübüler yapı olan üretraya açılır.  Üretra perineyi delerken, iskelet kas hücreleri üretrayı çeviren eksternal sfinkter kası oluşturur.  Bu kas miktürisyonun (işeme) kontrolünü sağlar.  Erkek üretrası, dişi üretrasından uzundur ve hem idrarın hem de semenin atılmasını sağlar.

DİŞİ ÜRETRASI: 4-5 cm uzunluğunda ve 5-6 mm çapındadır.  İdrar kesesinden vagina açıklığının tam üst ve önünde bulunan eksternal üretral açıklığa kadar uzanır.  Normalde, işeme sırası hariç kollapse olur.  Kese yakınında değişici epitel ile, diğer bölgelerinde ise çok katlı yassı non-keratinize epitel ile döşelidir.  Epitel arasında yer yer yalancı çok katlı prizmatik epitel yamaları da bulunur.  Fibroelastik özellikteki lamina propria nedeniyle mukoza uzun katlantılar içerir.  Üretranın tüm uzunluğu boyunca çok sayıda mukoz tipte salgılama yapan Littre glandları bulunur. 

            Mukozayı, erkeklerdeki corpus spongiosuma benzeyen ince, damarlı ve erektil tabaka çevreler.  Üretranın musküler tabakası, mesanenin kas tabakası ile devam eder ve içte longitidünal, dışta sirküler düz kasları içeren 2 tabakalı  bir yapıdır.  Üretra perineyi delerken (ürogenital diyafram) iskelet kasından oluşan bir sfinkter ile çevrelenir ve miktrüsyonun isteğe bağlı kontrolünü sağlar.

ERKEK ÜRETRASI: 15-20 cm uzunluğundadır ve geçtiği bölgeye bağlı olarak isimlendirilen 3 bölgesi vardır.

Prostatik Üretra: 3-4 cm uzunluğundadır ve tamamen prostat bezinin içinde bulunur.  Değişici epitel ile döşelidir. Bu bölüme çok sayıda ince prostat kanalları, prostatik ütrikul (uterusun rudimenter homologu), ve bir çift ejakulator kanal açılır.

Membranöz Üretra: Sadece 1-2 cm uzunluğundadır.  Perineal membranın (ürogenital diyafram) içinden geçtiği için bu adı alır. Aralarında yalancı çok katlı prizmatik epitel yamalarının bulunduğu çok katlı prizmatik epitel ile döşelidir.

Spongiyöz Üretra (penil üretra): 15 cm lik uzunluğuyla en uzun parçadır.  Penisin içinden geçer ve glans penisin tepesinde eksternal üretral açıklıkta sonlanır.  Corpus spongiosum içinde yerleşik olduğundan bu adı alır.  Aralarında yalancı çok katlı prizmatik epitel  ve çok katlı yassı non-keratinize epitel yamalarının da bulunduğu çok katlı prizmatik epitel ile döşelidir.  Glans penisteki üretranın genişlemiş son bölümü olan fossa navicularis  çok katlı yassı non-keratinize epitel ile döşelidir.

            3 bölgenin de lamina propriası kan damarlarından  zengin gevşek fibroelastik bağ dokusu yapısındadır.  Çok sayıda muköz salgı yapan Littre bezlerini içerirler.  Bu bezlerinin salgıları üretral epiteli nemlendirir.