Pretstrāvas princips ir bioloģisks darbības princips, kas saistīts ar daudzu dzīvnieku termoregulāciju, tādu zivju kā haizivju elpošanu un tādiem procesiem kā cilvēka urīnceļš. koncentrācija. Diurēze cilvēkiem lielākoties notiek tā sauktajā Henles cilpā nieru smadzenēs, un to raksturo pretēja plūsmas virziena sistēmas. Viens saistīts traucējums ir iedzimts un mutācijas Barrtera sindroms.
Kāds ir pretstrāvas princips?
Cilvēka ķermenī pretplūsmas princips ir īpaši svarīgs vielu apmaiņai ar niere audi. Bioloģiskās pretstrāvas principam ir dažādas nozīmes. Dzīvnieku pasaulē funkcionālajam principam ir nozīme galvenokārt termoregulācijā. Cilvēka ķermenī tas ir īpaši svarīgi vielu apmaiņai niere audi. Pretstrāvas plūsmas virziens kaimiņu audos nodrošina vielu apmaiņas efektivitāti. Pretstrāvas sistēmas cilvēkiem niere audi jo īpaši kalpo vielu un enerģijas saglabāšanai. Cilvēka ķermenī Henles cilpa nefronā ir galvenais pretplūsmas funkcionālā principa piemērs blakus esošajās anatomiskajās struktūrās. Henles cilpa ir termins, ko lieto, lai aprakstītu nieru kanāliņu sistēmas cilpu daļu, kas atrodas nieru smadzenēs, un kas galvenokārt ir paredzēta urīna koncentrēšanai. Henles cilpa un līdz ar to viens no vissvarīgākajiem pretstrāvas principiem cilvēkiem notiek ārējā medulārajā zonā. Princips ir ļoti svarīgs diurēzes vai urīna veidošanai un sastāv no trim atšķirīgiem komponentiem ar pretējiem plūsmas virzieniem. Haizivis un citas zivis elpošanai izmanto arī pretstrāvas principu. Viņiem ir pretstrāvas siltummainis, kurā skābeklis-nabadzīgs asinis satiekas ar skābeklis-bagāts vidējs. Gāzes apmaiņas laikā starp asinis un vairāk skābekļa saturoša vide, lai uzturētu skābeklis daļēja spiediena starpību un veicina turpmāku O2 uzņemšanu no barotnes.
Funkcija un mērķis
Cilvēka nieru pretplūsmas sistēma sastāv no trim atšķirīgiem komponentiem. Pirmais no tiem ir tā dēvētās Henles cilpas plānā dilstošā ekstremitāte, otro elementu veido cilpas biezā augšupejošā ekstremitāte, bet trešais elements atbilst starpposmam, kas atrodas starp pirmajiem diviem komponentiem. Henles cilpas plānā, lejupejošā daļa ir caurlaidīga ūdens. Biezā, augšupejošā cilpas daļa nav. Henles cilpas augšupejošajā daļā, nātrijs joni migrē no urīna uz blakus esošo intersticiju. Šī migrācija notiek ar aktīvu transportu. Ūdens nemigrē intersticijā, bet paliek urīnā. Atšķirībā no nātrijs, ūdens Henles cilpas necaurlaidīgo daļu dēļ vispār nespēj sasniegt intersticiju. Šī iemesla dēļ šķidrums kļūst hipotonisks, kamēr intersticijs iegūst hipertoniskumu. No Henles cilpas lejupejošās plānās daļas ūdens beidzot ieplūst hipertoniskā intersticijā. Tas ir tāpēc, ka šajā cilpas daļā siena ir ūdens caurlaidīga. Tādā veidā tiek koncentrēts primārais urīns: koncentrācija notiek cilpas dilstošā daļā bez papildu enerģijas izdevumiem. Ūdens no primārā urīna tiek noņemts laikā koncentrācija pēc pretstrāvas principa. Ūdens atgūšana nierēs ir pasīvi iespējama, pateicoties principam, un tādējādi tā ir saistīta ar nātrijs. Šī procedūra ir ārkārtīgi energoefektīva. Henles cilpai ir vairāki posmi, kas visi vienlaikus tiek iesaistīti procesā. Iepriekš aprakstītā principa vienlaicīga darbība visos Henles cilpas posmos rada daļēju urīna koncentrāciju. Koncentrācija elektrolīti ir visaugstākais Henles cilpas apikālajā daļā, jo šajā daļā ūdens no primārā urīna ir izvadīts visā plānās lejupejošās ekstremitātes garumā. Tādējādi pretstrāvas princips veicināja Hansa energoefektīvu koncentrāciju ar pretēju blakus esošo audu plūsmas virzienu nieru Henles cilpā.
Slimības un kaites
Ja nieru Henles cilpu ietekmē slimība, dažkārt rodas pretstrāvas principa un līdz ar to arī urīna koncentrācijas traucējumi. Salīdzinoši reta iedzimta Henles cilpas slimība ir Barttera sindroms. Konkrētāk, šī slimība ietekmē cilpas biezo augšupejošo zaru. Slimības cēlonis ir Na + / K + / 2Cl-kotransportētāja defekts, kas, domājams, ir furosemīdu jūtīgs. Citi slimības varianti ir saistīti ar apikālā K + kanāla defektu vai rodas no bazo-laterālā Cl-kanāla defekta. Šie kanāli sadarbojas ar Na + / K + / 2Cl-kotransportu NaC1 reabsorbcijā atšķaidīšanas segmentā un ievērojami veicina pretstrāvas principa darbību veselas nieres cilpas augšupejošā zarā. Sakarā ar vājo sadarbību starp pārvadātājiem un kanāliem nepietiekamu nātrija jonu daudzumu var absorbēt atkārtoti. Samazinātas reabsorbcijas dēļ pacientu asinis spiediena kritumi. Satraucošā kritiena dēļ asinsspiediens, aortas sienas presoreceptori sāk kateholamīna izdalīšanos. Turklāt kritums asinsspiediens arī noved pie asins plūsmas samazināšanās vasa afferentia. Šī asins plūsmas samazināšanās stimulē renīns. Rezultāts ir hiperreninēmisks hiperaldosteronisms. IV tipa slimības gadījumā ir Barttin defekts, kas atbilst ClC-K kanāla būtiskajai β-apakšvienībai. Šī apakšvienība ir iesaistīta ne tikai Henles bazālās-sānu cilpas membrānā, bet arī bazālās-sānu iekšējās auss membrānā. Šī iemesla dēļ šo slimības apakštipu raksturo ne tikai traucēts pretstrāvas princips, bet arī kurlums. Visas citas nieru medulārās zonas slimības var arī traucēt pretstrāvas principu, piemēram, nieru vēzis or nekroze nieru audu, kas atrodas tur. Turklāt urīna koncentrācijas traucējumus un tā funkcionālo principu var izraisīt daudzas mutācijas. Tikai attiecībā uz Barrtera sindromu ir dokumentētas piecas cēloņsakarīgas mutācijas.
