Ellentétes áram elve

A Ellentétes áram elve egy biológiai funkcionális elv, amely számos állat hőszabályozásában, a halak, például cápák légzésében és az emberi vizeletkoncentrációban részt vevő folyamatokban részt vesz. Az emberekben a legtöbb diurezis a renalis medulla úgynevezett Henle hurkában zajlik, és ellentétes áramlási irányú rendszerek jellemzik. Az egyik összefüggő betegség az örökletes és mutációval összefüggő Barrter-szindróma.

Mi az ellenáram elv?

A biológiai ellenáram elvnek más jelentése van. Az állati világban a funkcionális elv elsősorban a hőszabályozásban játszik szerepet. Az emberi testben ez különösen fontos a veseszövetben levő anyagok cseréje szempontjából. A szomszédos szövetekben az ellenkező áramlási irány biztosítja az anyagok cseréjét.

Az emberi veseszövet ellenáramú rendszereit elsősorban az anyagok és az energia megőrzésére használják. A nephronon belüli Henle hurok kiváló példa az emberi testben a szomszédos anatómiai szerkezetekben az ellenáramlás funkcionális elvére. A renalis medulában található vese tubulus rendszer hurok szakaszát Henle huroknak nevezik Vizelet szolgál.

A Henle hurok és ezáltal az emberek egyik legfontosabb ellenáramú alapelve a külső medullaáris zónában zajlik. Ez az elv a diurezis vagy a vizeletképződés szempontjából rendkívül fontos, és három különböző összetevőből áll, egymással ellentétes áramlási irányokkal.

A cápák és más halak az ellenáram elvét is alkalmazzák a légzéshez. Van egy ellenáramú hőcserélő, amelyben az oxigénszegény vér megfelel az oxigénben gazdag közeggel. A gázcsere során a vér és az oxigénben gazdag tápközeg érintkezésbe kerül az oxigén parciális nyomáskülönbségének fenntartása és az O2 további felvételének elősegítése érdekében a közegből.

Funkció és feladat

Az emberi vesék ellenáramú rendszere három különböző összetevőből áll. Az egyik ezek közül az úgynevezett Henle hurok vékonyan csökkenő lába, a második elem a hurok vastag növekvő lábát képezi, a harmadik elem pedig az első két elem között elhelyezkedő interstitiumnak felel meg.

A Henle hurok vékony, csökkenő része a víz számára átjárható. A vastag, növekvő hurokrész nem. A növekvő Henle hurokrészen belül a nátrium-ionok vándorolnak a vizeletből a szomszédos interstitiumba. Ez a migráció aktív szállításon keresztül történik. A víz nem vándorol az interstitiumba, hanem a vizeletben marad. A nátriummal ellentétben a Henle hurkának át nem eresztő részei lehetetlenné teszik, hogy a víz elérje az interstitiumot. Emiatt a folyadék hipotonikussá válik, míg az interstitium hipertóniássá válik.

Végül a víz a hipertóniás interstitiumba áramlik a Henle hurok csökkenő vékony részéből. Mivel a hurok ezen részében a fal átjárható. Ilyen módon az elsődleges vizelet koncentrálódik: a koncentráció a hurok leszálló részén belül történik, további energiafelhasználás nélkül. A vizet az elsődleges vizeletből eltávolítják, amikor az ellenáram elvén koncentrálják.

A vesékben a víz visszanyerése a passzív elvnek köszönhetően lehetséges és a nátrium reabszorpciójához kapcsolódik. Ez a megközelítés rendkívül energiahatékony.

A Henle huroknak több szintje van, amelyek mindegyike egyszerre vesz részt a folyamatban. A Henle hurok minden szintjén leírt elv egyidejű végrehajtása frakcionált vizeletkoncentrációt eredményez. Az elektrolitkoncentráció a Henle hurok csúcsos részében a legmagasabb, mivel ebben a részben a vékonyan leereszkedő láb teljes hosszában vizet vetettek ki az elsődleges vizeletből. Az ellenáram elve hozzájárult a Hans energiatakarékos koncentrációjához a szomszédos szövetek ellentétes áramlási irányán keresztül a vesék Henle hurkában.

Itt megtalálja gyógyszereit

Betegségek és betegségek

Ha a vesék Henle hurkát betegségek érintik, akkor az ellenáram elve és így a vizeletkoncentráció zavara fordulhat elő. A Bartter-szindróma a Henle huroknak egy viszonylag ritka öröklött betegsége. Pontosabban, ez a betegség befolyásolja a hurok vastag emelkedő ágát. A betegség oka a Na + / K + / 2Cl – kotranszporter hibája, amelynek állítólag furoszemid-érzékeny. A betegség más változatai az apikális K + -csatorna hibájához kapcsolódnak, vagy visszatérnek a bazolaterális Cl-csatorna hibájához. Ezek a csatornák együttműködnek a Na + / K + / 2Cl - széklet transzportjával a NaC1 reabszorpciója alatt a hígító szegmensben, és egészséges vese esetén jelentős mértékben hozzájárulnak az ellenáram elv működéséhez a hurok növekvő ágában.

A transzporter és a csatornák közötti zavart együttműködés miatt nem elegendő mennyiségű nátriumion reabszorbeálódik. A csökkent reabszorpció miatt a beteg vérnyomása csökken. A vérnyomás riasztóan alacsony esése miatt az aorta falában lévõ nyomásreceptorok katecholamin felszabadulást kezdeményeznek.

Ezenkívül a vérnyomás csökkenése a vasa afferentia véráramlásának csökkenéséhez is vezet. Ez a csökkent véráramlás serkenti a renin felszabadulását. Ennek eredménye a hiperrenemémiás hiperaldoszteronizmus. IV. Típusú betegség esetén a bartin olyan hibája van, amely megfelel a ClC-K csatorna esszenciális β alegységének. Ez az alegység nemcsak a basolateral Henle hurokmembránban, hanem a basolateralis belső fülmembránban is részt vesz. Ezért a betegség ezen alformáját nemcsak egy zavart ellenáram-elv jellemzi, hanem a süket is.

A renalis medulla zóna minden egyéb betegsége szintén megzavarhatja az ellenáram elvét, például vesedaganat vagy az ott található veseszövet nekrózisa. Ezenkívül a vizeletkoncentráció és funkcionális elvének zavarát számos mutáció okozhatja. Összesen öt ok-okozati mutációt dokumentáltak kizárólag Barrter-szindróma esetén.