Принцип протитоку

The Принцип протитоку є біологічним функціональним принципом, який бере участь у терморегуляції багатьох тварин, в диханні таких риб, як акули, і в таких процесах, як концентрація в сечі людини. Найчастіше діурез у людини відбувається в так званій петлі Генле ниркового мозку і характеризується системами з протилежними напрямками потоку. Одне з пов’язаних захворювань - це спадковий і пов’язаний з мутацією синдром Барртера.

Який принцип протитоку?

Принцип біологічного протитоку має різні значення. Для тваринного світу функціональний принцип відіграє роль насамперед у терморегуляції. В організмі людини це особливо актуально для обміну речовин у тканинах нирок. Протилежний напрямок потоку в сусідні тканини забезпечує ефективність обміну речовин.

Системи протитоку в тканинах нирок людини застосовуються, зокрема, для збереження речовин та енергії. У людському тілі петля Генле в нефроні є яскравим прикладом функціонального принципу протитокового потоку в сусідніх анатомічних структурах Сеча служить.

Петля Генле і, отже, один з найважливіших принципів протитоку у людини відбувається в межах зовнішньої медулярної зони. Принцип є важливим для діурезу або утворення сечі і складається з трьох різних компонентів з протилежними напрямками потоку.

Акули та інші риби також використовують принцип протитоку для дихання. Вони мають обмінник протитоку, в якому бідна киснем кров зустрічається з киснем середовища. Під час обміну газами відбувається контакт між кров’ю та багатим киснем середовищем, щоб підтримувати різницю парціального тиску кисню та сприяти подальшому поглинанню О2 із середовища.

Функція та завдання

Протиточна система нирок людини складається з трьох різних компонентів. Перший з них - тонко спадаюча ніжка так званої петлі Генле, другий елемент утворює товсту висхідну ніжку петлі, а третій елемент відповідає інтерстицію, який розташований між першими двома компонентами.

Тонка низхідна частина петлі Генле проникна для води. Товста, висхідна петля частина - ні. У межах висхідної частини петлі Генле іони натрію мігрують з сечею в сусіднє інтерстицію. Ця міграція здійснюється шляхом активного транспортування. Вода не мігрує в інтерстицію, а залишається в сечі. На відміну від натрію, непроникні частини петлі Генле унеможливлюють потрапляння води до інтерстицію. Через це рідина стає гіпотонічною, тоді як інтерстицію стає гіпертонічною.

Нарешті, вода надходить у гіпертонічну інтерстицію з низхідної тонкої частини петлі Генле. Тому що в цій частині петлі стіна проникна для води. Таким чином концентрується первинна сеча: концентрація відбувається всередині низхідної частини петлі без додаткових витрат енергії. Вода виводиться з первинної сечі, коли вона концентрується за принципом протитоку.

Відновлення води в нирках можливе завдяки пасивному принципу і поєднується з реабсорбцією натрію. Цей підхід є надзвичайно енергоефективним.

Петля Генле має кілька поверхів, усі вони беруть участь у процесі одночасно. Одночасне виконання принципу, описаного на всіх рівнях петлі Генле, призводить до фракційної концентрації сечі. Концентрація електролітів є найвищою в апікальній частині петлі Генле, оскільки в цій частині вода виводилася з первинної сечі по всій довжині тонко спадаючого стегна. Принцип протитоку сприяв енергоефективній концентрації Ганса через протилежний напрямок потоку сусідніх тканин у петлі Генле нирок.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та недуги

Якщо петля Генле нирок уражена хворобами, іноді виникають порушення принципу протитоку і, отже, концентрації сечі. Синдром Барттера - відносно рідкісне успадковане захворювання петлі Генле. Точніше, ця хвороба вражає товсту висхідну гілку петлі. Причиною захворювання є дефект котранспортера Na + / K + / 2Cl−, який, як кажуть, чутливий до фуросеміду. Інші варіанти захворювання пов'язані з дефектом верхівкового каналу К + або повертаються до дефекту базолатерального каналу Клікан. Ці канали співпрацюють з Na + / K + / 2Cl - котранспортом під час реабсорбції NaC1 у сегменті розведення та у здоровій нирці вносять вагомий внесок у функціонування принципу протитоку у висхідній гілці петлі.

Через порушену співпрацю між котранспортером і каналами, недостатньо іонів натрію може бути реабсорбовано. Через знижену реабсорбцію артеріальний тиск у пацієнта падає. Через тривожно низьке падіння артеріального тиску пресорецептори в стінці аорти ініціюють вивільнення катехоламіну.

Крім того, падіння артеріального тиску також призводить до зменшення припливу крові до аферентії вази. Цей знижений приплив крові стимулює викид реніну. Результат - гіперреніємічний гіперальдостеронізм. При захворюванні IV типу спостерігається дефект бартину, який відповідає суттєвій β-субодиниці в каналі ClC-K. Ця субодиниця бере участь не тільки в базолатеральній мембрані петлі Генле, але і в базолатеральній мембрані внутрішнього вуха. З цієї причини дана підформа захворювання характеризується не тільки порушеним принципом протитоку, але і глухотою.

Всі інші захворювання зони ниркового мозку можуть також порушити принцип протитоку, наприклад рак нирки або некроз ниркової тканини, розташованої там. Крім того, порушення концентрації сечі та її функціональний принцип можуть бути викликані численними мутаціями. Всього було зафіксовано п'ять причинних мутацій лише для синдрому Барртера.