Karşı akım prensibi

Karşı akım prensibi birçok hayvanın termoregülasyonunda, köpekbalıkları gibi balıkların solunmasında ve insan idrarı konsantrasyonu gibi süreçlerde yer alan biyolojik bir işlevsel prensiptir. İnsanlarda diürezin çoğu, renal medulla'nın Henle halkası olarak adlandırılan halkada gerçekleşir ve zıt akış yönlerine sahip sistemlerle karakterize edilir. İlgili bir hastalık, kalıtsal ve mutasyonla ilişkili Barrter sendromudur.

Karşı akım ilkesi nedir?

Biyolojik karşı akım ilkesinin farklı anlamları vardır. Hayvan dünyası için, fonksiyonel ilke öncelikle termoregülasyonda bir rol oynar. İnsan vücudunda, özellikle böbrek dokusundaki maddelerin değişimi ile ilgilidir. Komşu dokulardaki akış yönünün tersi, madde değişiminin etkinliğini sağlar.

İnsan böbrek dokusundaki karşı akım sistemleri, özellikle maddeleri ve enerjiyi korumak için kullanılır. Nefron içindeki Henle halkası, komşu anatomik yapılardaki karşı akım akışının işlevsel prensibinin insan vücudunda en önemli örneğidir.Böbrek medullasında bulunan renal tübül sisteminin halka kısmı, Henle halkası olarak adlandırılır. İdrar servisi.

Henle döngüsü ve dolayısıyla insanlarda en önemli karşı akım ilkelerinden biri, dış medüller bölgede gerçekleşir. Prensip, diürez veya idrar oluşumu için çok önemlidir ve zıt akış yönlerine sahip üç farklı bileşenden oluşur.

Köpekbalıkları ve diğer balıklar da nefes almak için ters akım prensibini kullanır. Oksijenden fakir kanın oksijen açısından zengin bir ortamla buluştuğu bir karşı akım değiştiriciye sahiptirler. Gaz değişimi sırasında, oksijen kısmi basınç farkını korumak ve ortamdan O2'nin daha fazla alınmasını teşvik etmek için kan ve oksijen bakımından zengin ortam arasında temas vardır.

İşlev ve görev

İnsan böbreklerinin karşı akım sistemi üç farklı bileşenden oluşur. Bunlardan ilki, Henle ilmeğinin ince inen ayağıdır, ikinci eleman ilmeğin kalın yükselen ayağını oluşturur ve üçüncü eleman, ilk iki bileşen arasında yer alan interstisyuma karşılık gelir.

Henle halkasının ince, alçalan kısmı su geçirgendir. Kalın, yükselen döngü parçası değildir. Yükselen Henle döngü kısmı içinde sodyum iyonları idrardan bitişik interstisyuma göç eder. Bu göç, aktif ulaşım yoluyla yapılır. Su interstisyuma gitmez, idrarda kalır. Sodyumun aksine, Henle halkasının geçirimsiz kısımları suyun interstisyuma ulaşmasını imkansız kılar. Bu nedenle, interstisyum hipertonik hale gelirken sıvı hipotonik hale gelir.

Son olarak su, Henle döngüsünün alçalan ince kısmından hipertonik interstisyuma akar. Çünkü döngünün bu bölümünde duvar su geçirgendir. Bu şekilde, birincil idrar konsantre edilir: Konsantrasyon, ek enerji harcaması olmadan döngünün azalan kısmında gerçekleşir. Karşı akım prensibi kullanılarak konsantre edildiğinde birincil idrardan su çekilir.

Böbreklerde su geri kazanımı pasif prensip sayesinde mümkündür ve sodyumun yeniden emilimi ile birleştirilir. Bu yaklaşım son derece enerji verimlidir.

Henle döngüsünün, hepsi aynı anda sürece dahil olan birkaç katı vardır. Henle döngüsünün tüm seviyelerinde açıklanan prensibin aynı anda uygulanması, idrarın fraksiyonel konsantrasyonuyla sonuçlanır. Elektrolit konsantrasyonu, Henle halkasının apikal kısmında en yüksektir, çünkü bu kısımda, ince inen uyluğun tüm uzunluğu boyunca birincil idrardan su çekilmiştir. Karşı akım ilkesi, böbreklerin Henle döngüsündeki komşu dokuların akış yönünün tersi yoluyla Hans'ın enerji açısından verimli konsantrasyonuna katkıda bulunmuştur.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Böbreklerin Henle halkası hastalıklardan etkilenirse, bazen karşı akım prensibinde ve dolayısıyla idrar konsantrasyonunda bozukluklar meydana gelir. Bartter sendromu, Henle döngüsünün nispeten nadir kalıtsal bir hastalığıdır. Daha doğrusu, bu hastalık ilmeğin kalın yükselen dalını etkiler. Hastalığın nedeni, furosemide duyarlı olduğu söylenen Na + / K + / 2Cl− ortak taşıyıcıdaki bir kusurdur. Hastalığın diğer varyantları, apikal K + kanalındaki bir defekt ile ilişkilidir veya bazolateral Cl− kanalındaki bir defekte geri döner. Bu kanallar, seyreltme segmentinde NaC1 yeniden absorpsiyonu sırasında Na + / K + / 2Cl - fekal taşıma ile işbirliği yapar ve sağlıklı bir böbrekte, ilmeğin yükselen dalında karşı akım prensibinin işleyişine önemli bir katkı sağlar.

Birlikte taşıyıcı ile kanallar arasındaki bozulmuş işbirliği nedeniyle, yeterli sodyum iyonu yeniden emilemez. Azalan geri emilim nedeniyle hastanın kan basıncı düşer. Kan basıncındaki endişe verici derecede düşük düşüş nedeniyle, aort duvarındaki basınç alıcılar bir katekolamin salımı başlatır.

Ek olarak, kan basıncındaki düşüş ayrıca vasa afferentia'ya kan akışının azalmasına neden olur. Bu azalmış kan akışı, renin salınımını uyarır. Sonuç hiperreninemik hiperaldosteronizmidir. Tip IV hastalıkta, bartinde, ClC-K kanalındaki temel β alt birimine karşılık gelen bir kusur vardır. Bu alt birim sadece bazolateral Henle loop membranında değil, aynı zamanda bazolateral iç kulak membranında da yer alır. Bu nedenle, hastalığın bu alt formu sadece rahatsız edici bir karşı akım prensibi ile değil, aynı zamanda sağırlıkla da karakterize edilir.

Böbrek medulla bölgesinin diğer tüm hastalıkları da karşı akım prensibini bozabilir, örneğin böbrek kanseri veya burada bulunan böbrek dokusunun nekrozu. Ek olarak, idrar konsantrasyonundaki bozukluklar ve işlevsel prensibi çok sayıda mutasyondan kaynaklanabilir. Yalnızca Barrter sendromu için toplam beş nedensel mutasyon belgelenmiştir.