Principiul contracurentului

Principiul contracurentului este un principiu funcțional biologic care este implicat în termoreglarea multor animale, în respirația peștilor precum rechinii și în procese precum concentrația de urină umană. Majoritatea diurezei la om are loc în așa-numita buclă Henle a medulei renale și se caracterizează prin sisteme cu direcții de curgere opuse. O boală înrudită este sindromul Barrter ereditar și mutat.

Care este principiul contracurentului?

Principiul contracurentului biologic are semnificații diferite. Pentru lumea animală, principiul funcțional joacă un rol în primul rând în termoreglare. În corpul uman este deosebit de relevant pentru schimbul de substanțe în țesutul renal. O direcție opusă de curgere în țesuturile vecine asigură eficiența schimbului de substanțe.

Sistemele contracurent în țesutul renal uman sunt utilizate în special pentru a conserva substanțele și energia. În corpul uman, bucla Henle în cadrul nefronului este un exemplu primordial al principiului funcțional al fluxului contracurent în structurile anatomice vecine Urina servește.

Bucla Henle și, astfel, unul dintre cele mai importante principii de contracurent la om are loc în zona medulară exterioară. Principiul este important pentru diureză sau formarea urinei și constă din trei componente diferite cu direcții de curgere opuse.

Rechinii și alți pești folosesc, de asemenea, principiul contracurentului pentru respirație. Au un schimbător de contracurent în care sângele sărac în oxigen întâlnește un mediu bogat în oxigen. În timpul schimbului de gaze, există contact între sânge și mediul bogat în oxigen pentru a menține diferența de presiune parțială de oxigen și pentru a promova absorbția suplimentară de O2 din mediu.

Funcție și sarcină

Sistemul de contracurent al rinichilor umani este format din trei componente diferite. Primul dintre acestea este piciorul subțire descendent al așa-numitei bucle Henle, al doilea element formează piciorul ascendent gros al buclei, iar cel de-al treilea element corespunde interstitiului care este situat între primele două componente.

Partea subțire, descendentă a buclei Henle este permeabilă la apă. Partea groasă, ascendentă a buclei nu este. În porțiunea ascendentă a buclei Henle, ionii de sodiu migrează din urină în interstițiul adiacent. Această migrare se face prin transport activ. Apa nu migrează în interstițiu, ci rămâne în urină. Spre deosebire de sodiu, părțile impermeabile ale buclei Henle fac imposibilă atingerea apei în interstițiu. Din această cauză, lichidul devine hipotonic, în timp ce interstitiul devine hipertonic.

În cele din urmă, apa curge în interstitiul hipertonic din partea subțire descendentă a buclei Henle. Deoarece în această parte a buclei peretele este permeabil la apă. În acest fel, urina primară este concentrată: concentrația are loc în partea descendentă a buclei, fără cheltuieli suplimentare de energie. Apa este retrasă din urina primară atunci când este concentrată folosind principiul contracurentului.

Recuperarea apei în rinichi este posibilă datorită principiului pasiv și este cuplată la reabsorbția de sodiu. Această abordare este extrem de eficientă din punct de vedere energetic.

Bucla Henle are mai multe etaje, toate fiind implicate în proces în același timp. Execuția simultană a principiului descris la toate nivelurile buclei Henle duce la o concentrație fracțională a urinei. Concentrația electroliților este cea mai mare în partea apicală a buclei Henle, deoarece în această parte apa a fost retrasă din urina primară pe întreaga lungime a coapsei subțire descendente. Principiul contracurent a contribuit la concentrarea eficientă din punct de vedere energetic a Hans prin direcția opusă de curgere a țesuturilor vecine în bucla Henle a rinichilor.

Vă puteți găsi medicamentul aici

Boli și afecțiuni

Dacă bucla Henle a rinichilor este afectată de boli, uneori apar tulburări ale principiului contracurentului și, astfel, ale concentrației de urină. Sindromul Bartter este o boală moștenită relativ rară a buclei lui Henle. Mai precis, această boală afectează ramura ascendentă groasă a buclei. Cauza bolii este un defect al transportorului de Na + / K + / 2Cl, despre care se spune că este sensibil la furosemide. Alte variante ale bolii sunt asociate cu un defect în canalul apical K + sau revin la un defect în canalul Cl-bazolateral. Aceste canale cooperează cu transportul fecal Na + / K + / 2Cl în timpul reabsorbției NaC1 în segmentul de diluare și, într-un rinichi sănătos, contribuie semnificativ la funcționarea principiului contracurentului în ramura ascendentă a buclei.

Datorită cooperării perturbate între cotransporter și canale, nu se pot reabsorbi suficienți ioni de sodiu. Datorită reabsorbției reduse, tensiunea arterială a pacientului scade. Din cauza scăderii alarmant de redusă a tensiunii arteriale, presoreceptorii din peretele aortei inițiază o eliberare de catecolamină.

În plus, scăderea tensiunii arteriale duce, de asemenea, la reducerea fluxului de sânge către aferenta vasa. Acest flux sanguin redus stimulează eliberarea de renină. Rezultatul este hiperaldosteronismul hiperreninemic. În boala de tip IV, există un defect al bartinei care corespunde subunității β esențiale în canalul ClC-K. Această subunitate nu este implicată numai în membrana bazolaterală a buclei Henle, ci și în membrana bazolaterală a urechii interne. Din acest motiv, această sub-formă a bolii nu se caracterizează numai printr-un principiu de contracurent perturbat, ci și prin surditate.

Toate celelalte boli ale zonei medulare renale pot de asemenea perturba principiul contracurentului, de exemplu, cancerul renal sau necroza țesutului renal situat acolo. În plus, tulburările concentrației de urină și principiul său funcțional pot fi cauzate de numeroase mutații. Un total de cinci mutații cauzale au fost documentate doar pentru sindromul Barrter.