Vastuvoolu põhimõte

Vastuvoolu põhimõte "Bioloogiline funktsioon" on bioloogiline funktsionaalne printsiip, mis osaleb paljude loomade termoregulatsioonis, kalade (nt haid) hingamises ja sellistes protsessides nagu inimese uriini kontsentratsioon. Enamik diureesi inimestel toimub neeru medulla niinimetatud Henle-ahelas ja seda iseloomustavad vastupidiste voolusuundadega süsteemid. Üks seotud haigus on pärilik ja mutatsioonidega seotud Barrteri sündroom.

Mis on vastuvoolu põhimõte?

Bioloogilisel vastuvoolu põhimõttel on erinevad tähendused. Loomade jaoks mängib funktsionaalne printsiip peamiselt termoregulatsiooni. Inimese kehas on see eriti oluline neerukoes ainete vahetamiseks. Naaberkudedes voolav vastupidine suund tagab ainete vahetuse efektiivsuse.

Inimese neeru kudede vastuvoolusüsteeme kasutatakse eelkõige ainete ja energia säästmiseks. Inimkehas on nefronis paiknev Henle silmus ehe näide naaber anatoomiliste struktuuride vastuvoolu voolu funktsionaalsest põhimõttest. Uriin teenib.

Henle silmus ja seega üks olulisemaid vastuvoolu põhimõtteid inimestel toimub välimises medullaarses tsoonis. Põhimõte on diureesi või uriini moodustumisel ülioluline ja koosneb kolmest erinevast komponendist, millel on vastupidised voolusuunad.

Haid ja muud kalad kasutavad hingamisel ka vastuvoolu põhimõtet. Neil on vastuvooluvaheti, milles hapnikuvaene veri kohtub hapnikurikka keskkonnaga. Gaasivahetuse ajal toimub kontakt vere ja hapnikurikka keskkonna vahel, et säilitada hapniku osarõhu erinevust ja soodustada keskkonnast O2 edasist omastamist.

Funktsioon ja ülesanne

Inimese neerude vastuvoolu süsteem koosneb kolmest erinevast komponendist. Neist esimene on niinimetatud Henle silmuse õhukeselt laskuv jalg, teine ​​element moodustab silmuse paksu üleneva jala ja kolmas element vastab interstitiumile, mis asub kahe esimese komponendi vahel.

Henle silmuse õhuke, laskuv osa on vett läbilaskev. Paks tõusev silmusosa pole. Tõusvas Henle silmuseosas rändavad naatriumioonid uriinist külgnevasse interstitiumi. See ränne toimub aktiivse transpordi kaudu. Vesi ei rända vaheruumi, vaid jääb uriinis. Erinevalt naatriumist muudavad Henle silmuse läbitungimatud osad veega võimatuks interstitiumi jõudmise. Seetõttu muutub vedelik hüpotooniliseks, samal ajal kui interstitium hüpertooniliseks.

Lõpuks voolab vesi hüpertoonilisse interstitiumi Henle silmuse laskuvast õhukesest osast. Kuna selles silmuse osas on sein vett läbilaskev. Sel viisil kontsentreeritakse esmane uriin: kontsentratsioon toimub ahela laskuvas osas ilma täiendavate energiakuludeta. Vesi eemaldatakse primaarsest uriinist, kui see kontsentreeritakse vastuvoolu põhimõttel.

Neerude vee taaskasutamine on võimalik tänu passiivsele põhimõttele ja see on seotud naatriumi reabsorptsiooniga. See lähenemisviis on äärmiselt energiatõhus.

Henle silmusel on mitu korrust, mis kõik osalevad protsessis samal ajal. Kirjeldatud põhimõtte üheaegne täitmine kõigil Henle ahela tasemetel põhjustab uriini kontsentratsiooni murdosas. Elektrolüütide kontsentratsioon on kõrgeim Henle silmuse tipuosas, kuna selles osas eemaldati vesi primaarsest uriinist kogu õhukeselt laskuva reie pikkuses. Vastuvoolupõhimõte on aidanud Hansu energiasäästlikul kontsentratsioonil neerude Henle-ahelas asuvate naaberkudede vastupidise voolu suuna kaudu.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Kui haigused mõjutavad neerude Henle silmust, võivad mõnikord tekkida vastuvoolu põhimõtte ja seega ka uriini kontsentratsiooni häired. Bartteri sündroom on Henle silmuse suhteliselt harv pärilik haigus. Täpsemalt mõjutab see haigus silmuse paksu tõusevat haru. Haiguse põhjus on Na + / K + / 2Cl – kotransporteri defekt, mis on väidetavalt furosemiidi suhtes tundlik. Muud haiguse variandid on seotud apikaalse K + kanali defektiga või ulatuvad tagasi basolateraalse Cl – kanali defektini. Need kanalid teevad koostööd Na + / K + / 2Cl - fekaalide transpordiga NaC1 reabsorptsiooni ajal lahjendussegmendis ja terves neerus annavad olulise panuse vastuvoolu põhimõtte toimimisse silmuse tõusvas harus.

Kopotransporteri ja kanalite vahelise häiritud koostöö tõttu ei ole piisavalt naatriumioonide imendumist võimalik. Vähenenud reabsorptsiooni tõttu langeb patsiendi vererõhk. Vererõhu murettekitavalt madala languse tõttu algatavad aordi seina pressoretseptorid katehhoolamiini vabastamise.

Lisaks põhjustab vererõhu langus ka vasaku aferentsiumi verevoolu vähenemist. See vähenenud verevool stimuleerib reniini vabanemist. Selle tulemuseks on hüperrenineemiline hüperaldosteronism. IV tüübi haiguse korral on bartiinis defekt, mis vastab ClC-K kanali olulisele β alaühikule. See subühik ei osale mitte ainult basolateraalses Henle silmusembraanis, vaid ka basolateraalses sisekõrva membraanis. Sel põhjusel ei iseloomusta seda haiguse alavormi mitte ainult häiritud vastuvoolu põhimõte, vaid ka kurtus.

Kõik muud neeru medulla tsooni haigused võivad häirida ka vastuvoolu põhimõtet, näiteks neeruvähk või seal asuva neerukoe nekroos. Lisaks võivad arvukad mutatsioonid põhjustada uriini kontsentratsiooni häireid ja selle funktsionaalset põhimõtet. Ainuüksi Barrteri sündroomi korral on dokumenteeritud viis põhjuslikku mutatsiooni.