Böbrek üstü bezleri

Biyoloji laboratuvarında Aybüke, insan gövdesi maketinin karın bölümünden sol böbreği çıkarıyor. Böbreğin tepesine oturmuş sarımsı, üçgen bir parça da onunla birlikte geliyor; maket ikisini tek parça dökmüş. Aybüke parçayı masa arkadaşı Berkant'a uzatıyor: «Bu böbreğin ucu. İdrarın bir kısmı da burada yapılıyordur.» Berkant idrar kanalını (üreter) parmağıyla geriye doğru izliyor: kanal böbreğin iç kenarındaki girintiden çıkıyor, sarı parçaya hiç uğramıyor. Sarı parçaya bağlanan yalnızca kırmızı ve mavi boyalı ince damarlar var. Maketin kesit yüzünde de bir ayrıntı göze çarpıyor: parçanın dış katmanı açık sarı, iç kısmı koyu kahverengi boyanmış. Ürününü dışarı akıtacak bir kanalı olmayan bu yapı, yaptığı her şeyi kana veriyor olmalı. Peki idrar yapmıyorsa ne yapıyor, ve bu küçük parçanın içi neden iki renkli?

• Böbrek üstü bezinin kabuk ve öz bölgelerini kökenleri, denetlenme biçimleri ve salgıladıkları hormonlarla ayırt edersin.
• Adrenalin, kortizol ve aldosteronun hedeflerini ve etkilerini eşleştirip kısa ve uzun süreli stres yanıtını karşılaştırırsın.
• CRH → ACTH → kortizol zincirinde bir halka bozulduğunda hormon düzeylerinin hangi yöne kayacağını öngörürsün.
• Bir bölge çıkarıldığında ya da işlevini yitirdiğinde hangi dengenin bozulacağını gerekçesiyle yorumlarsın.

Böbreğe komşu, böbrekten bağımsız

Böbrek üstü bezleri, adlarının söylediği yerde, her iki böbreğin üst ucuna yaslanmış olarak bulunur; vücutta bir çift vardır. Aybüke'nin maketi ikisini tek parça göstermiş olsa da bu komşuluk yalnız konumdandır. İdrar, böbreğin nefronlarında kandan süzülen sıvıdan oluşur ve üreterle böbrekten ayrılır. Böbrek üstü bezinin ise hiçbir kanalı yoktur: ürettiği maddeler bezi saran yoğun kılcal damar ağına geçer ve kanla bütün vücuda taşınır. «Hormonların genel özellikleri» dersinde yaptığımız ayrımla bu yapı bir iç salgı bezidir. Maketteki kırmızı ve mavi damarlar bu yüzden önemlidir: bezin bütün dış ilişkisi kan yoluyla kurulur.

Bir kesitte iki ayrı köken

Bez ortadan kesildiğinde iki katman seçilir: dışta kalın ve sarımsı kabuk bölge (korteks), içte daha koyu renkli öz bölge (medulla). Maketin iki rengi bu ayrımı gösteriyor. Katmanlar embriyoda farklı kaynaklardan gelişir ve sonradan iç içe yerleşir. Öz bölge, sinir sistemini kuran hücrelerle ortak kökenlidir; hücreleri, uzantılarını yitirmiş sempatik nöronlara benzetilir. Kabuk ise salgı yapan bez dokusundan gelişir.

Köken farkı, iki bölgenin nasıl yönetildiğini de belirler. «Çevresel sinir sistemi» dersinde sempatik bölümün gangliyon öncesi liflerini izlemiştik; bu liflerin bir kısmı gangliyonda durmadan doğrudan öz bölgeye ulaşır. Öz bölge böylece bir sinir uyarısıyla saniyeler içinde salgı yapar. Kabuğa gelen buyruk ise kanla taşınır: «Hipotalamus ve hipofiz» dersindeki ön lob hormonlarından ACTH, kabuğun hedef hücrelerine bağlanarak onu uyarır. Aynı organın içinde biri sinirin, öteki kandaki hormonun sözünü dinleyen iki bez iç içe çalışır.

Öz bölge: saniyelik yanıt

Öz bölgenin salgısı adrenalin (epinefrin) ve noradrenalin (norepinefrin) moleküllerinden oluşur; salgının büyük bölümü adrenalindir. İkisi de amino asit türevidir ve reseptörleri hedef hücrenin zarındadır. Noradrenalin tanıdık bir addır: sempatik gangliyon sonrası nöronlar hedef organa çoğunlukla bu maddeyi bırakır. Öz bölge aynı haberciyi sinaps yerine kana döker. Sempatik liflerin tek tek ulaştığı organlara mesaj bu kez kan yoluyla, daha yaygın biçimde bir kez daha gider.

Ani bir tehlike düşünelim: kaygan bir merdivende ayak kayıyor ya da karanlık bir sokakta arkadan hızlı ayak sesleri geliyor. Hipotalamustan inen buyruklar sempatik bölümü harekete geçirir; sempatik lifler hem organlara hem de öz bölgeye ulaşır. Kana karışan adrenalinin sonuçları şunlardır:

• Kalp daha hızlı ve daha güçlü kasılır, kan basıncı yükselir.
• Karaciğerde glikojen yıkımı hızlanır, kan şekeri artar; kaslara ve beyne hazır yakıt gider.
• Solunum yolları (bronşçuklar) genişler, akciğerlere daha çok hava girer.
• İskelet kaslarına giden kan artarken sindirim organlarının kanı ve etkinliği azalır.
• Göz bebekleri büyür.

Bu liste sempatik etkilerle neredeyse birebir örtüşür. Öz bölge sempatik sistemin yerini almaz; onun başlattığı yanıtı güçlendirir ve uzatır. Sinirsel etki uyarı kesilince hızla söner, kandaki adrenalin ise bir süre dolaşmayı sürdürür. Tehlike geçtikten sonra da kalbin bir müddet çarpması bundandır. Adrenalinin kalpte ve karaciğerde farklı yanıt doğurduğunu «Hormonların genel özellikleri» dersinde görmüştük; burada aynı molekülün bütün bedeni kısa süreli bir eyleme hazırladığını izliyoruz.

Varsayımsal olarak iki öz bölgesi de çıkarılmış bir kişiyi düşünelim. Kalbe, solunum yollarına ve göz bebeğine giden sempatik lifler sağlam kaldığından ani tehlikede kalp yine hızlanır. Eksilen, kan yoluyla gelen ek dalgadır; yanıt biraz zayıflayabilir ve kısalabilir. Öz bölge bu yüzden yaşamı sürdürmek için zorunlu sayılmaz. Kabukta tablo bambaşkadır.

Kabuk bölge ve kortizol

Kabuğun hormonları kolesterolden türetilen steroitlerdir. Yağda çözündükleri için zardan geçer, hücre içindeki reseptörlerine bağlanır ve gen etkinliğini değiştirirler; etkileri adrenalininkinden geç başlar, uzun sürer. Kabuğun ürünleri üç grupta toplanır: glukokortikoitler, mineralokortikoitler ve az miktarda eşey hormonu.

Kortizol, glukokortikoit grubunun başlıca üyesidir; grubun adındaki «gluko» kan şekerini işaret eder. Kortizol de kan şekerini yükseltir, ama izlediği yol adrenalininkinden farklıdır. Depodaki glikojeni bir anda harcatmak yerine kas proteinlerinin ve yağların yıkımını artırır; karaciğer bu yıkımdan gelen yapı taşlarıyla yeni glikoz üretir. Böylece glikojen deposu tükendikten sonra da beyin yakıtsız kalmaz. Kortizolün öteki önemli etkisi bağışıklık sistemini ve yangı (iltihap) tepkisini baskılamasıdır; düzeyi uzun süre yüksek kalırsa vücudun enfeksiyonlara direnci azalabilir.

CRH → ACTH → kortizol

Günlerce süren bir hastalık, haftalara yayılan uykusuzluk ya da aralıksız ağır bir iş temposu, bedenin uzun süre zorlandığı durumlardır. Böyle bir zorlanmada hipotalamus CRH salgılar; CRH hipofizin ön lobundan ACTH salgılatır; ACTH kanla kabuğa ulaşıp kortizol salgısını artırır. Kortizol yükseldikçe hipotalamusu ve hipofizi frenler, CRH ile ACTH azalır. «Hipotalamus ve hipofiz» dersinde kurduğumuz okuma kuralı burada da işler: zincirin bir halkası koparsa ondan aşağıdaki hormonlar azalır, yukarıdakiler ise frenden kurtulup çoğalır. Kabuk kortizol yapamazsa ACTH yükselir; hipofiz ACTH salgılayamazsa kortizol düşer.

Aldosteron: tuz ve suyun hesabı

Aldosteron, mineralokortikoit grubunun başlıca hormonudur; adı minerallere, yani kandaki iyonlara gönderme yapar. Hedefi böbrektir. Nefron kanallarında Na⁺'un kana geri emilimini artırır, K⁺'un idrarla atılmasını hızlandırır. Hücre zarındaki taşımayı işlerken gördüğümüz osmoz kuralına göre su, çözünmüş madde derişimi yüksek olan tarafa geçer; kana geri dönen Na⁺ suyu da peşinden çeker. Sonuçta vücutta su tutulur, kan hacmi ve kan basıncı yükselir. Bunun nefronun hangi bölümünde gerçekleştiği boşaltım modülünün konusudur.

Aldosteron salgısını ACTH'den çok kandaki iyon dengesi yönetir: kandaki Na⁺ derişimi düştüğünde ya da K⁺ derişimi yükseldiğinde salgı artar. Kan basıncı düştüğünde böbreklerin başlattığı bir uyarı zinciri de aldosteronu artırır; bu zincir renin-anjiyotensin sistemi adıyla anılır. Na⁺ ve K⁺ normale döndüğünde salgı yeniden geriler.

Kabuk susarsa

Kabuk az miktarda eşey hormonu da üretir; bu hormonların asıl kaynağı eşeysel bezlerdir ve konuları bu modülün son dersindedir.

Kabuğun işlevini yitirdiği varsayımsal bir durumda iki denge birden sarsılır. Aldosteron eksildiği için böbrek Na⁺'u tutamaz; idrarla Na⁺ ve su kaybı artar, K⁺ kanda birikir, kan hacmi ve basıncı düşer. Kortizol de yetmediği için açlıkta ve zorlanmada kan şekeri korunamaz. Bu iki hormon yaşam için gerekli olduğundan kabuk, öz bölgenin aksine vazgeçilmezdir. Ders kitapları kabuk hormonlarının uzun süre yetersiz kaldığı tabloya Addison hastalığı adını verir; halsizlik, kilo kaybı, kan basıncında düşme ve deride koyulaşma bu tabloda görülür. Kortizolün uzun süre fazla salgılandığı tablo Cushing sendromu diye anılır; kan şekerinde yükselme, yüzde ve gövdede yağ birikimi, kaslarda erime öne çıkar.

Kısa soluklu ve uzun soluklu iki yanıt

Aldosteron tabloya girmez, çünkü salgısını stresten çok kandaki Na⁺ ve K⁺ belirler. Tablonun iki sütunu birbirinin rakibi de değildir. Ani bir tehlike önce öz bölgeyi çalıştırır; zorlanma uzarsa kabuğun yanıtı devreye girer ve bedeni haftalarca sürebilecek bir yüke uyarlar. Aybüke'nin maketindeki iki renk de bu iş bölümünü gösterir: dıştaki sarı katman ACTH'yi ve iyonları dinleyen kabuk, içteki koyu çekirdek sempatik sinirin ucundaki öz bölgedir.

Şekeri aşağı kim çeker?

Bu derste kan şekerini yükselten iki hormon tanıdık: adrenalin glikojeni hızla harcatıyor, kortizol yeni glikoz yaptırıyor. Oysa kandaki glikozun ayarı tek yönlü olamaz; bir öğünden sonra fazlası depoya kaldırılmalı, uzun bir açlıkta da depo yeniden açılmalıdır. Bu iki yönlü işi pankreasın içindeki Langerhans adacıklarında bulunan alfa ve beta hücreleri görür. Kortizolün salgılanması için kabuğa hipofizden ACTH gelmesi gerekiyordu; adacık hücreleri ise kandaki glikozu kendileri ölçer ve arada başka bir bez olmadan yanıt verir. Sıradaki derste bu hücrelerin insülini ve glukagonu hangi koşulda salgıladığını, karaciğerdeki glikojen deposunun kimin sözüyle doldurulup boşaltıldığını izleyeceğiz.

Örnek 1 — Öz bölge olmadan ani tehlike

Soru: Varsayımsal bir kişinin iki böbrek üstü bezinin öz bölgesi çıkarılmış, kabuk bölgeleri ve sinir sistemi sağlamdır. Bu kişi ani bir tehlikeyle karşılaştığında hangisi beklenir?

• A) Kalp hiç hızlanamaz, çünkü kalbi hızlandıran tek etken adrenalindir.
• B) Kabuk, eksilen adrenalinin yerine adrenalin üretmeye başlar.
• C) Sempatik lifler kalbi yine hızlandırır; yalnız kan yoluyla gelen adrenalin desteği eksik kalır.
• D) Parasempatik bölüm devreye girip kalbi hızlandırır.
• E) Kortizol saniyeler içinde salgılanıp adrenalinin işini üstlenir.

Çözüm: Sempatik sinirler kalbe, solunum yollarına ve göz bebeğine doğrudan ulaşır; öz bölge bu yanıtı yalnız güçlendirip uzatır. Öz bölge olmasa da sinirsel yanıt sürer. A sinirsel yolu yok sayıyor, B kabuğun ürünlerini karıştırıyor, D parasempatiğin etkisini ters çeviriyor, E kortizolün geç başlayan steroit yanıtını saniyelik sanıyor. Cevap: C.

Örnek 2 — Kabuk işlevsiz kalırsa

Soru: Böbrek üstü kabuğunun hormon üretemediği varsayımsal bir kişide kan ve idrar için hangisi beklenir?

• A) İdrarla Na⁺ ve su kaybı artar, kanda K⁺ birikir, kan basıncı düşer.
• B) Böbrek Na⁺'u daha çok geri emer, kan basıncı yükselir.
• C) Kanda K⁺ azalır, Na⁺ birikir.
• D) Na⁺ dengesi bozulmaz, çünkü aldosteronu öz bölge üretir.
• E) Yalnız adrenalin azaldığı için iyon dengesi değişmez.

Çözüm: Aldosteron kabukta yapılır ve böbrekte Na⁺'u tutup K⁺'u attırır. Hormon yoksa bu iki iş tersine döner: Na⁺ suyu da yanına alarak idrarla gider, K⁺ kanda kalır, kan hacmiyle birlikte basınç düşer. B ve C hormon fazlalığının tablosunu veriyor, D ile E aldosteronu yanlış bölgeye yerleştiriyor. Cevap: A.

Örnek 3 — Hata hangi halkada?

Soru: Varsayımsal bir kişide kandaki kortizol düşük, ACTH ise normalin üstünde ölçülüyor. Bu tabloyu en iyi açıklayan hangisidir?

• A) Hipofiz ACTH salgılayamıyordur.
• B) Hipotalamus CRH salgılayamıyordur.
• C) Böbrek üstü öz bölgesi çıkarılmıştır.
• D) Kabuk kortizol üretemiyordur; frenlenmeyen hipofiz ACTH salgısını artırmıştır.
• E) Kortizol fazla salgılandığı için ACTH yükselmiştir.

Çözüm: Bozulan halkanın öncesi yükselir, sonrası düşer. ACTH yüksek, kortizol düşükse sorun ACTH'den sonraki halkadadır, yani kabukta. A ve B'de ACTH düşük olurdu; C kortizol üretimini etkilemez; E geri bildirimin yönünü ters kuruyor. Cevap: D.

Örnek 4 — İki farklı stres

Soru: Bir kişi bisikletle yokuş inerken önüne aniden çıkan bir araç yüzünden irkiliyor; aynı kişinin bir yakını ise haftalardır süren bir hastalık nedeniyle yatakta. Bu iki duruma öncelikle eşlik eden hormon yanıtı hangi seçenekte doğru eşleştirilmiştir?

• A) Ani irkilme: kortizol, ACTH ile; uzun hastalık: adrenalin, sempatik lifle
• B) Ani irkilme: adrenalin, sempatik uyarıyla öz bölgeden; uzun hastalık: kortizol, ACTH aracılığıyla kabuktan
• C) İkisinde de yalnız aldosteron
• D) Ani irkilme: aldosteron; uzun hastalık: noradrenalin
• E) İkisinde de yalnız sinirsel yanıt, hormon yok

Çözüm: Saniyelik yanıtı sinirle uyarılan öz bölge verir; uzun süren zorlanmada CRH → ACTH → kortizol zinciri devreye girer. A sütunları yer değiştiriyor, C ve D aldosteronu stres hormonu sanıyor, E hormonal yanıtı tümüyle siliyor. Cevap: B.

• Bezi böbreğin bir parçası saymak. Böbrek üstü bezi böbreğe yaslanır ama idrar yapmaz, kanalı yoktur; ürünü kana geçen bir iç salgı bezidir.
• Bölgeleri ve hormonları yer değiştirmek. Adrenalin ve noradrenalin öz bölgeden, kortizol ve aldosteron kabuktan çıkar; «adrenalin kabuk hormonudur» diyen seçenek tipik bir ters çeldiricidir.
• Bütün böbrek üstü salgısını ACTH'ye bağlamak. ACTH kabuğu, özellikle kortizolü uyarır; öz bölgeyi sempatik lifler, aldosteronu ise kandaki Na⁺ ve K⁺ yönetir.
• Öz bölgeyi sempatik sistemin karşıtı sanmak. Adrenalinin etkileri sempatik etkilerle aynı yöndedir ve onları güçlendirir; sindirimi hızlandırmak, kalbi yavaşlatmak parasempatiğin işidir.
• Aldosteronun yönünü ters kurmak. Aldosteron Na⁺'u kanda tutar, K⁺'u idrarla attırır; su Na⁺'u izlediği için kan basıncı yükselir.
• İki hormonun kan şekerini aynı yoldan yükselttiğini sanmak. Adrenalin glikojeni yıkar; kortizol protein ve yağ yıkımı üzerinden yeni glikoz yaptırır.