Principiul contracurentului este un principiu biologic de funcționare implicat în termoreglarea multor animale, în respirația peștilor precum rechinii și în procese precum urina umană concentrare. Diureza la om apare în mare parte în așa-numita buclă a lui Henle în medula renală și se caracterizează prin sisteme de direcție opusă a fluxului. O tulburare legată de aceasta este sindromul Barrter ereditar și mutațional.
Care este principiul contracurentului?
În corpul uman, principiul contracurentului este deosebit de relevant pentru schimbul de substanțe în rinichi țesut. Principiul contracurentului biologic are semnificații diferite. Pentru lumea animală, principiul funcțional joacă un rol în principal în termoreglare. În corpul uman, este deosebit de relevant pentru schimbul de substanțe în rinichi țesut. O direcție de curent contracurent în țesuturile vecine asigură eficiența schimbului de substanțe. Sistemele contracurente la om rinichi țesutul servește în special la conservarea substanțelor și a energiei. În corpul uman, bucla lui Henle din cadrul nefronului reprezintă un prim exemplu al principiului funcțional al contracurentului în structurile anatomice adiacente. Bucla Henle este termenul folosit pentru a descrie secțiunea buclei a sistemului tubular renal situat în medula renală, care servește în principal pentru a concentra urina. Bucla lui Henle și, prin urmare, unul dintre cele mai importante principii contracurente la om, apare în zona medulară exterioară. Principiul este foarte important pentru diureză sau formarea urinei și constă din trei componente distincte cu direcții de flux opuse. Rechinii și alți pești folosesc, de asemenea, principiul contracurentului pentru respirație. Au un schimbător de contracurent în care oxigen-sărac sânge întâlnește un oxigen-mediu bogat. În timpul schimbului de gaz, există contact între sânge și mediul mai oxigenat pentru a menține oxigen diferența de presiune parțială și promovează absorbția suplimentară a O2 din mediu.
Funcția și scopul
Sistemul de contracurent al rinichilor umani este format din trei componente distincte. Primul dintre acestea este membrul descendent subțire al așa-numitei bucle a lui Henle, al doilea element este format din membrul ascendent gros al buclei, iar al treilea element corespunde interstițiului, care este situat între primele două componente. Porțiunea subțire, descendentă a buclei Henle este permeabilă la de apă. Porțiunea groasă, ascendentă a buclei nu este. În porțiunea ascendentă a buclei Henle, sodiu ionii migrează de la urină la interstițiul adiacent. Această migrație are loc prin transport activ. Apă nu migrează în interstitiu, ci rămâne în urină. Spre deosebire de sodiu, de apă nu este deloc capabil să ajungă la interstițiu din cauza porțiunilor impermeabile ale buclei Henle. Din acest motiv, fluidul devine hipotonic în timp ce interstițiul capătă hipertonicitate. Apa curge în cele din urmă în interstițiu, care a devenit hipertonic, din porțiunea subțire descendentă a buclei Henle. Acest lucru se datorează faptului că în această porțiune a buclei peretele este permeabil la apă. În acest fel, urina primară este concentrată: concentrare apare în porțiunea descendentă a buclei fără cheltuieli suplimentare de energie. Apa este eliminată din urina primară în timpul concentrare prin principiul contracurentului. Recuperarea apei în rinichi este posibilă pasiv datorită principiului și, prin urmare, este cuplată cu reabsorbția sodiu. Această procedură este extrem de eficientă din punct de vedere energetic. Bucla Henle are mai multe etape, toate fiind implicate simultan în proces. Funcționarea simultană a principiului descris mai sus în toate etapele buclei Henle are ca rezultat o concentrație fracționată a urinei. Concentrația de electroliți este cel mai înalt în partea apicală a buclei Henle, deoarece în această parte apa a fost îndepărtată din urina primară pe întreaga distanță a membrului subțire descendent. Astfel, principiul contracurentului a contribuit la concentrația eficientă din punct de vedere energetic a lui Hans prin direcția opusă de curgere a țesuturilor adiacente în bucla Henle a rinichilor.
Boli și afecțiuni
Când bucla Henle a rinichilor este afectată de boli, apar uneori tulburări ale principiului contracurentului și, prin urmare, ale concentrației de urină. O boală moștenită relativ rară a buclei Henle este sindromul Bartter, care afectează mai ales ramura ascendentă a buclei. Cauza bolii este un defect al transportorului Na + / K + / 2Cl-, despre care se crede că este furosemid sensibil. Alte variante ale bolii sunt asociate cu un defect al canalului apical K + sau rezultă dintr-un defect al canalului Cl bazo-lateral. Aceste canale cooperează cu Na + / K + / 2Cl- cotransport în reabsorbția NaC1 în segmentul de diluare și contribuie semnificativ la funcționarea principiului contracurentului în ramura ascendentă a buclei într-un rinichi sănătos. Datorită cooperării afectate între cotransportatori și canale, ionii de sodiu insuficienți pot fi reabsorbiți. Datorită reabsorbției reduse, sânge căderi de presiune. Din cauza căderii alarmante tensiune arterială, presoreceptorii din peretele aortei inițiază eliberarea de catecolamină. În plus, scăderea tensiune arterială duce, de asemenea, la scăderea fluxului sanguin către vasa afferentia. Această scădere a fluxului sanguin stimulează eliberarea de renină. Rezultatul este hiperaldosteronismul hiperreninemic. În boala de tip IV, există un defect în Barttin, care corespunde subunității β esențiale în canalul ClC-K. Această subunitate este implicată nu numai în membrana buclei baso-laterale a lui Henle, ci și în membrana urechii interne bazo-laterale. Din acest motiv, acest subtip al bolii se caracterizează nu numai printr-un principiu contracurent perturbat, ci și prin surditate. Toate celelalte boli ale zonei medulare renale pot perturba, de asemenea, principiul contracurentului, cum ar fi renal cancer or necroză a țesutului renal localizat acolo. În plus, tulburările de concentrație urinară și principiul funcțional al acesteia pot fi cauzate de numeroase mutații. Numai pentru sindromul Barrter, au fost documentate un total de cinci mutații cauzale.
