Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
HAYVANLARDA BOŞALTIM SİSTEMLERİ
YRD. DOÇ. DR. ASLI SADE MEMİŞOĞLU
• Kan, gözyaşı, ter gibi sıvıların tadı tuzludur çünkü hücreler arası sıvı ile çok benzer
içeriğe sahiptir.
• Bu sıvının içeriği ve hacmi belirli sınırlar içinde tutulmalı ve atık maddelerden
arındırılmalıdır.
• Bu dengeyi korumak boşaltım sisteminin görevidir
• Oldukça zorlu olabilir
• Hayvanın çevre koşulları ve yaşam biçimine bağlı olarak fazla sıvıdan kurtulmak veya sıvıyı
korumak gerekebilir.
BOŞALTIM SİSTEMİ
UÇ ÖRNEKLER
• Tüm hayvanlar besinlerin metabolize edilmesinden su elde ederler
• Çölde yaşayan hayvanlar neredeyse yaşamları boyunca su içmezler
• Yiyeceklerden maksimum verimlilikte suyu kullanmak zorundadırlar
• Çok konsantre atıklar oluşur
• Böceklerin idrarı kristaller halindedir
• Suda yaşayan hayvanların vücutlarına sürekli olarak ozmozla su girer
• Fazla su seyreltik idrar ile atılmalıdır
BOŞALTIM SİSTEMİ
• Canlılar yaşamlarını devam ettirmek için ihtiyaç duydukları maddeleri bulundukları
ortamlardan alarak metabolizmalarında kullanırlar
• Dengeli ve kararlı bir iç ortam = Homeostazi
• Neler atılır:
• Fazla su
• Suda çözünmüş zararlı maddeler
• Fazla metabolik ürünler
• Bu maddelerin organizma dışına atılması olayına boşaltım denir.
• Bu işlevi gerçekleştirmek için özelleşmiş yapılara boşaltım yapısı veya sistemi denir.
• Boşaltım ile:
• Su-tuz dengesi korunur
• Kanın pH değeri korunur
• Toksik maddeler vücuttan uzaklaştırılır
• Canlının ozmotik basıncı korunur
• Hücrelerin canlılıklarını devam ettirebilmeleri
için çevreleri ile ozmotik denge halinde olmaları
gerekir
• Su kaybı:
• Solunum organları yüzeyinden
• İdrar ve dışkı ile
• Deri yüzeyinden olur
OZMOTİK DENGE
Hücrenin
ozmotik basıncı
yüksek
Hücrenin
ozmotik basıncı
düşük
Suda yaşayan hayvanlar dış ortamla su dengesini iki şekilde sağlar:
1. Ozmo-uyumlular:
• Hücre dışı sıvı yoğunluğuna benzer bir ortamda yaşar.
• Deniz omurgasızlarının çoğu
• Sınırları vardır: Dış çevre yoğunluğunda büyük değişiklikler olursa iç dengeyi düzenlemek
zorundadırlar
2. Ozmo-düzenleyiciler:
• Hücre dışı sıvı yoğunluğunu çevreden farklı düzeyde tutar
• Enerji gerektirir
• Köpekbalıkları dışında tüm deniz omurgalıları
OZMOTİK DENGE
Denizde ozmotik dengenin sağlanması
• Tuzlu sularda yaşayan hayvanların vücutlarında suyun tutulmasını sağlayacak şekilde özelleşmiş boşaltım organları gelişmiştir
• Vücuda alınan tuzun fazlasını tuz salgılayan özel bezler sayesinde dışarı atarlar.
• Su kaybını önlemek için bol su içilir.
• Deri vücuttan su kaybını önleyen ve tuz girişini önleyen yapılarla kuşatılmıştır.
• Solungaçlardan vücuda tuz girişi olur.
• Vücuda giren fazla tuz solungaçlardan aktif taşıma ile dışa atılır.
• Azotlu artık amonyak olarak solungaçlardan dışa atılır.
• Böbreklerin tuz atılımında rolü yoktur.
• Böbreklerden atılan su çok az ve izotoniktir.• Glomeruluslar su kaybını önlemek için küçüktür.
OZMOTİK DENGE
Tatlı suda ozmotik dengenin sağlanması
• Tatlı sularda yaşayan organizmalarda en önemli sorun vücutlarında tuzun tutulmasıdır.
• Su içilmez. .
• Solungaçlardan vücuda fazla su girişi ozmozla olur.
• Solungaçlardan tuz kaybı olur.
• Solungaçlarla dış ortamdan aktif taşıma ile tuz alınır.
• Böbreklerde süzülen tuz tekrar aktif taşıma ile kana geri verilir.
• Bol sulu (hipotonik) idrar oluşturulur
• Deri vücuda su girişini önleyen yapılarla kuşatılmıştır.
• Böbreklerde glomeruluslar büyüktür.
• Azotlu artıklar amonyak olarak solungaç ve böbreklerden üre olarak
OZMOTİK DENGE
• Karada ozmotik dengenin sağlanması
• İnsanlar vücut sularının %12’sini kaybederlerse ölürler.
• Su kaybını önlemek için adaptasyonlar bulunur
• Böceklerin dış iskeleti, salyangoz kabukları, keratinize olmuş deri.
• Kaybedilen su:
• içilerek,
• sulu besinlerle
• metabolik su (oksijenli solunumda üretilir) ile karşılanır
• İnsanda günlük olarak kaybedilen 2500 ml suyun 750 ml’si besinlerle, 1500 ml’si
içilerek ve 250 ml’si metabolik su ile karşılanır
OZMOTİK DENGE
BOŞALTIM MADDELERİ
• CO2 hariç metabolik atıkların vücuttan atılabilmesi için suda çözünmesi gerekir
• Atığın cinsi ve miktarının su dengesi üzerinde önemli etkisi vardır
• Karbonhidrat ve yağların parçalanma ürünleri su ve CO2’dir
• Protein ve nükleik asitlerin parçalanmasından ayrıca azotlu atıklar ortaya çıkar
• En sık rastlanan azotlu atık amonyaktır (NH3)
• Çok toksik olduğundan ya doğrudan atılır
• Veya daha az toksik olan üre ve ürik asite dönüştürülür
• Bunlar arasında atılırken en zehirli olan ve fazla suyu beraberinde götüren amonyaktır (Suda çözünürlüğü çok yüksek)
• Atılırken en az su isteyen ürik asittir
• Ürik asit üretimi için gereken ATP, ürik asit için gerekenden daha fazladır
a) Amonyak (NH3)
• Suda yaşayan omurgasızlar, çoğu
kemikli balıklar.
• Hücreler için çok zehirlidir.
• Bol su ile anında dışarı atılır.
• Daha çok suda yaşayan
canlılarda oluşur.
• Hücre zarından kolay geçer
• Omurgasızlar tüm vücut
yüzeyinden sürekli atar
• Balıklar solungaçlarından
BOŞALTIM MADDELERİ
b) Üre
• Kıkırdaklı balıklar, memelilerde
ve kurbağalarda görülür.
• Amonyağın karaciğerde CO2 ile
birleştirilmesiyle oluşur
• Böbreklerden atılır
• Amonyağa göre çok daha az
zehirlidir ve suda çözünürlüğü
daha azdır.
• Dezavantajı dönüşüm için enerji
harcanmasıdır
c) Ürik asit
• Karada yaşayan böcekler,
sürüngenler, kuşlar,
• amonyağı ürik asite çevirerek
atarlar.
• Zehirsizdir, suda çok az çözünür
ve kristaller meydana getirir.
• Vücudun su kaybı önlenmiş olur.
• Çoğu hayvan azotu birden fazla şekilde atar.
• İnsanlar genelde azotu üre ile atar.
• Nükleik asit ve kafein metabolizmasından ürik asit ortaya çıkar.
• Eğer hücre dışı sıvıda ürik asit seviyesi çok artarsa kristaller eklemlerde çökebilir
• Gut hastalığı: özellikle ayak baş parmağında ağrıyla ortaya çıkar
• İnsanlar amonyak ile de boşaltım yapabilir
• Hücre dışı sıvının pH’ını ayarlamak için iyi bir yöntemdir
BOŞALTIM MADDELERİ
BOŞALTIM SİSTEMLERİ
• Hayvanların boşaltım sistemleri çok farklı adaptasyonlara sahiptir
• Temel prensip değişmez: Filtrasyon ve bazı çözünmüş maddeleri geri almak ve
diğerlerini atma amacıyla filtrelenmiş sıvının tübüllerde işlenmesi
Omurgasızlar
Sünger ve sölentelereler
• Özel boşaltım organı yoktur.
• CO2, H2O, NH3, Na+, K+ difüzyonla vücut yüzeyinden atılır.
• Diğer omurgasızlarda adaptasyonlar:
• protonefridyum,
• metanefridyum (Nefridyum),
• Malpighi tübülleri
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgasızlar
Yassı Solucan
• İlk defa boşaltım organı görülür.
• Protonefridyum denilen boşaltım organı, bir çok kanaldan oluşur.
• İç açıklıkları olmayan, ucu kapalı borucuklar sistemi
• En ince dalların ucunda silli alev hücreleri bulunur.
• Borucuğun içine yönelmiş sil demeti
• Sillerin hareketi doku sıvısından su ve çözünenleri alev hücresinden geçirerek borucuklara verir = süzer
• Borucuklarda çözünen maddeler geri emilir ve hipotonik idrar oluşur
• Vücuda ozmozla giren fazla su atılmış olur
• Alev hücrelerinin esas görevi vücutta su dengesini sağlamaktır.
• CO2 ve NH3 gibi maddeler difüzyonla vücut yüzeyinden atılır.
• https://www.youtube.com/watch?v=AR72VQ0lepw
Toprak solucanı ve yumuşakçalarda
• Nefridyum (Metanefridyum) denilen boşaltım organı görülür.
• Borucukların bir ucu kapalı değil, dolaşım sistemi ile ilişkilidir.
• Solucanların her halkasında bir çift nefridyum bulunur.
• Nefridyumun vücut boşluğuna bakan ucu, kirpikli huni şeklindedir.
• Nefridyumların kirpikli uçları ile vücut sıvısından; su, glikoz, mineral ve artık
maddeler alınır.
• Kanalların üzeri kılcal damarlarla sarılıdır
• bir miktar su, glikoz, vitamin ve mineraller geri emilir.
• Hipotonik su dışarı atılır.
• Çok miktarda amonyak da attıkları için toprağın azotça zenginleşmesini sağlarlar
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgasızlar
Eklembacaklılar
• Boşaltım organı malpighi tübülleridir.
• Artık maddeler ve vücut sıvısı, tübüllerin kapalı olan ucundan aktif taşıma ile
alınarak sindirim kanalının son kısmına getirilir.
• Artık maddelerdeki Na+, K+ burada aktif taşıma ile geri emilir.
• Bu durum suyun ozmozla sindirim kanalından hücre dışı sıvıya geçişine sebep olur
• Kristalleşmiş boşaltım maddeleri ve sindirim artıkları dışkı şeklinde atılır.
• Azotlu artık madde ürik asittir.
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgasızlar
Omurgalılarda boşaltım
• Bütün omurgalılarda boşaltım organı böbrektir.
• Böbreğin işlevsel birimi nefrondur
• Kılcal damarlar ve tübülllerden oluşur
• Basitten gelişmişe;
• pronefroz,
• mezonefroz,
• metanefroz olmak üzere üç tip böbrek bulunur.
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgalılar
1. Pronefroz böbrek
• Yanyana gelmiş nefridyumlar bulunur.
• Glomerulus denilen kılcal kan damarı yumağı ve kirpikli huniden oluşur.
• Boşaltım maddeleri nefridyumların birleşmesiyle oluşmuş Wolf kanalı ile taşınır ve
sindirim artıklarıyla beraber kloaktan atılır.
• Bu böbrek tipi balık, kurbağa embriyoları ile kıkırdaklı balıkların erginlerinde
görülür.
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgalılar
2. Mezonefroz böbrek
• Kirpikli huni yerine Bowman kapsülü bulunur.
• Glomerulus, Bowman kapsülü önüne yerleşmiştir.
• Süzüntü Wolf kanalı ile taşınarak dışarı atılır.
• Bu böbrek tipi sürüngen, kuş, memeli embriyolarında ve balık, kurbağa erginlerinde
görülür.
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgalılar
3. Metanefroz böbrek
• En gelişmiş böbrek tipidir.
• Sürüngen, kuş ve memeli erginlerinde görülür.
• Bowman kapsülü, glomerulusun etrafını tamamen çevirir.
• Bu ikisinin oluşturduğu yapıya Malpighi cisimciği denir.
• Süzülme çok sayıda nefronla sağlanır.
• Nefronlarda süzülen artık maddeler, böbreğin havuzcuğunda toplanır ve üreter adı
verilen idrar kanalıyla sürüngen ve kuşlarda kloaka, memelilerde ise idrar torbasına
taşınır.
• idrar, sürüngen ve kuşlarda, sindirim artıklarıyla beraber atılırken, memelilerde ayrı bir
kanaldan atılır.
BOŞALTIM SİSTEMLERİ-Omurgalılar
BOŞALTIM SİSTEMİ-İNSAN
• İnsanda boşaltım sistemi; böbrekler, üreter, mesane ve üretradan oluşur.
Böbreğin fonksiyonları
• Filtrasyon: kanın bir kısmı içinde çözünmüş maddelerle süzer.
• Geri emilim: süzülen maddelerin bir kısmı geri emilir.
• Salgılama: bazı maddeler süzülmediği halde böbrek tarafından salgılanır.
Böbreğin bölümleri
Böbrek Zarı
• Böbreği dıştan sarar ve onu dış etkilere karşı korur.
Kabuk (korteks)
• Kandaki artık maddelerin süzüldüğü kısımdır.
Öz Bölgesi (medulla)
• Yararlı maddelerin geri emildiği böbrek kısmıdır.
Havuzcuk (pelvis)
• İdrarın toplandığı yerdir.
BOŞALTIM SİSTEMİ-İNSAN
Nefron
• Böbreklerin süzme birimleridir.
• Her böbrekte bir milyondan fazla nefron
bulunur.
• Bir nefronun yapısında;
• glomerulus,
• bowman kapsülü,
• nefron kanalları ve
• böbrek damarları bulunur.
BOŞALTIM SİSTEMİ-İNSAN
• Bowman kapsülü içi boş, yarı küre şeklindedir.
• İçini, glomerulus doldurur.
• Bu yapıya Malpighi cisimciği denir
• Glomerulus kılcal kan damarları yumağıdır.
• İki atar damar arasında yer alır.
• İki katlı epitel doku ile örtüdür (yassı epitel).
• Böylece yüksek kan basıncına dayanıklılık
kazanmıştır.
• Glomerulusta sadece süzülme olur.
BOŞALTIM SİSTEMİ-İNSAN
• Kan basıncı bütün kılcal damar boyunca değişmez.
• Doku kılcallarında hidrostatik basınç arter ucunda 40 mmHg olup vena ucunda ise 15
mmHg kadardır.
• Glomerulusta ise 60 mmHg olup her noktasında aynıdır (iki atar damar arasında).
• Bowman kapsülünden sonra sırasıyla
• proksimal tüp, henle kulbu, distal tüptür.
• Malpighi cisimciği, proksimal ve distal tüpler kabuk bölümünde
• Henle kulbu böbreğin öz bölümüne doğru uzanır.
• Bowman kapsülünden çıkan atardamar, böbrek kılcallarına ayrılarak, nefron
kanallarının etrafını sarar ve birleşerek böbrek toplar damarına bağlanır
BOŞALTIM SİSTEMİ-İNSAN
• HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?TİME_CONTİNUE=155&V=JOGDKQEX0_A
İDRAR OLUŞUMU
1. Süzülme (filtrasyon)
• Aorttan pompalanan kanın %20-25’i böbreklere gelir
• Her 15-20 dakikada bir vücuttaki bütün kan böbrekten geçer = 180 L sıvı bir günde
• Kan basıncı etkisiyle glomerulustan Bowman kapsülüne su, iyonlar, aminoasit, glikoz,
üre, NH3, ürik asit, kreatin, vitamin, yağ asidi gibi küçük moleküllü maddeler geçer.
• Kan hücreleri, plazma proteinler, yağ molekülleri geçemez (iki katlı epitel).
• Doku sıvısına benzeyen bu sıvıya glomerular süzüntü denir.
• Kan basıncı sabit olduğundan Bowman kapsülüne geçen süzüntünün, az bir bölümü bile
glomerulusa geri dönemez.
2,3) Geri emilim ve salgılama
• Bowman kapsülüne geçen süzüntü, arkadan gelen süzüntünün itmesi ile nefron
kanalcığı içinde akar.
• Nefron kanalcığı çeperindeki taşıyıcı hücreler, süzüntü içindeki küçük molleküllü
maddeleri kanalcığı saran nefron kılcallarına geri verir.
• Buna geri emilim denir.
• Glomerulusta pasif taşıma ile süzüntüye geçirilemeyen atıklar salgılamayla geri
verilir
• Aktif taşıma için gerken enrji taşıyıcı hücrelerin mitokondrilerinde üretilir
İDRAR OLUŞUMU
Proksimal tüpte;
• Tüp içerisine amonyak salgılanır
• Karaciğerde işlenmiş ilaçların atıkları salgılanır
• Sodyum bikarbonatın %90’ı geri emilir
• Glikoz ve amino asitler aktif, na+ ve su pasif taşıma ile geri emilir
• Sağlıklı insanların idrarında glikoz ve aminoasit bulunmaz.
• Na+ iyonlarının geri emilmesiyle oluşan elektriksel çekim ile Cl- iyonları geri emilir
• Bu tuz yoğunluğunu değiştirir ve daha fazla su ozmozla geri emilir
İDRAR OLUŞUMU
Henle kulbu
• Suyun geri emilimi ozmozla devam eder
• İnen kol suya geçirgen, tuzlara fazla değildir
• Henle kulbunun dirsek bölümü süzüntünün en yoğun olduğu yerdir
• Çıkan kol suya geçirgen değildir, tuzlara geçirgendir
• Çıkan kolda suyun geri emilimi olmaz.
• Yoğun süzüntüden tuzlar önce difüzyon, sonra aktif taşımayla geri emilir
İDRAR OLUŞUMU
Distal tüp
• Su ve na+ geri emilimi devam eder,
• K+ salgılanır
• H+ salgılanıp, HCO3- geri emilir
• pH’ının düzenlenmesi
• Bu kısımda çeper üreyi geçirmediği için, idrar toplama kanalındaki üre yoğunluğu artarak idrar oluşumu sağlamış olur.
• Sağlıklı bir insanın idrarında; su, üre, ürik asit, NH3, suda eriyen ve vücut için fazla olan B ve C vitaminleri, Ca+, Na+, K+, Cl–, fosfat gibi iyonlar bulunur.
• Sağlıklı insanın idrarında glikoz, kan proteinleri ve kan hücrelerine rastlanmaz.
• Çeşitli hastalıklarda kandaki eşik değerinin üzerinde bulunan amino asit ve glikoz idrarla atılır
• Ör: diyabet
İDRAR OLUŞUMU
• Böbrekler kararlı bir iç çevrenin oluşmasını sağlarlar.
• Bunu da aşağıdaki işlevleri gerçekleştirerek başarırlar.
A. Metabolizma artıklarını boşaltır
B. Su ve tuz dengesini sağlar
• Hipofiz bezinden salgılanan ADH (antidiüretik hormon) vücudun su miktarını ayarlar.
• Kanın osmotik basıncı artıp, kanın su hacmi azaldığında ADH hormonu miktarı artar ve
distal tüpte suyun geri emilimi artar.
• Böbrek üstü bezinden salgılanan aldosteron ise böbrek tübüllerinden tuzun geri emilimini
sağlar.
• Aldosteron etkisiyle Na+ ve Cl– iyonları geri emilir, K+ dışarı atılır.
• Aldosteron gereğinden fazla olduğunda, çok fazla Na+ geri emilir.
• Na+, vücutta çok su tutar ve ödemler oluşur.
BÖBREĞİN DÜZENLEYİCİ ROLÜ
C. Asit, baz dengesini korur. Kan pH’ının sabit kalmasını sağlar.
• Kanın pH’sı değiştiğinde böbrekler, hidrojen ve bikarbonat iyonları salgılayarak kanın
pH’sını düzenler.
• Kanın asitliği artarsa, kanalcık hücreleri idrara amonyak verir.
BÖBREĞİN DÜZENLEYİCİ ROLÜ