หลักการทวนกระแส

หลักการทวนกระแส เป็นหลักการทำงานทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอุณหภูมิของสัตว์หลายชนิดในการหายใจของปลาเช่นฉลามและในกระบวนการต่างๆเช่นความเข้มข้นของปัสสาวะของมนุษย์ การขับปัสสาวะส่วนใหญ่ในมนุษย์เกิดขึ้นในส่วนที่เรียกว่า Henle loop ของไขกระดูกของไตและมีลักษณะเป็นระบบที่มีทิศทางการไหลตรงกันข้าม โรคที่เกี่ยวข้องอย่างหนึ่งคือโรค Barrter's ที่เกี่ยวข้องกับกรรมพันธุ์และการกลายพันธุ์

หลักการทวนกระแสคืออะไร?

หลักการตอบโต้ทางชีววิทยามีความหมายที่แตกต่างกัน สำหรับโลกของสัตว์หลักการทำงานมีบทบาทหลักในการควบคุมอุณหภูมิ ในร่างกายมนุษย์มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับการแลกเปลี่ยนสารในเนื้อเยื่อไต ทิศทางตรงกันข้ามของการไหลในเนื้อเยื่อใกล้เคียงทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพของการแลกเปลี่ยนสาร

ระบบทวนกระแสในเนื้อเยื่อไตของมนุษย์ถูกนำมาใช้เพื่ออนุรักษ์สารและพลังงานโดยเฉพาะ ในร่างกายมนุษย์ Henle loop ภายใน nephron เป็นตัวอย่างที่สำคัญของหลักการทำงานของการไหลทวนกระแสในโครงสร้างทางกายวิภาคที่อยู่ใกล้เคียง ปัสสาวะทำหน้าที่

ห่วงเฮนเล่และด้วยเหตุนี้หนึ่งในหลักการทวนกระแสที่สำคัญที่สุดในมนุษย์เกิดขึ้นภายในเขตไขกระดูกด้านนอก หลักการนี้มีความสำคัญต่อการขับปัสสาวะหรือการสร้างปัสสาวะและประกอบด้วยส่วนประกอบสามอย่างที่มีทิศทางการไหลตรงกันข้ามกัน

ฉลามและปลาอื่น ๆ ยังใช้หลักการทวนกระแสในการหายใจ พวกเขามีเครื่องแลกเปลี่ยนกระแสน้ำซึ่งเลือดที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอจะพบกับตัวกลางที่อุดมด้วยออกซิเจน ในระหว่างการแลกเปลี่ยนก๊าซจะมีการสัมผัสระหว่างเลือดกับตัวกลางที่อุดมด้วยออกซิเจนเพื่อรักษาความแตกต่างของความดันบางส่วนของออกซิเจนและเพื่อส่งเสริมการดูดซึม O2 จากตัวกลางเพิ่มเติม

ฟังก์ชันและงาน

ระบบทวนกระแสของไตมนุษย์ประกอบด้วยสามองค์ประกอบที่แตกต่างกัน สิ่งแรกคือขาที่ลดลงบาง ๆ ของห่วงเฮนเลองค์ประกอบที่สองเป็นขาขึ้นที่หนาของลูปและองค์ประกอบที่สามตรงกับคั่นระหว่างหน้าซึ่งอยู่ระหว่างสององค์ประกอบแรก

ห่วงเฮนเลที่บางและบางลงสามารถซึมผ่านน้ำได้ ส่วนวงหนาจากน้อยไปมากไม่ได้ ภายในส่วนของ Henle loop จากน้อยไปมากโซเดียมไอออนจะย้ายจากปัสสาวะไปยังคั่นระหว่างหน้าที่อยู่ติดกัน การย้ายข้อมูลนี้ทำได้โดยการขนส่งที่ใช้งานอยู่ น้ำไม่ไหลเข้าไปในคั่นระหว่างหน้า แต่ยังคงอยู่ในปัสสาวะ ซึ่งแตกต่างจากโซเดียมส่วนที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ของห่วงของ Henle ทำให้น้ำไม่สามารถเข้าถึงคั่นระหว่างหน้าได้ ด้วยเหตุนี้ของเหลวจึงกลายเป็นไฮโปโทนิกในขณะที่คั่นระหว่างหน้ากลายเป็นไฮเปอร์โทนิก

ในที่สุดน้ำจะไหลเข้าสู่คั่นระหว่างหน้าไฮเปอร์โทนิกจากส่วนที่บางลงมาของห่วงเฮนเล เนื่องจากในส่วนนี้ของวงรอบนี้ผนังจึงสามารถซึมผ่านน้ำได้ ด้วยวิธีนี้ปัสสาวะหลักจะเข้มข้น: ความเข้มข้นจะเกิดขึ้นภายในส่วนที่ลดลงของวงโดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม น้ำจะถูกดึงออกจากปัสสาวะหลักเมื่อมีความเข้มข้นโดยใช้หลักการทวนกระแส

การฟื้นตัวของน้ำในไตเป็นไปได้ด้วยหลักการแฝงและควบคู่ไปกับการดูดซึมโซเดียมกลับคืนมา วิธีนี้ประหยัดพลังงานอย่างมาก

ห่วง Henle มีหลายชั้นซึ่งทั้งหมดมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ในเวลาเดียวกัน การดำเนินการตามหลักการพร้อมกันที่อธิบายไว้ในทุกระดับของ Henle loop ส่งผลให้ปัสสาวะมีความเข้มข้นเพียงเศษเสี้ยว ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์จะสูงที่สุดในส่วนปลายของห่วงเฮนเลเนื่องจากในส่วนนี้น้ำถูกดึงออกจากปัสสาวะหลักตลอดความยาวของต้นขาที่ลดลงบาง ๆ หลักการทวนกระแสมีส่วนทำให้ฮันส์มีความเข้มข้นของพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพผ่านทิศทางตรงกันข้ามกับการไหลของเนื้อเยื่อข้างเคียงในห่วงเฮนเลของไต

คุณสามารถหายาของคุณได้ที่นี่

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

หากห่วง Henle ของไตได้รับผลกระทบจากโรคการรบกวนของหลักการทวนกระแสและทำให้ความเข้มข้นของปัสสาวะเกิดขึ้นในบางครั้ง Bartter syndrome เป็นโรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมของ Henle's loop ได้ค่อนข้างยาก อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโรคนี้มีผลต่อกิ่งก้านที่หนาขึ้นของวง สาเหตุของโรคคือความบกพร่องของโคทรานสปอร์เตอร์ Na + / K + / 2Cl− ซึ่งกล่าวกันว่ามีความไวต่อ furosemide รูปแบบอื่น ๆ ของโรคเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในคลอง K + ปลายยอดหรือกลับไปที่ข้อบกพร่องในคลอง Cl− basolateral ช่องเหล่านี้ร่วมมือกับ Na + / K + / 2Cl - การขนส่งอุจจาระระหว่างการดูดซึม NaC1 ในส่วนการเจือจางและในไตที่แข็งแรงจะมีส่วนสำคัญในการทำงานของหลักการทวนกระแสในสาขาจากน้อยไปหามากของลูป

เนื่องจากความร่วมมือที่ถูกรบกวนระหว่าง cotransporter และช่องสัญญาณจึงทำให้โซเดียมอิออนไม่เพียงพอที่จะดูดซึมกลับได้ เนื่องจากการดูดซึมกลับลดลงความดันโลหิตของผู้ป่วยจึงลดลง เนื่องจากความดันโลหิตลดลงอย่างน่าตกใจตัวรับแรงกดในผนังของหลอดเลือดแดงใหญ่จึงเริ่มปล่อยสาร catecholamine

นอกจากนี้การลดลงของความดันโลหิตยังนำไปสู่การลดการไหลเวียนของเลือดไปยัง vasa afferentia การไหลเวียนของเลือดที่ลดลงนี้ช่วยกระตุ้นการหลั่งเรนิน Hyperreninemic hyperaldosteronism เป็นผล ในโรคประเภท IV มีข้อบกพร่องในบาร์ตินที่สอดคล้องกับหน่วยย่อยที่จำเป็นในช่อง ClC-K หน่วยย่อยนี้ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับเมมเบรนของห่วงเฮนเลที่เป็นฐาน แต่ยังอยู่ในเยื่อหุ้มหูชั้นในที่เป็นฐานข้าง ด้วยเหตุนี้รูปแบบย่อยของโรคนี้ไม่เพียง แต่มีลักษณะเฉพาะด้วยหลักการตอบโต้ที่รบกวนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาการหูหนวกด้วย

โรคอื่น ๆ ทั้งหมดของโซนไขกระดูกของไตยังสามารถขัดขวางหลักการต่อต้านเช่นมะเร็งไตหรือเนื้อร้ายของเนื้อเยื่อไตที่อยู่บริเวณนั้น นอกจากนี้การรบกวนความเข้มข้นของปัสสาวะและหลักการทำงานของมันอาจเกิดจากการกลายพันธุ์จำนวนมาก การกลายพันธุ์เชิงสาเหตุทั้งหมดห้ารายการได้รับการบันทึกไว้สำหรับ Barrter's syndrome เพียงอย่างเดียว