Priešpriešinės srovės principas yra biologinis veikimo principas, susijęs su daugelio gyvūnų termoreguliacija, žuvų, tokių kaip rykliai, kvėpavimu ir tokiais procesais kaip žmogaus šlapimas. koncentracija. Žmonių diurezė daugiausia vyksta vadinamojoje Henlės kilpoje inksto smegenyse ir jai būdinga priešingos srauto krypties sistemos. Vienas susijęs sutrikimas yra paveldimas ir mutacinis Barrterio sindromas.
Koks yra priešingos srovės principas?
Žmogaus kūne priešingos srovės principas ypač svarbus keičiantis medžiagomis inkstas audinio. Biologinės priešsrovės principas turi skirtingas reikšmes. Gyvūnų pasaulyje funkcinis principas vaidina svarbiausią vaidmenį termoreguliacijoje. Žmogaus kūne tai ypač svarbu keičiantis medžiagomis inkstas audinio. Priešingos srovės srauto kryptis kaimyniniuose audiniuose užtikrina medžiagų mainų efektyvumą. Priešpriešinių srovių sistemos žmonėms inkstas audiniai ypač naudojami medžiagoms ir energijai taupyti. Žmogaus kūne Henle kilpa nefrone yra puikus gretimų anatominių struktūrų priešpriešinio srauto funkcinio principo pavyzdys. Henle kilpa yra terminas, vartojamas apibūdinti inkstų kanalėlių sistemos, esančios inkstų smegenyse, kilpos skyrių, kuris pirmiausia naudojamas šlapimo koncentracijai. Henle kilpa, taigi ir vienas iš svarbiausių priešpriešinės srovės principų žmonėms, vyksta išorinėje vidurinėje zonoje. Šis principas yra labai svarbus diurezei ar šlapimo susidarymui ir susideda iš trijų skirtingų komponentų, turinčių priešingas srauto kryptis. Rykliai ir kitos žuvys kvėpavimui naudoja ir priešpriešinės srovės principą. Jie turi priešsrovės keitiklį, kuriame deguonis-vargšas kraujas susitinka su deguonis-turtinga terpė. Dujų mainų metu yra kontaktas tarp kraujas ir daugiau deguonies turinčios terpės palaikyti deguonis dalinio slėgio skirtumą ir skatinti tolesnį O2 pasisavinimą iš terpės.
Funkcija ir tikslas
Žmogaus inkstų priešpriešinio srauto sistema susideda iš trijų skirtingų komponentų. Pirmasis iš jų yra plona žemyn nusileidžianti vadinamosios Henle kilpos galūnė, antrąjį elementą formuoja stora kylanti kilpos galūnė, o trečiasis elementas atitinka intersticiumą, kuris yra tarp pirmųjų dviejų komponentų. Plona, mažėjanti Henle kilpos dalis yra pralaidi vanduo. Storoji, kylanti kilpos dalis nėra. Henlio kilpos kylančioje dalyje natris jonai migruoja iš šlapimo į gretimą intersticiumą. Ši migracija vyksta aktyviu transportu. Vanduo neimigruoja į intersticiumą, bet lieka šlapime. Skirtingai natris, vanduo apskritai negali pasiekti intersticiumo dėl nepralaidžių Henle kilpos dalių. Dėl šios priežasties skystis tampa hipotoniškas, o intersticiumas įgyja hipertoniškumą. Vanduo galiausiai įteka į hipertoniniu tapusį intersticiumą iš nusileidžiančios plonos Henle kilpos dalies. Taip yra todėl, kad šioje kilpos dalyje siena yra laidi vandeniui. Tokiu būdu sutelkiamas pagrindinis šlapimas: koncentracija vyksta mažėjančioje kilpos dalyje be papildomų energijos sąnaudų. Vanduo pašalinamas iš pirminio šlapimo koncentracija pagal priešingos srovės principą. Vanduo regeneruojamas inkstuose yra pasyvus šio principo dėka, todėl yra susijęs su reabsorbcija natris. Ši procedūra yra ypač efektyvi energijai. Henle kilpa turi kelis etapus, kurie visi vienu metu dalyvauja procese. Vienu metu aukščiau aprašyto principo veikimas visais Henle kilpos etapais lemia dalinę šlapimo koncentraciją. Koncentracija elektrolitai yra aukščiausia Henlio kilpos viršūninėje dalyje, nes šioje dalyje vanduo buvo pašalintas iš pirminio šlapimo per visą plonos besileidžiančios galūnės atstumą. Taigi priešingos srovės principas prisidėjo prie efektyvaus Hanso koncentracijos priešinga gretimų audinių srauto kryptimi inkstų Henle kilpoje.
Ligos ir negalavimai
Kai inkstų Henle kilpą paveikia liga, kartais atsiranda priešinės srovės principo ir šlapimo koncentracijos sutrikimų. Santykinai reta paveldima Henle kilpos liga yra Bartterio sindromas. Ši liga, konkrečiau, paveikia storą kilimo šaką. Ligos priežastis yra Na + / K + / 2Cl-kotransporterio defektas, kuris, kaip manoma, yra furozemidas jautrus. Kiti ligos variantai siejami su viršūninio K + kanalo defektu arba atsiranda dėl bazinio-šoninio Cl-kanalo defekto. Šie kanalai bendradarbiauja su Na + / K + / 2Cl- kotransportu NaC1 reabsorbcijoje skiedimo segmente ir reikšmingai prisideda prie priešingos srovės principo veikimo kylančioje sveiko inksto kilpos šakoje. Dėl sutrikusio vežėjų ir kanalų bendradarbiavimo gali būti nepakankamai natrio jonų absorbuojamas. Dėl sumažėjusios reabsorbcijos pacientų kraujas slėgio kritimas. Dėl nerimą keliančio kritimo kraujospūdis, aortos sienelėje esantys presoreceptoriai inicijuoja katecholamino išsiskyrimą. Be to, kritimas kraujospūdis taip pat sumažėja kraujo tekėjimas į vaza afferentia. Šis sumažėjęs kraujo tekėjimas skatina reninas. Rezultatas yra hiperrenineminis hiperaldosteronizmas. Sergant IV tipo liga, yra Barttino defektas, kuris atitinka esminį β-subvienetą ClC-K kanale. Šis subvienetas yra susijęs ne tik su Heno bazinės-šoninės kilpos membrana, bet ir su bazinės-šoninės vidinės ausies membrana. Dėl šios priežasties šiam ligos potipiui būdingas ne tik sutrikęs priešsrovės principas, bet ir kurtumas. Visos kitos inkstų medulinės zonos ligos taip pat gali sutrikdyti priešingos srovės principą, pavyzdžiui, inkstų Vėžys or nekrozė inkstų audinio. Be to, šlapimo koncentracijos sutrikimus ir jo funkcinį principą gali sukelti daugybė mutacijų. Vien dėl Barrterio sindromo buvo užregistruotos penkios priežastinės mutacijos.