Hücre, canlılığını ve işlevlerini ancak çok sınırlı koşullarda sürdürebilir. Gerek hücre içi, gerek hücre arası veya benzer sıvı maddeler arasındaki denge bu koşullardan biridir. İç ortam koşullarının sabit tutulmasına “HOMEOSTASİS” denir. Bu iç ortamın sabit tutulması canlının yaşadığı ortama (tuzlu su, tatlı su veya karada) göre değişiklik gösterir. Homeostatik kapasitenin sınırlanması hayvanın bu ya da öbür ortamda yaşamasını sınırlayan bir faktördür. Birçok deniz hayvanında hücrelerin tuz yoğunluğu – sürüngenlerde , denizyıldızlarında, yengeçlerde vs. – deniz suyunun yoğunluğuna eşittir. Bu hayvanlar “OSMOCONFORM” hayvanlar olarak bilinir ve su dengelenmesine karşı hemen hemen sorunları yoktur. Buna karşılı bir takım hayvanlar su dengesini sağlayabilmek için enerji kullanmak zorundadırlar. Alabalık gibi bir grup hayvan türü tatlı sudan tuzlu suya ve tekrar geriye göç ettiklerinden alışılagelmişin üzerinde uyum yeteneğine sahiptirler. Tatlı suda yaşayan hayvanların iç sıvıları dikkati çekecek kadar çevresindeki ortamdan daha hipertoniktir. Dış ortamdaki su, hücre içine girme eğilimindedir. Bu yüzden tatlı suda yaşayan hayvanların büyük bir kısmında bir uyum olarak derilerinde geçirgenlik azalmış kutikula ve pullarla örtülmek suretiyle bu geçirgenlik büyük bir ölçüde azalmıştır. Ayrıca çoğunda, vurgan koful, alev hücreleri ve buna benzer birçok oluşum. Su moleküllerinin dışarıya atılması için aktif olarak görev yaparlar. Bu tip hayvanlar deniz içerisinde delik bir kayık gibidir; batmaması için içeriye giren suyun başka bir yoldan devamlı dışarıya atılması gerekir. Fakat tatlı su da yaşayan süngerlerde ve hidralarda bu şekilde bir boşaltma sistemi bulunmadığından, su atılım mekanizması da bilinmezliğini korumaktadır.

Tuzlu sularda yaşayan hayvanların iç ortamları dışa göre hipotonik olduğundan (birçok deniz omurgalısında) yukarıdaki sorunun tersiyle karşı karşıya kalınır; yani vücut içerisindeki su dışarıya kaçar. Hayvanların suyu korumaları gerektiği gibi, vücut içerisine sızan tuzu da derişim gradiyentine ters olmasına karşın dışarıya atmaları gereklidir. Bu hayvanlar evrimsel olarak bezlerin dışarıya tuz atma yeteneği kazanmasıyla, böyle bir ortama birkaç yönden uyum yapabilmişlerdir. Karada yaşayan hayvanlarda ise aynı sorun deriden geçen ve buharlaşan su ile ilgilidir. Çölde yaşayan hayvanlarda bu sorun yaşamın temel koşullarından biri olmuştur. Birçoğu taşların ve diğer cisimlerin altında yaşamakla, bir kısmı vücudunun üzerine bir dış iskelet (böceklerde olduğu gibi) veya kitin zırh geçirmekle su yitirilmesini en aza indirir. Birçoğu da böbreklerinden üre ile birlikte atılan suyun maksimum derecede geri emilmesini sağlayan sistemleri geliştirmişlerdir. Böcekler ve kuşlar, fazla su depo edemezler; çünkü fazla su uçmada ağırlık meydana getirir; dolayısıyla bunlarda ve su sıkıntısıyla devamlı karşı karşıya olan sürüngenlerde idrar, kati veya ona yakın kıvamda atılarak, suyun büyük bir kısmı artırılmış olur.

Ayrıca yenen besinlerin bir kısmı bağırsak veya ona benzer yapılarla, hücre içine girmeden dışarı atılır. Buna defakasyon denir. Fakat hücre içine giren besin maddelerinin parçalanmasıyla meydana gelen artık maddelerin bir kısmı (su ve karbondioksit) solunum yoluyla atılmasına karşılık bir kısmı da boşaltım sistemi dediğimiz sistemle dışarıya verilir. Ayrıca hemoglobinin yıkılma ürünü olan safra tuzları karaciğer; demir, kalsiyum ve bazı metaller kalın bağırsak tarafından salgılanarak vücuttan atılır. Derideki ter bezleri metabolik artıkların bir kısmının (%5-10’nu) atılımından sorumludur. Terin sekizde biri katı maddelerden yapılmıştır; genel hatlarıyla idrar içinde bulunan maddelerin (üre, tuzlar ve organik bileşikler) daha seyreltik bir bileşimidir. Günde 500 ml. (serin yerlerde) ile 3 lt. kadar (sıcak yerlerde) ter çıkarılır.

Boşaltım maddelerinin başında proteinlerin parçalanmasıyla ortaya çıkan azotlu artıklar gelir. Çünkü bunlar tamamen oksitlenmezler ve hayvan gruplarına göre sonuçta aminoasitlerden amin grubunun koparılmasıyla amonyak, üre, ürik asit ve seratonin meydana gelir. Bu maddeler canlılar için zehirlidir. Enerjiye gereksinim gösteren birkaç tepkimeyle amonyak daha az zehirli olan üreye çevrilir. Ayrıca boşaltım maddelerinin kapsamı içine giren maddeler, suyla beraber, K, Na, Cl , HSO4, fosforik asit ve yabancı maddeler (bunlar birçok yoldan vücuda girmiş ve vücut tarafından kullanılamamış ilaçlar, zehirler vs.)’dir. Bu son değinilen maddeler vücuttan atılmadan önce daha az zehirli veya zehirsiz maddelere çevrilir.

Derisidikenliler, yumuşakçalar ve kabuklularda dikkati çekecek ölçüde aminoasit atılımını göz önüne almazsak, aminoasit molekülleri hayvanların büyük bir kısmında yukarıda belirtilen maddelere çevrilerek dışarıya atılır.

Üre ve amonyak suda eriyebilir ve atıldıklarında belirli bir miktar suyu da yanlarında dışarıya götürürler. Bazı kara hayvanlarında, amonyak, bir seri enzimle ürik aside çevrilerek atılır. Ürik asit suda pek az çözünür. Bu şekilde suyun büyük bir kısmı emilir; artık ise macun kıvamında veya tamamen kuru olarak dışarıya verilir (kuşlar ve sürüngenlerde). Bu tepkimelerde her mol üre için 3 mol ATP kullanılır.

Bazı hayvanlarda ürik asit depolanır. Örneğin, kış ve yaz uykusuna yatan karasal salyangozlar, ürik asidi böbreğine; böcekler de yağ dokusu içerisine ya da ürik asit hücrelerine depolarlar. Guanin, keza derideki renk hücrelerinde “İRİDOSİTLER” de depo edilir ve belirli renk maddeleri için kullanılır.

Pürin (adenin ve guanin) ürik asidi oksitlenir ve bu şekilde dışarı verilir. Ot yiyen toynaklı hayvanlarda bu maddeler “ALLANTOİN” dene maddeye kadar yıkılarak, üreyle beraber atılır. Memeli hayvanlarda, patolojik olarak, ürik asit atılamaz ya da yıkılmaz ise, vücudun belirli dokularında birikerek “NİKRİZ = GUT” hastalığını yapar. Ot yiyen memeli hayvanları içerisinde ayrıca birçok hippur asidi, kreatin ve kreatinin bulunur. Bu maddeler kastaki kreatin fosfatın parçalanmasıyla meydana gelir. Sıvı halinde salgılanan idrarın içerisinde oksalat, fosfat, sulfonamit ve ürik asit gibi kristalize olacak maddeler de bulunur. Bunun ötesinde taş oluşumları, yaşamı geniş edecek ölçüde tehdit edecek duruma gelebilir.

1. VÜCUT YÜZEYİ İLE BOŞALTIM VE DİĞER İLKEL BOŞALTIM ORGANLARI

Denizlerde yaşayan bir hücreli canlılarda, parazit bir hücrelilerde ve bazı ilkel çok hücrelilerde azotlu artık maddeler vücut yüzeyinden amonyak halinde atılırlar. Bunların vücut çeperi çok ince ve geçirime elverişlidir. Bir hücreli canlıların bir kısmında vücut içerisine alınan; fakat sindirilemeyen bazı maddeler sindirim kofulları içinde vücudun herhangi bir yerinden (sillilerde, sitopik = hücre anüsü denilen belirli bir yerden) dışarı atılır. Terliksi hayvanda olduğu gibi bazı gruplarda, hücre içerisinde vurgal koful dediğimiz yapılar ritmik olarak vücut içerisine giren fazla suyu dışarı atarken bir miktar metabolizma artık maddesini de dışarı verebilirler. Denizlerde yaşayan bu grup hayvanların vurgan kofulları genellikle yoktur; çünkü suyun ozmozla hücre içine girmesi söz konusu değildir. Damıtık suya konan bir tatlı su sillisi ozmatik basınç farkından dolayı bir zaman sonra patlar.

Süngerlerde, knidaryalarda ve ktenoforarda özel bir boşaltım organı yoktur. Vücut yüzeyi ve gastrovasküler sistem metabolizma artıklarının atılımını da sağlar. Bilateral hayvanlarda da metabolizma artıkları deri ve solungaç yüzeyiyle çevredeki sulu ortama verilir. Derisi dikenlilerde, ketognatlarda, branşiyotrematlarda, tulumlularda ve ektoprokt bryozoa’ da yine boşaltım sistemine rastlanmaz. Bazı ascidia türlerinde depo edici böbrek; bazı bryozoa türlerinde de kahverengi cisim dediğimiz metabolik artık maddelerin depo edildiği organlar vardır. Rejenerasyonları sırasında bu maddeler dışarı atılır. Büyük hayvanlarda yüzey, artık maddelerin dışarı atılması için oransal olarak oldukça küçüktür. Dolayısıyla çeşitli boşaltım sistemleri gelişmiştir.

1.1. PROTONEFRİDYUM ( = ALEV HÜCRELERİ)

En basit özelleşmiş boşaltım organı Plathelmintes, Nemertin, Rotatoria, Gastrotricha’ da; Annelid’ lerin trokofor larvalarında ve bazı Annelid lerin erginlerinde rastlanır. Bu basit boşaltım sistemine “PROTONEPHRİDİUM” denir. Bir borucuklar sisteminden meydana gelmiştir. Boruların ucunda alev hücreleri bulunur. Bu alev hücrelerinin borulara bağlandığı yerlerden bir takım siller borucukların içine uzanır ve devamlı hareket ederler. Hareketleri bir alev görüntüsü verdiği için bu ismi almıştır. Borucukların vücut sıvısına bakan uçları kapalıdır. Boru içine diffuzyonla giren vücut sıvısı, daha doğrusu su, sillerin hareketiyle ileriye, çıkış deliğine doğru itilir. Borunu açık ucundan vücut dışına atılır. Burada bir süzülme görülür. Yani vücut sıvısı bu borucukların çeperlerinden kısmen süzülerek temizlenir. Bu tip boşaltım sisteminin birinci amacı vücut su miktarını ayarlamaktır; yani bir çeşit vurgan kofulu ödevi görmektir. Hatta Planaria’ da alev hücrelerinin sayısı çevrenin tuzluluğuyla ilgilidir. Hafif tuzlu ortamda az sayıda olan alev hücreleri, hayvan daha tuzlu ortama taşındığında, birden bire sayısı fazlalaşır.

İlk defa Nemertin lerde kan damarlarına temas eden bez yapısında boşaltım organı görülür. Ayrıca protonefridyumların çok etkili ve gelişmiş bir şekli kafa tassızlarda “SOLENOSİT ORGAN” halinde ortaya çıkmıştır.

1.2. MEZONEFRİDYUM
İkinci tip boşaltım organı, yine borucuklardan meydana gelmiştir. Wolf kanalı ile ilişkidedir. Embriyonik evrelerde işlev görür; erginlerde metanefroz gelişince ortadan kalkar. Yalnız testislerde devam eder.

1.3. METANEFRİDYUM
Üçüncü tip boşaltım organı “METANEFRİDYUM” dur. Protonefridyumlar gibi uçları kapalı değildir. Genellikle titrek tüylü bir huni ile sölom boşluğuna açılırlar. En tipik şekli Annelid, Onikofor ve Tentekünat’larda görülür. Keza omurgalılardaki ön ve ilkel böbrekte de kanalcıklar vücut boşluğuna açılır (NEFROSTOM). Nefrostomlar dokular arası sıvılarla temastadır. Nefrostomu izleyen boru, etrafı kılcallarla yani kan damarları ile çevrili tübüllerdir. Bu nefridyumları toprak solucanlarının her segmentinde çok güzel görülür. Bir ucu silli, yelpaze gibi, diğer ucu ile dışarıya açılan boru şeklindedir. Nefrostom kısmıyla vücut sıvısından süzülen artık maddeler daha sonra boru kısmına geçer. Sıvı, huninin ucundaki titrek sillerde ve vücut duvarının hareketleriyle dışarıya doğru itilir. Fakat borudan dışa doğru süzülen sıvının içindeki glikoz ve su gibi maddelerin çoğu borunun son kısmının etrafını saran kılcal damarlar tarafından geriye emilir. Bu sistemde, önde, protonefridyumlar gibi vücut sıvısıyla temasta olan ve nefrostom denen kısım, onun arkasında kan damarlarıyla temasta olan ve tübül denen bir kısım vardır. Toprak solucanları bol sulu ve zengin üre içeren bir sıvı salgılarlar. Bu sıvının günlük miktarı vücut ağırlığının %60’ına ulaşır. Fagositik klorojen hücreler sölom içerisinde göç ederek artık parçacıkları sindirirler ve bazen bu maddeler bir pigment olarak derinin içinde depo edilirler. Toprak solucanlarında nefrostom öndeki segmentte, bunun uzantısı tübül ise bir sonraki segmenttedir.

1.3.1. Anten ve Maksil Bezi
Kabuklularda 2. antenlerin dibinde kan damarlarıyla donatılmış “ANTENAL BEZ” (Malakostraka’da) ya da 2. maksillanın altında “MAKSİLLER BEZ” (Entomostraka’da) ya da koksaların altında “KOKSAL BEZ” (Keliserata’da) bulunur. İlk iki bez, üç kısımdan oluşmuştur. Bir sölomik kese (SACCULUS), bir yeşilimsi bez boşluğu (duvarları katlanmış) ve kasların eşlik ettiği bir kanal. Artık maddeler kandan sölomik keseye ve oradan bez boşluğuna geçer. Bu sıvı, kan sıvısıyla izotoniktir. Üre, idrar kesesinde toplanır ve antenal bezde ikinci antenin kaidesinden dışarıya açılır.

1.3.2. Malpigi (Malpighi) Bezleri (Tüpleri)
Eklem bacaklılarda bulunan boşaltım organıdır. Sayıları birkaç çiftten (binayaklılarda) birkaç yüze(bazı böceklerde) kadar çıkabilir. Evrimsel olarak gelişmişlerde bir proksimal bir distal kısma ayrılır. Örümceklerde, su tırnaklarında (Gammaridae) ve bazı diğer kabuklularda endodermal, Tracheata grubunda ise ektodermal kökenlidir. Kabuklulardan farklı olarak, böceklerde, boşaltım sistemi, vücut boşluğunun (homosöl) içerisinde bulunur ve orta bağırsak ile son bağırsağın birleştiği yere açılırlar. Her tüp bir kas kılıfının içerisindedir ve kasların hareketiyle boşaltım maddeleri bağırsak boşluğuna itilir. Tüpler, vücut boşluğundaki kanın, hemolenfin, içerisinde bulunur. Bu tüplerin hücreleri boşaltım maddelerini pasif olarak ozmozla ya da aktif transportla tüp boşluğu içerisine alırlar. En önemli boşaltım maddesi olan ürik asit, suda çok az çözündüğünden bir macun şeklinde salgılanır. Bu, böceklerin su artırımı için önemli uyumlarından biridir. Tüp içerisinde ilerleyen sıvıdan su ve K+ geri emilir. K+ , tüpün distalinde hemolenften emilir, proksimalinden tekrar hemolenfe geri verilir. Na+ ise tüpün proksimalinden emilerek kanala verilir. Bu nedenle tüpün sonuna gittikçe Na+ derişimi artar ve sonunda kandakinden birkaç defa daha derişik olur.

Suda yaşayan sivrisinek larvalarında ozmotik basınç ve iyon düzenlenmesi, vücudun arkasında bulunan anal papiller (anal solungaçlar) ile gerçekleştirilir.

Boşaltım organı tipleri: a) Protenefridyum (Fasciola larvasında, Plathelmintes), a-1) Sil çubukçuklarının bulunduğu bölgede enine kesit, b) Metanefridyum (Lumbricus, Annelida), c) Malpigi borucukları (Drosophila, Insecta), d) Nefron (Homo, Vertebrata); 1. Sil çubukçukları, 2. Siller, 3. Sölom epiteli, 4. Kan damarları, 5. Nefrostom, 6. Boşaltım açıklığı, 7. Distal tüp, 8. Proksimal tüp, 9. Son bağırsak, 10 Orta bağırsak, 11. Vas deferens, 12. Vas afferens, 13. Kılcaldamarlar, 14. Henle kıvrımları (kulpları), 15. Glomerulus ve 16.Bowman kapsülü (Kühn’den).

2. BÖBREĞİN OLUŞUMU VE OMURGALILARDA BOŞALTIM
Böbreğin yapısal ve işlevsel en küçük birimi nefrondur. Nefron tüpünün ucunda kılcal damarlarla sıkı temasta bulunan BOWMAN KAPSÜLÜ vardır. Ayrıca, tüp, uzunluğu boyunca kılcal damarlarla yine temas halinde olabilir. Bu tüpler birleşerek dışarıya ortak bir kanalla açılırlar (kollateral kanal). Boşaltım maddeleri. Bowman kapsülünde kılcal damarlardan tüpün içine girer. Fakat Bowman kapsülünden geçen maddelerin hepsi dışarıya salgılanmaz. Birçok madde tüpten geçerken, tüpü çeviren kılcaldamarlar aracılığıyla geriye emilerek kana verilir. Böbrek, derişim gradiyentine karşı birçok maddeyi kandan süzebilmesi ya da tekrar tüp boyunca geriye emebilmesi için büyük ölçüde enerji kullanır. Özellikle su, tuzlar ve diğer maddeler tekrar emilmesine karşılık, amonyak ve üre kesinlikle geri emilmez. Böbreğin bu “SEÇİCİ EMME” özelliği kan sıvısının bileşiminin düzenlenmesini sağlar.

Bilindiği gibi hayvanlar “OSMOREGULATOR ve OSMOCONFORMER” diye ikiye ayrılır. Ozmoregülatör hayvanlar, çevre koşulları ne olursa olsun, enerji kullanarak aktif Cl- transportu ve buna bağlı olarak pasif Na+ taşınması ile iç sıvının ozmotik basıncını sabit tutarlar. Ozmokonformer hayvanlarda, dış sıvının durumuna paralel olarak, iç sıvının ozmotik basıncı değişir.

Denizin içinde ya da üstünde yaşayan omurgalıların bazıları tuz atmak için özelleşmiş sistemler geliştirmişlerdir. Deniz kemikli balıklarının iç sıvısı ve kanları deniz suyuna göre hipotoniktir ve balıklar, ozmozla su yitirme eğilimindedir. Bu kemikli balıklar tuzlu suyu içerler; su vücutta kalır; fakat tuz solungaçlardan dışarıya tekrar dışarıya salgılanır. Azotlu artık maddeler, amonyak halinde solungaçlardan dışarıya atılır. Böylece fazla su yitirilmesi önlenmiş olur. Eğer tuzlu su balıklarında, azotlu artıklar üre halinde atılsaydı, ozmotik basıncının yüksek olması nedeniyle bir miktar suyu da dışarıya sürükleyecekti. Bu tip balıkların böbreği yoğun idrar meydana getirme düzeneğinden yoksun olduğu için, tuz atmak suretiyle ozmoregülasyona yardımcı olamaz. Deniz kaplumbağaları ve temiz martı kuşları içtikleri suların tuzunu başlarında bulunan özel tuz bezleriyle dışarıya atarlar. Bu bezlerin kanalları ya burun boşluğuna ya da başın dış yüzeyine açılır. Denizel memeliler tuzlarını böbrekleriyle atarlar.

Tatlı su balıkları, tuzu, solungaçlarından aktif transportla alırken; boşaltım maddelerini, azotlu atıkları yine solungaçları ve ağız epitelinden ozmozla dışarıya verirler. Tatlı su omurgalılarında su sağlanması büyük bir sorun olmadığından, azotlu atıklar büyük miktarlarda suyla birlikte vücuttan atılır. Çünkü gerekli su solungaçlardan ozmozla alınır. Bu nedenle ayrıca su da içmezler. Kara hayvanlarında su kaybı büyük sorun olduğundan, farklı sistemler gelişmiştir. Solunum, terleme, dışkı ve boşaltımla yitirilen suyun sağlanması için, su içme ve metabolik olarak su yapma gelişmiştir. Su içerisinde yaşayan hayvanlarda yaşayan hayvanlarda azotlu artık maddeler, hemen, amonyak halinde sürekli salgılanabilir. Zehirli olduğu için vücutta tutulmaz. Karaya geçişte artırımı için amonyak üreye çevrilir. Üre su içerisinde erir ve vücutta tutularak belirli aralıklarla atılır. Ürenin atılımına her zaman bir miktar su katılır. Bu nedenle kurbağaların larvaları (suda yaşar) amonyak, erginleri üre salgılar.

Yumurtlayarak çoğalan hayvanlarda embriyo yumurtanın içinde gelişeceğinden meydana gelen üre ve su içerisinde eriyerek ozmotik basıncı yükseltecek ve bu da embriyoya zarar verecektir. Bu sakıncayı gidermek için azotlu artıklar ürik aside çevrilir. Ürik asit suda erimediği için ozmotik basıncı yükseltmez ve katı maddeler halinde yumurtanın içinde çöker. Yumurtlayan hayvanların erginleri de, sürüngenlerden itibaren, azotlu artıklarını ürik asit halinde atarak su artırımı yaparlar. Doğuran hayvanlarda tekrar üreye dönüş görülür. Amfibi ve memelilerde ürenin sürüklediği suyun bir kısmını böbrek tüplerinden tekrar geri emebilmek için hipotalamusta sentezlenerek glandula pituitaria posteriorise geçen ve oradan salgılanan (hipofizde) “VASOPRESSİN” dene bir madde sağlar. Boşaltım sisteminin en gelişmiş halini yüksek omurgalılarda görüyoruz.

2.1. BÖBREĞİN VE ONUNLA İLGİLİ KANALLARIN EVRİMİ
İşlevsel olarak böbreklerin üreme organlarıyla herhangi bir ilişkileri yoktur. Fakat omurgalılarda yapısal olarak bir ilgi vardır. Belirli boşaltım kanalları gametlerinde dışarıya atılmasını sağlar. Bu her iki sisteme birden “UROGENITAL SİSTEM” denir. Kitapların hemen hepsinde her iki sistem birbiri içinde incelenmesine karşın, üremenin fizyolojik işlevlerin ötesinde bir takım ruhsal nedenlerin etkisinde olması, üreme konusunun farklı başlıklarla anlatılmasını gerektirir.

Omurgalılarda böbrekler sölomun sırt tarafında, aort damarının her iki yanında bir çift olarak bulunur.Çeşitli omurgalı hayvan gruplarında düzenlenmeleri farklı olan ve kandan boşaltım maddelerini alan, nefron denen boşaltım tüplerinden, daha doğrusu boşaltım birimlerinden oluşmuştur.Karşılaştırmalı çalışmalar omurgalıların atasının her segmentte (önden arkaya) bir nefron taşıdığını göstermektedir. Bu nefronlar WOLFF yada ARCHİNEFRİK kanala açılırlar.Bu kanal da arkada kloak ile bağlantılıdır(kloak=bağırsak içeriği ile böbrek salgısının ortak açıldığı kanal). Sölom boşluğu boyunca uzanmış böyle yapıyı tam böbrek olarak görmek mümkündür.Bu tip böbreğe“HOLONEPHROS” denir.Bugün holonefroz ancak belirli yuvarlakağızlıların larvalarında görülür; fakat erginlerde kaybolmuştur.

Ergin balıklarda ve amfibilerde öndeki tüplerin çoğu kaybolmuş, ortadaki tüplerin bir kısmı testisler ile birleşmiş, son kısımdaki tüpler ise sayıca çoğalmış ve bir araya gelerek daha yoğun bir yapı oluşturmuşlardır. Bu tip böbrek posteriyör böbrek ya da “OPISTONEPHROS” olarak bilinir.

Sürüngenlerde, kuşlarda ve memelilerde orta tüpler de tamamen ortadan kalkmış ve testislerle ilişkileri kesilmiştir. Arka kısımdaki tüp sayısında ise büyük artışlar görülür. Memelilerde ve kuşlarda yüksek metabolizma düzeyinden dolayı meydana gelen artık maddeleri atmak için nefron sayısında fazlalaşmalar vardır. İnsanda her böbrekte 1.000.000 kadar nefron bulunmasına karşılık, semenderlerde bu sayı 100 den azdır. Üre salgılayan tüpler Wolff kanalının dışarıya doğru büyümesinden meydana gelen ”URETER” e (= böbrekle idrar kesesi arasındaki kanal) açılır.Wolff kanalının kendisi de erkek organının yapısına katılır. Yüksek omurgalılardaki bu tip böbrek oluşumuna “METANEPROS” denir.

Böbreğin evrimsel gelişimi sırasında holonefroz, opistonefroz, mezonefroz ve metanefrozu görüyoruz. Omurgalıların embriyonik gelişmelerinde bu sırayı her zaman göremezsek de bu evredeki yapılardan biri sonuçta son böbreği meydana getirir.Örneğin, sürüngenlerin erken embriyonik evresinde, sölomun ön kısmında segmental olarak tüpler dizilmiştir.Bunlar Wolff kanalına bağlanırlar; daha sonra kaybolurlar.Bu ilk tüpler pronefrozdur. Daha sonra ortada bulunan tüpler, yani Wolff kanalıyla ilişkide olan mezonefrozlar görülür.Bu oluşumların hepsi embriyonik evrededir; metanefroz oluşunca, testislerle olan ilişkileri devam eden kısımları hariç, tamamen ortadan kalkar.Yüksek omurgalılarda böbrek oluşumu, embriyonik evrede, pronefroz, mezonefroz ve metanefroz düzenindedir.

Birçok tetrapot, kloakın ventral olarak büyümesiyle oluşan bir idrar kesesine sahiptir (kuşlardan, yalnız deve kuşunda idrar kesesi vardır). Memelilerde. Ureter, idrarı böbreklerden idrar kesesine getirir. Bu torbadan idrarı dışarıya götüren kanala da “URETHRA=İDRAR KANALI” denir.Kloak ikiye bölünmüştür.Memelilerin birçoğunda özellikle ilkel memelilerde bu bölüne görülmez.Kloakın dorsal kısmından rektum, ventral kısmından da yüksek omurgalılarda urethra oluşur.

Böbreklerden sürekli idrar meydana getirilir ve ureter kanalının peristaltik hareketleriyle idrar kesesine iletilir. İdrar kesesinin urethraya bağlandığı yerde (girişinde) düz kastan meydana gelmiş bir kapakla ve daha alt kısımda ise çizgili kastan oluşan diğer bir kapakla bu boru kapatılır.İdrar kesesi içerisinde kapak gibi katlanan mukoz zar dolayısıyla tekrar üreter içerisine de giremez. İdrar kesesi dolduğunda gerilir ve almaçlar harekete geçirilir. Oluşan refleksle idrar kesesinin duvarındaki düz kaslar kasılırken, düz kaslardan meydana gelmiş urethranın kapakçığı gevşer. Çizgili kastan oluşan kapakçık ise kendiliğinden açılır.

Spermaları boşaltan kanallar mezonefrozun kanallarından oluşmuştur ve testislerin tohum kanallarıyla bağlantı yaparlar. Böylece mezonefrozun ön kısmının böbrek işlevinin körelmesiyle epididimis (=Yan Testis) oluşur. Bu yapı spermaları alır ve mezonefroz kanalına (=Wolff kanalı) iletir. Bazı köpekbalığı ve amfibilerde mezonefrozun ön kısmı hem ilkin böbrek hem de epididimis işlevini yürütür; ayrıca mezonefroz kanalı idrar–tohum kanalı olarak görev yapar.Buna karşın amniyotlarda mezonefroz, embriyonik evrede, pronefroz gibi boşaltım işlevini yitirir ve ancak epididimis işlevini yürütür. Mezonefrozun arka kısmı kalıntı halinde “PARADİDİMİS”e dönüşür.Dişi eşeyde mezonefroz tamamen körelerek yumurtanın üzerine yapışmış “EPOOPHORON ve PAROOPHORON” a dönüşür. Keza Wolff kanalı ayrıca farklılaşarak “VESICULA SEMINALIS ve GLANDULA VESICULOSA”yı yapar. Bu kanallar da köken olarak Kloaka açılır. Yüksek organizasyonlu memeli hayvanlarda idrar kesesinin çıkış kanalı (=Urethra), prostat bezinde, testisten gelen tohum kanalıyla birleşerek ortak bir kanalla dışarı açılır.

2.2. NEFRONUN YAPISI VE İŞLEYİŞİ
Yapısı: Boşaltım kanalları ve idrar kesesi böbreğe yardımcı organ olması bakımından önemlidir. Fakat kandan artık maddeleri seçici olarak süzen esas kısım böbrek tüpleridir. Biz memeli nefronunu örnek olarak inceleyeceğiz.

Her nefronun proksimal ucu “BOWMAN KAPSÜLÜ” olarak bilinir. Bu, yassı epitelle döşenmiş içi boş bir yarı küre şeklindedir. Kürenin içine kılcal damarlardan oluşmuş bir damar yumağı, yani GLOMERULUS girer. Bowman kapsülü içerisine giren afferent arteriyol (getirici damar) glomerulusu (damar yumağı) yapmak için birçok kılcala ayrılır ve kapsülü afferent arteriyolla terk eder. Vücuttaki iki arteriyol arasında kılcalların bulunması yalnız böbrekte görülür. Bowman kapsülü ve glomerulusların ikisi birden “RENAK KORPUSKUL” u (=Malpigi cisimciklerini) oluştururlar. Nefronların geri kalan kısmı kübik epitelle astarlanmış uzun bir boru sistemidir. Bu borular memeli hayvanlarda “Proksimal Kıvrık Tüp”, “Henle Kulpu” (ince tubul) ve “Distal Kıvrık Tüp” denen üç bölgeden meydana gelmiştir. İnsanda bu birimin uzunluğu 5 cm. kadardır. Birkaç nefron tüpünden meydana gelmiş ortak kanallar, üreterin böbreğe girdiği yerde meydana getirdiği genişliğe, yani “Renal Pelvise = veya Böbrek Havuzu” na açılırlar. Nefronların değişik bölgeleri ve onların kan damarlarıyla olan bağlantısı önemli işlevsel farklılıklara sahiptir. Renal korpusküller (Malpigi cisimcikleri) ve kıvrık tüpler, böbreğin korteks (kabuk) kısmında bulunur. Proksimal tüpün duvarı bir sıralı hücrelerden yapılmıştır ve tüpün içine doğru mikrovilluslar uzanır. Kıvrık tüplerin etrafında yoğun bir kılcal damar sistemi vardır. Henle kulpları, merkeze, yani böbreğin medulla kısmına doğru uzanırlar. Kortikal nefronların Henle kulpu kısa, medullada bulunan nefronların (juxtamedullar nefronlar) Henle kulpu ise uzundur. Böbrek piramidinin alt ucuna kadar inerler. İnsanda nefronun az bir kısmı medulla içerisinde uzanmasına karşılık, çok uzun Henle kulplarına sahiptir. Bu yapıların merkeze doğru birbirine yaklaşır şekilde olması dış görünüşte morfolojik bazı bölümlere ayrılmasına neden olmuştur. Bir böbrekte yaklaşık bir milyon nefron vardır. Böbrek kan damarları sempatik sinirlerle donatılmasına karşın işlevleri tam olarak bilinmemektedir.

Böbrekler, karın boşluğunda, omurganın bel kısmının her iki yanında, 120-200gr. ağırlığında ve 10cm. uzunluğunda fasulye biçiminde bir çift organdır. Çukur kısmına Pelvis denir. Bu çukura aorttan (Aorta abdominalis) ayrılan 7-9 tane atardamar (Arteria Renalis) girer; toplar damar ile bir idrar kanalı (ureter) çıkar. İdrar kanalının peristaltik hareketleri, ile idrar, böbreğin 20-30 cm. aşağısında leğen içerisine yerleşmiş, duvarları gerilebilir kaslardan yapılmış, idrar kesesi içerisine boşaltılır. Bu kanalın idrar kesesine açıldığı yerde, idrarın geri dönmesini önleyen kapakçıklar vardır. Kese idrarla dolduğunda gerilen duvarların içinde bulunan serbest sinir uçları beyine impulslar göndererek kesenin kasılmasına ve uretranın başlangıç kısmında bulunan kapakçıkların gevşemesine neden olur.

2.3. İDRAR OLUŞUMU
Kılcal damarlardaki sıvıların dışarıya çıkması, damarın içinde bulunan basınca (hidrostatik basınç)i dışarıdaki sıvıların damarlara girmesi ise, kan sıvısı içerisinde bulunan bileşiklerin (başta proteinli) meydana getirdiği ozmotik basınca göre olur. Arteriyollerde kan basıncı dolayısıyla hidrostatik basınç fazladır. Bu nedenle kapiller sistemin arteriyoller kısmında hidrostatik basınç ozmotik basınçtan fazla olduğu için sıvılar dokulara, venüller kısmında ise (ozmotik basınç hidrostatik basınçtan fazla olduğu için) dokulardan kılcal damarların içine doğru olur. Bu arada dokuların da kendine özgü bir ozmotik basıncı olduğu için net venüller ozmotik basınç (sıvı çekme gücü) kanın ozmotik basıncı eksi dokuların ozmotik basıncıdır. Keza net hidrostatik basınç da aynı yönteme göre hesaplanır. Sıvının damardan çıkması için etki eden güçlerin toplam değeri ise: Hidrostatik basınç ortalaması – Ozmotik basınç ortalamasıdır. Örneğin arteriyollerde kan basıncı 30 mm. Hg, doku basıncı ise, -8 mm. Hg ise (doku basıncı genellikle eksi değerliklidir; bazı hallerde artı olabilir, o zaman, kan basıncından doku basıncını çıkarmak gerekir; çünkü, bu, bir karşı basınç ifade eder) kan sıvısının damardan çıkmasını sağlayan basınç 30 + 8 = 38 mm. Hg’dir. Fakat kanın ozmotik basıncı da yani dıştaki sıvıları kan içerisine çekmeye çalışan güç 28 mm. Hg, dokuların ozmotik basıncı da 4 mm. Hg ise toplam ozmotik basınç 28 - 4 = 24 ’dür. Bu durumda toplam basınç 38 – 24 = 12 mm. Hg’dir. Yani arteriyollerde kan sıvısı 12mm. Hg’lik bir basınç altında dokulara geçmeye çalışır. Buna karşılık venüllerde kan basıncı azalacağı için, ozmatik basıncın altına düşer ve sıvılar dokulardan kılcal damarlara geçmeye başlarlar. Kılcal damar çeperini en kolay geçen proteinler ve lipoproteinler tekrar kılcal damarlara geçemezler; genellikle lenf damarlarıyla toplar damara dökülürler.

Glomeruluslardaki kılcallar iki arteriyol arasında olduğundan, kan basıncı, diğer vücut kılcal damarlarından farklı olarak, tüm kılcal damar boyunca sabittir. Ayrıca kan basıncı diğer kılcalların yaklaşık iki mislidir (70 mm. Hg). Dolayısıyla süzme işlevi daha etkindir. Keza yine diğer kılcallardan farklı olarak çeperleri çift tabakalıdır. Bu yapı onlara hem basınca dayanma hem de protein ve lökositlerin dışarıya çımasını önleme gibi bir özellik kazandırır. Glomerulus kılcallarında su ve suda erimiş maddeler yalnız kapiller endoteliyumdan kanallara geçer; diğer kılcallarda olduğu gibi geri emilim yoktur. Böbrek tarafından kanda bulunan suda erimiş boşaltım maddeleri süzülür. İnsanda ve diğer memelilerde azot içeren en önemli boşaltım maddesi üredir. Daha az miktarlarda amonyak, ürik asit ve seratonin bulunur. Ürenin sarı rengi ürokromdan gelir. Bu pigment hemoglobinin yıkılmasından meydana gelmiştir ve safra pigmentiyle benzerdir. İdrar oluşumunda üç evre vardır. 1) Süzülme (filtrasyon), 2) Geriye emilme (rezorpsiyon), 3) Salgılanma (sekresyon).

Süzülme: İdrar oluşumunda ilk adım olan glomerular süzülme, 1920 yılında RICHARDS tarafından geliştirilen bir mikro pipet tekniğiyle, Bowman kapsülünden alınan sıvının tahlili yapılarak açıklanmıştır. Su, çeşitli iyonlar, şeker, aminoasit ve azot içeren boşaltım maddeleri Malpigi (renal korpuskül) cisimciklerinin yarı geçirgen zarından kolaylıkla geçmektedir. Bu yarı geçirgen zar kan plazmasında bulunan tüm küçük moleküllerin süzülmesine izin verir. Kan hücreleri, yağ ve plazma proteinleri gibi büyük moleküller kanda kalır. Küçük moleküllerin bir kısmı da kanda büyük moleküllere bağlanmak suretiyle kalabilir. Bağlanan bu küçük moleküllerden en önemlileri demir, diğer eser mineraller ve belirli vitaminlerdir.

Süzülme oranının (Glomerular Süzülme Hızı) hesaplanması enginardan elde edilen “INULIN” denen bir polisakkaritin kullanılmasıyla yapılır. Örneğin, damar içerisine her milimetre kanda bir mg. Olacak şekilde inulin enjekte edilirse, her dakika için 13o mg. İnülinin idrar içerisine süzüldüğü görülür. Çünkü bu madde tüplerden geri emilmez. Dolayısıyla glomeruluslardan süzülen miktarı bize gösterebilir. Bu miktarın süzülebilmesi için dakikada en az 130 ml. Plazmanın böbreklerden geçmesi gereklidir. Bu da günde 188 litre eder. Fakat eğer böbreğin kan dolaşım sistemiyle nasıl desteklendiğini incelerse, bu rakama şaşmayız. Böbrekler kalpten çıkan kanın ¼ ünü alırlar; bu, her 4 –5 dk.’da bir vücut kanının böbreklerden geçmesi demektir. Diğer kılcal damarlarda olduğu gibi, glomeruluslardan geçen kan, orada süzülür. Dolayısıyla gelen kanın miktarı giden kanın miktarından daha fazladır. Bir glomerulus, böbrek arterinden çıkan getirici arteriyolle nefronların tüp kısmına giden götürücü arteriyol arasında bulunur. Götürücü arteriyol (Efferent Arteriol) getirici arteriyolden (Afferent Arteriol) daha dar olduğundan, glomerulus kılcal damarları içerisinde yüksek süzme basıncı sağlar ve burada, kandan, birçok madde ile birlikte önemli miktarda su süzülür.

Süzülme basıncı nefron tüplerinin içindeki basıncı ve kanın ozmotik basıncını geçer (bu her iki basınç da nefron tüpünün içindeki sıvının kan içerisine dönmesini sağlayan basınçtır). Süzülme basıncı şöyle hesaplanır: Kalbin pompalamasıyla böbrekte oluşan kan basıncı 70 mm.Hg’dir. Fakat kanın ozmotik basıncı 32 mm. Hg, ayrıca Bowman kapsülünün hidrostatik basıncı da 14 mm. Hg olduğu için, toplam süzülme basıncı 70 - (32 + 14) = 24 mm. Hg’dir. Soğukta kaldığımız zaman periferik kılcal damarlarımız büzüleceğinden, kan basıncında yükselme olacak ve dolayısıyla idrar çıkarma hızımız yükselecektir. Bunun yanı sıra terlediğimizde ya da kan sıvısı yitirdiğimizde idrar miktarı azalacaktır. Ayrıca süzülen sıvı oranında kanın ozmotik basıncı artacağından, kendiliğinden bir denge oluşacaktır. Keza kan akış hızı da süzülmeyi artırır. Fakat kan basıncı 90 –180 mm. Hg arasında değişse de böbrekteki kan akış hızının değişmediğini görürüz. Bu basınç değişimine böbreğin korteksindeki kılcalların direnci artırılmakla tepki gösterilir. Bu sınırların dışında basınç – akım – direnç dengesi bozulur. Bu direnç şöyle sağlanmaktadır. Böbrek atardamarında kan basıncı artınca düz kaslarla afferent arteriyol daraltılır, efferent arteriyol genişler; kan basıncı düşünce tersi olur ve her iki durumda da glomerulusların kılcal damarlarındaki kan basıncı ve süzme oranı sabit tutulur. Ayrıca süzülme azalınca, Henle kulpu, dıştaki dokuların basıncıyla büzülerek bir kapakçık gibi kapanır ve süzülen sıvının birikmesine neden olur. Sıvının birikimi belirli bir basınca yükselince büzülen kısım açılır.

İnsandaki dışarıya atılan idrarın miktarı glomeruluslardan süzülen %1’i kadardır. Diğer süzülen maddelerin hepsi (glikoz, aminoasitler ve iyonlar) ve suyun büyük bir kısmı nefronun tüp kısmından geçerken geriye emilerek kana alınır. Bunun yanı sıra süzülen sıvıya tübüler salgılar eklenir. İki önemli teknik yöntem bunun açıklanmasını sağlar. Birincisi temizlenme oranının çalışılmasıdır. Örneğin, bir insan böbreğinde her dakikada 75 ml. Plazmadakine denk üre çıkarılır. Bu şöyle ifade edilebilir. Her dakika 75 ml. Plazma üreden arınmaktadır, yani ürenin temizlenme hızı 75 ml./dakikadır. Diğer maddeler farklı temizlenme oranına sahiptirler. Örneğin inulinde 130 ml./dakikadır. Şayet serbestçe süzülebilen maddelerin temizlenme oranı (üre gibi) bu orandan aşağı ise, bu maddeler tüpler içerisinde tekrar geriye emilmelidir. Eğer temizlenme oranları 130 ml./dakikadan fazla ise o zaman tübüler salgı ile bazı maddeler eklenmelidir.

Geriye Emilme: Geriye emilmenin ve salgılanmanın yerini belirlemek için akıntının tıkanması tekniği kullanılır. Bir sonda (Kateter) böbrek pelvisine sokulur ve bağlanır. Tüp içerisindeki sıvı gerilmeye başlar, bir zaman sonra süzülme durur ve tüp içindeki basınç yükselir. miktarı Fakat tüpün farklı kısımları bu hareketsiz sıvı sütununa karşı işlevlerini gösterirler. Uygun zaman aralıklarıyla sonda açılır ve örnekler alınarak analiz edilir. İlk örnek ortak (kollateral) tüpten gelir ve daha sonra alınacak örnekler gittikçe proksimal kısma ait olan örneklerdir. Bu çalışmadan çıkarılan sonuç: Filtreden geçen aminoasitlerin ve glikozun tümünün, ürenin bir kısmının proksimal kıvrık tüpte geriye emildiğidir. Sodyum, klorit ve bikarbonatlar hem proksimal, hem distal kıvrık tüpten geriye emilir. Suyun %90 ı tüpün çeşitli bölgelerinden geriye emilir. Seratonin, amonyak, hidrojen potasyum iyonları ve çeşitli ilaçlar (penisilin gibi) memelilerde tübüler salgı ile dışarıya çıkarılırlar. Bunların çoğu tüpün distal kısmından atılır. Belirli telaost (=kemikli) balıklarda Malpigi cisimcikleri kaybolduğundan boşaltım maddelerini bu yolla elemine edebilirler.

a) Proksimal Tüpte Geri Emilme: Geri emilme idrar oluşumunda önemli rol oynar. Bu geri emilme ya tüplerin etrafını saran kılcal damarlara pasif olarak geçmek suretiyle ya da derişim gradiyentine karşı aktif olarak emilme ile olur. (Efferent arteriyoller doğrudan doğruya venlere bağlanmaz. Glomeruluslardan sonra proksimal ve distal kıvrımlı tüplerin etrafında ikinci bir kılcal damar sistemi yaptıktan sonra toplar damarlara bağlanırlar. Böbreğin, kanın bileşimini denetleme yeteneği işte bu çift kılcallar sistemi ile gerçekleşir.). Bu aktif emilmede tüp hücreleri büyük ölçülerde enerji (ATP) kullanırlar. Bu nedenle tüp hücrelerinde bol miktarda mitokontri vardır. Üre göz önüne alınmazsa, geriye emilen çözeltilerin çoğu proksimal kıvrık borudan aktif transportla alınır. Çünkü bu maddelerin derişimi o bölgede bulunan kandaki bu maddelerin derişimi ile eşittir. Bu maddeler aktif taşıma ile, kandaki derişimlerine bağlı olarak geri emilirler. Şayet bu maddelerden birinin kandaki normal değerinden fazla olursa – Böbrek Eşik Değeri – tüplerden tamamen emilmez; eşik değerinden fazla olanı idrar ile dışarı atılır. Böbrek eşik değerinin niceliksel (Kantitatif) değeri maddeden maddeye farklıdır. DIABETES MELLUTUS (şeker hastalığı)’da hücre metabolizması için glikoz tamamen yakılamaz ve kandaki şeker oranı yükselir. Glikoz için böbrek eşik değeri 150 mg. glikoz/100 ml. ‘dir. Bu durumda glikozun hepsi böbrek tüplerinden geri emilemeyeceğinden idrarda bol miktarda glikoza rastlanır (Glikozüri).

Vücut ısısının ozmotik basıncı glomerulus süzgecinden geçen tuz miktarıyla pH değeri ise asidik veya bazik maddelerin elemine edilmesi ya da tutunmasıyla sağlanır. Su, pasif olarak emilir. Eğer glomeruluslardan gelen süzüntü aynen atılsaydı, madde yitirilmesinden dolayı ölüm meydana gelirdi. İşte kıvrık tüpler vücut için gerekli olan maddelerin geri emilmesini (rezorpsiyon), işe yaramayanların (idrar) da atılmasını sağlar. İlkel omurgalılarda, üre, kandakinden daha yoğun değildir. Bununla beraber yüksek omurgalılarda özellikle memelilerde hipertonik üre meydana getirilir.

b) Henle Kulplarında Geri Emilme: Memeli nefronlarının yoğun idrar meydana getiren eşsiz yapısı Henle kulplarıdır. Uzun zamandan beridir omurgalıların yoğun üre meydana getirdikleri biliniyordu. Fakat mekanizmaları ancak yakın bir zamanda açıklanabildi. Henle kulpu, biri diğerine paralel ve biri inerken diğeri çıkan iki boru sisteminden oluşmuştur. Dolayısıyla içindeki sıvıların akış yönleri de birbirine terstir. Henle kulpunu oluşturan borulardan biri medullanın dış kısmından ortasına doğru inerken öbür kolu aksi yönde “U” harfi şeklinde kıvrılarak medullanın dış kısmına doğru uzanır. Glomeruluslardan çıkan kılcal damarlar “VASA RECTA” Henle kulplarını izleyerek dış medulladan iç medullaya uzanır ve daha sonra kortekse dönerek medullayı terk eder.
Bu düzenleme, böbreğe, kana göre hipertonik üre salgılama yeteneği verir. Bu işleyiş şöyle olur: Henle kulpunun yukarıya çıkan (Ascendense) kolu aktif taşıma ile klor iyonlarını proksimal tüpten gelen süzüntüden alarak doku arası sıvıya aktarır. Sodyum iyonları da artı yük taşımaları nedeniyle eksi yük taşıyan klor iyonlarını izleyerek, pasif olarak doku arası sıvıya geçerler. Halbuki kulpun inen kolunda (descendence) klor iyon taşınımı aktif olarak yapılmaz. Bu kolda sodyum ve klor iyonları ozmotik kurallara göre içeri ve dışarı hareket ederler. Kulpun çıkan kolu suya göre geçirgen değildir. Dolayısıyla bu koldan geçen sıvı, tuzu büyük ölçüde alınmış olarak distal tüpe geçer. Doku sıvısının yoğunluğu böylece artar. Bir miktar sodyum ve klor iyonu kulpun inen koluna pasif olarak geçer. Fakat çıkan koldan sürekli aktif Cl- taşınımı olduğu için kulpun “U” şeklindeki ucuna gittikçe sodyum ve klor iyon derişimi artar; kortekse doğru çıktıkça azalır.

Bu arada Henle kulpunu inen borusuyla beraber medullaya giren veza rekta damarının içindeki kani doku arasında bulunan derişik sodyum ve kloru pasif taşınmayla alır; fakat yukarıya, yani kortekse çıkarken tekrar geriye verir. Kanın bu şekilde zıt yönlü akışı medullada sodyum ve klor kaybını önler ve böylece kortekse doğru sodyum ve klor azalmasının sabit kalmasını sağlar. Bununla beraber az miktarda elektrolit ve ortak (= toplama) kanallardan doku arasına geçen bol miktarda su, kan ile medulladan uzaklaştırılır. Burada dikkat edilecek husus henle kulplarının kollarındaki sıvının akış yönü ile veza rekta damarındaki kanın akış yönünün birbirine ters olduğudur. Böylece, Henle kulpunun çıkan kolundaki sıvıda ve onu çeviren doku arası sıvıda, sodyum ve klor derişimi azalmasına karşın, kan, yukarıdan aşağıya doğru aktığından, yine doku arasındaki sodyum ve klor iyonlarını alarak medullanın alt kısmına doğru taşır. Veza rekta, yukarıya doğru çıkarken tuz iyonlarını derişim farkından dolayı yine doku arası sıvıya verecektir.

Henle kulpunun yukarıya doğru çıkan kolunda tuz iyonlarının taşınımı o kadar güçlüdür ki, distal geçmek üzere bu kolu terk eden sıvı, glomerulustan süzülen sıvıdan çok daha az sodyum derişimine sahiptir.

c) Distal Tüpte Geri Emilme: Çıkan borunun, suyu geçirmediğine değinilmişti. Daha sonra bu su, distal borunun içine geçerek tekrar medullanın ortasına doğru akmaya başlar. Fakat distal borunun içindeki sıvı, normal doku sıvısı ile izoozmotiktir (300 miliozmos). Bu sıvı, medullanın iç kısmına doğru akarken, gittikçe daha yoğun ozmotik doku arası sıvıyla karşılaşacağından, ve borunun çeperleri suya geçirgen olduğundan, su, doku içerisine geçerek veza rekta ile hemen oradan uzaklaştırılacak ve geride yoğunlaşmış idrar kalacaktır. Bu arada distal tüplerin suya geçirgenliğinin vazopressin (antidiüretik hormon) ile düzenlendiğini unutmamak gerekir. Vücudun suya gereksinmesi olduğu zaman vazopressin salgılanır, toplama kanalları geçirgen hale geçer ve su, doku arasına, oradan da kana geçer. İdrar, en son medullanın iç kısmını terk ederek böbreğin pelvisine girdiği için yoğunluğu, medullanın iç kısmındaki doku arası sıvının yoğunluğu kadardır. Bu da glomerulustan süzülen sıvıdan daha yoğundur.

2.4. BÖBREĞİN DÜZENLENMESİ
Süzülmenin Düzenlenmesi: Böbrek tarafından çıkarılan ve emilen maddelerin miktarı glomerulus filtresinin düzenlenmesine bağlıdır.Eğer bu filtrenin geçirgenliği fazlalaşırsa bazı maddeler geri emilmeden hızla borunun içerisinde akarlar.Eğer süzülme oranı düşükse,normal olarak salgılanan maddelerin çoğu geri emilir. Süzülme basıncı ve bundan dolayı süzülen miktar, glomeruluslara gelen arteriyollerin düz kaslarla kasılması ya da gevşemesiyle belirli limitler içerisinde değişir. Son yıllarda böbreğin son ürününü ve süzme basıncını ayarlayan “Juxtaglomerular Sistem” diye bir yapı bulun muştur.Bu sistemde tüpler (distal tüpün Medulla Dense denen özelleşmiş bir bölgesi) ortak kanallara dökülmeden önce glomeruluslara kan getiren(afferent) arterlerin arasından geçer ve getirici arterin etrafındaki değişmiş kas hücreleriyle (juxtaglomerular hücreler) yakından temasa geçer. Bu hücreler kan damarını sıkan granülleri içerir. Juxtaglomerular hücrelerin sıkma derecesi distal tüp içerisindeki maddelerin derişimi ile ilgilidir.

Suyun Düzenlenmesi: Suyun miktarı ve dolayısıyla vücut sıvısının miktarı daha ziyade “Antidiüretik Hormon (ADH) diğer adıyla Vazopressin” tarafından düzenlenir. Bu hormon, hipotalamusta sentezlenir ve hipofiz bezinin nöral lobu (glandula pituitaria posterioris) tarafından salgılanır; ortak tüpün suya karşı geçirgenliği artırır. Gereğinden fazla su, kanın miktarını ve basıncını artırır. Bu da dolaylı olarak glomerular süzme basıncını artırır ve daha fazla su süzülür. Doku sıvısı içindeki su miktarının artması antidiüretik hormonun çıkmasını önler ve bu yüzden ortak tüpteki geçirgenlik azalır. Bunun sonucu olarak geriye daha az su emilir. Glomeruluslarda suyun süzülme oranının artması ve geri emilmenin azalmasıyla su kaybı fazlalaşır; bu yolla vücuttaki su miktarı normal düzeye gelir. Eğer vücut sıvısı normalin altına düşerse (kan kayıplarında olduğu gibi) bu mekanizma tersine çalışır. Az su süzülür; fakat daha fazla oranlarda geri emilir; bu suretle vücut sıvısı dengede tutulmaya çalışılır. Vazopressin salgılanması hipotalamusun denetimi altındadır.
Tüpün içindeki sıvının ozmotik basıncı da su miktarının ayarlanmasında etkilidir. Eğer önemli miktarda tuz yada şeker elemine ediliyorsa, tüp içerisindeki sıvının ozmotik basıncı yükselir ve bu yüzden daha az su geri emilir. Şeker hastalığında ve büyük oranda tuz atılmalarında, idrar içerisinde ozmotik basıncı fazla olan maddelerin oranının yüksek olmasından dolayı, meydana gelen idrar miktarında artma olur.

Böbreğin birinin çıkarılması durumunda diğeri onun görevini üzerine alır. Bu durumda kalan böbreğin hacmi biraz büyür. Normal olarak bir böbreğin ¼’ü bir insana yeter. Yeterice üre süzememesi halinde kandaki üre miktarı artacağından “Üremi” denen hastalık ortaya çıkar.

2.5. SU VE TUZ DENGESİ
Omurgalılardaki nefronlar aşağı yukarı yapısal ve işlevsel olarak aynıdır. Bazı ilkel omurgalılarda nefronlar, glomeruluslarla bağlantılı olmalarının yanı sıra, nefrostomları aracılığıyla bir taraftan da sölom boşluğu ile ilişkidedirler ve artık maddeleri sölom sıvısı içerisinden doğrudan alabilirler. Bu, toprak solucanlarındaki nefridyumlara analogtur. Malpigi cisimciklerinin büyüklüğü ve nefronların diğer ayrıntıları, hayvanın yaşadığı ortama göre değişir. İlkel tatlı su balıklarında büyük Malpigi cisimcikleri vardır. Bunlar, büyük miktarda sıvı süzerler; çünkü geri emme düzenekleri yoktur. Vücutlarındaki tuz derişimi, çevresindeki ortamdan daha yüksektir; dolayısıyla su, ozmozla, vücut içerisine girer. Sorun fazla suyun dışarıya pompalanması ve tuzun tutulmasıdır. Bu tip balıklardaki tüplerin uyumu bu yöndedir. Onun için bu ilkel tüplerin ilk görevi su düzenlenmesini sağlamaktır. Çünkü zaten azotlu boşaltım maddelerinin çoğu, solungaçlardan diffüzyonla elemine edilmektedir.
Tuzlu su balıklarının çoğu yukarıda anlatılan sorunların tersiyle karşı karşıyadır. Deniz suyu, hayvanın vücudundakinden daha fazla tuz derişimine sahiptir. Dolayısıyla hayvanlar sürekli su yitirme tehlikesi içerisindedir. Küçük glomeruluslu veya tamamen glomerulussuz tüplere sahip birçok türde, su kaybı deniz suyunu içmek suretiyle karşılanır. Fakat su içme ile vücut içerisine giren tuzun fazlası solungaçlardaki özelleşmiş hücrelerle ve aktif taşınmayla dışarıya atılır. Denizlerde yaşayan kıkırdaklı balıklarda durum daha farklıdır. Bu hayvanların dokuları içerisinde üre birikimi vardır. Çünkü diğer balıklarda olduğu gibi, üre, tüpler ile dışarıya atılmaz; ancak pek azı solungaçlarla elemine edilir. Vücut içerisinde biriken üre, vücudun iç ozmotik basıncını yükselterek suyun içeriye girmesini sağlar. Bu hayvanların nefronları tatlı su balıklarının nefronlarına benzer. Besinlerinden gelen fazla tuzu ise bağırsaklarının son kısmına açılan parmak şeklindeki bezleriyle dışarıya boşaltırlar.

Amfibiler ilkel tatlı su balıklarındaki tüplere sahiptirler ve az da olsa su yitirilmesini denetlerler. Kurbağalar her gün derileri ve idrarları ile kendi vücut ağırlıklarının 1/3’ü kadar su yitirirler. Deri solunumları için,derinin sürekli nemli tutulması gereklidir. Bu nedenle su kenarlarından ayrılamazlar.
Sürüngenlerde, su, boynuzumsu derileri ile saklanmasının ötesinde, glomeruluslarının küçük olmasıyla da büyük ölçüde vücut içerisinde muhafaza edilir. Amfibilere ve ilkel tatlı su balıklarına göre kanlarından çok daha az su ayrılır. Kuşların ve memelilerin orta büyüklükte glomeruluslara sahip olmalarına karşılık Henle kulplarının oluşumu ile hipertonik üre meydana getirmeleri sağlanmıştır. Çölde yaşayan memeliler diğerlerine göre çok daha uzun Henle kulplarına sahiptir ve dolayısıyla süzüntüden çok daha fazla su çekerek daha yoğun idrar meydana getirmeleri mümkün olmuştur. Bazı karasal hayvanlar (kara kurbağaları ve sürüngenler) keza idrar kesesinden suyu tekrar geri emerler (fakat ortak tüpten ayrıldıktan sonra üre de herhangi bir değişiklik meydana gelmez).

Bazı karasal omurgalılar ikincil olarak denizel yaşama uymuştur. Bunların çoğu deniz balıkları gibi deniz suyu içerir ve fazla tuzu başlarında bulunan özel tuz bezleriyle dışarı atar. Bu bezler, deniz kaplumbağalarında gözlerin yanından, deniz kuşlarında ise boşluğundan dışarıya açılır. Deniz memelileri fazla tuzlarını böbrekleriyle atar.

Memelilerde ve Özellikle İnsanda Tuz Dengesi: Glomeruluslardan emilen sodyum 7/8’inin proksimal tüpten geri emilir. Henle kulplarından geçen sodyum miktarı 70 gr., günlük idrarla atılan ise 5 gr. kadardır. Bu ise 65 gr. sodyumun Henle kulplarından ve distal tüplerden geri emildiğini gösterir. Distal tüplerden sodyumun geri emilmesi adrenal korteksin “ Aldesteron” denen hormonunun etkisiyle vücudun gereksinmesi oranında olur. Suyun vücutta tutulabilmesi için yeterince sodyum iyonunun olması gerekir. Sodyum iyonları proksimal tüpteki süzüntüden pasif olarak tüp hücrelerine, oradan da aktif olarak doku arası sıvıya pompalanır. Bu emilme yeterli olmadığı taktirde distal tüplerden ve idrar toplama kanallarından aldesteron hormonunun etkisi altında bir miktar sodyum daha geri emilir.

Kalp ve böbrek rahatsızlıklarında süzülme hızı yeterli olmayacağından, sodyum gerekenden fazla bulunur ve keza aldesteron salgısının fazlalığında da gerekenden fazla geri emileceğinden dolayı yine miktarı artar. Sodyum fazla olması gerekenden fazla suyun tutulmasına, bu da bazı ödemlerin ortaya çıkmasına neden olur.

Glomerulustan süzülen günlük 620 gr. klorun 500 gr.’ mı proksimal tüpten, 110 gr.’ mı Henle kulpundan ve distal tüpten geri emilir. Geri kalan 10 gr.2 mı idrarla dışarı atılır. Sodyum, klorun emilimini pasif olarak izler.

Potasyumun hepsi proksimal tüpten geri emilir. Fakat bir kısmı distal tüp hücreleri tarafından salgılanarak idrara verilir. Hidrojen ile potasyum aynı taşıma sistemi ile salgılandıklarından birbiriyle rekabet ederler. Dolayısıyla vücuda sokulacak fazla KCl, hidrojen atılımını azaltarak asidozis yaratır.
pH ’ı Sabit Tutma (Bikarbonat Emilmesi): Hücre metabolizması sonucu vücutta birçok asitli bileşik oluşur. Özellikle et yiyen hayvanların proteinlerinde bulunan kükürt ve fosforun oksidasyonu ile oluşan asitli bileşiklerin miktarı Na, K ve Ca gibi katyonlardan fazladır. Yine meydana gelen laktik asidin, kanı asitlendireceğinden dolayı böbrekle dışarı atılması zorunludur. Çünkü hiçbir canlı belirli pH sınırlarının dışında yaşayamaz. Hemoglobin plazma proteinleri ile birlikte asit-baz tamponlayıcısı olarak görev yapar. Akciğerler, karbondioksit oluşur oluşmaz kandan uzaklaştırarak karbonik asidin meydana gelmesini önler.

Böbrek, hücre içi ve dışı sıvıların hidrojen iyonu derişimi normalden saptığı zaman asit ya da baz bileşikleri salgılayarak dengenin oluşmasını sağlar.İnsanda salgılanan idrarın pH’ı alınan besinin durumuna göre 4.5-8 arasında değişir.

Kandan, proksimal tüp hücrelerine giren CO2, karbonik anhidrazın etkisi altında su ile birleşerek H2CO3- ´ü yapar. Bunun dissosiye olmasıyla H iyonları meydana gelir ve proksimal tüpün sıvısına verilir. Karbonat iyonları (H2CO4-)’ da kana geri emilir. Proksimal tüp sıvısında bulunan HPO4 ve HCO3- gibi bazı tampon bileşikler H+ iyonlarını tümüyle tutarlar. Çünkü glomerulustan süzülen NaHCO3 , proksimal tüp içerisinde dissosiye olarak Na+ ve HCO3- iyonlarını meydana getirir. Na+ , proksimal tüp içerisinde H+ iyonları ile yer değiştirir ve böylece Na+ ‘nın tekrar emilmesi sağlanmış olur. H2CO3 , tüp içerisinde H2O ve HCO3- ‘ü meydana getirir. CO2 , tüplerden kana geçerek akciğerle vücuttan atılır. HCO3- ‘ün çoğu proksimal tüpten geri emildiğinden dolayı distal tüpte bikarbonat azalır ve salınan H+ iyonları özellikle HPO4 iyonları tarafından tutularak H2PO4- iyonları meydana getirir.distal borucuklarda sodyum iyonlarıyla yer değiştiren hidrojen iyonlarının miktarı, tüp içerisindeki bikarbonat iyonlarıyla eşdeğerdir. Ot yiyen hayvanlarda idrar baziktir. Çünkü besinlerinde, Na, K ve Ca gibi bazik maddeler çoktur. Et yiyenlerde, S, P ve Cl Çok olduğu için daha ziyade asidiktir.

Hücre dışı sıvısı bazik olursa glomerulus süzüntüsü içerisinde bikarbonat miktarı, borucuklardan salgılanan H+ iyonlarından fazla olacağından, bu fazla bikarbonat iyonları, fazla sodyumla birlikte vücuttan uzaklaştırılacak ve kanın pH ’ı düşürülecektir (asitleştirme).

Ayrıca H+ iyonlarını tutan diğer bir bileşik de amonyaktır. Tüp hücreleri kanda bulunan glutamin, alanin, lösin ve aspartik asit gibi aminoasitleri arak glutaminaz enzimi ile parçalar ve sonuçta NH4+ iyonlarının meydana gelmesini sağlar. Diğer aminoasitler farklı bir sistemle dönüştürülür. NH4+ iyonları proksimal tüp içerisinde sodyum iyonlarıyla yer değiştirerek , Na+ iyonlarının saklanmasını, Cl- gibi iyonlarla da birleşerek onların atılmasını sağlar. Amonyak, yağlarda kolay eridiğinden, proksimal tüp sıvısını kolayca geçer ve burada hidrojen iyonu alarak NH4+ iyonunu yapar. NH4+ iyonu hücreye tekrar giremez;çünkü yağlarda erimez , dolayısıyla idrarla dışarı atılır.İdrar asitleştikçe amonyum atılımı hızlanır.

Süzme İle İlgili Almaçlar: Ozmoreseptörler, hipotalamusun supre optik merkezlerindedir. Büyük bir olasılıkla bu almaçlar sıvı odacıkları içeren özelleşmiş nöronlardır. Kanın yoğunluğu düştüğü zaman şişerler; yükseldiği zaman büzülürler. Meydana getirdikleri impulslar ile hipofizin arka lobundan antidiüretik hormonunun salgılanmasına ve dolayısıyla toplama borucuklarının suya geçirgenliğinin düzenlenmesine neden olurlar. Kanın ozmotik basıncı yükselince ozmoreseptörlerin meydana getirdiği impuls sayısı artar ve ADH salgılanması fazlalaşır.