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