Nguyên lý ngược dòng

Các Nguyên lý ngược dòng là một nguyên tắc chức năng sinh học liên quan đến quá trình điều nhiệt của nhiều loài động vật, trong quá trình hô hấp của cá như cá mập và trong các quá trình như cô đặc nước tiểu của con người. Hầu hết bài niệu ở người diễn ra trong cái gọi là quai Henle của tủy thận và được đặc trưng bởi các hệ thống có hướng dòng chảy ngược nhau. Một căn bệnh liên quan là hội chứng Barrter di truyền và liên quan đến đột biến.

Nguyên tắc phản dòng là gì?

Nguyên tắc phản dòng sinh học có những ý nghĩa khác nhau. Đối với thế giới động vật, nguyên tắc chức năng đóng vai trò chủ yếu trong quá trình điều nhiệt. Trong cơ thể con người, nó đặc biệt liên quan đến sự trao đổi các chất trong mô thận. Một hướng ngược lại của dòng chảy trong các mô lân cận đảm bảo hiệu quả của quá trình trao đổi các chất.

Các hệ thống phản dòng trong mô thận của con người được sử dụng đặc biệt để bảo tồn các chất và năng lượng. Vòng Henle trong nephron là một ví dụ điển hình trong cơ thể người về nguyên lý hoạt động của dòng ngược chiều trong các cấu trúc giải phẫu lân cận. Phần quai của hệ thống ống thận nằm trong tủy thận được gọi là quai Henle Phục vụ nước tiểu.

Vòng Henle và do đó, một trong những nguyên tắc phản dòng quan trọng nhất ở người diễn ra trong vùng tủy ngoài. Nguyên tắc quan trọng nhất đối với sự bài niệu hoặc hình thành nước tiểu và bao gồm ba thành phần khác nhau với hướng dòng chảy ngược nhau.

Cá mập và các loài cá khác cũng sử dụng nguyên tắc ngược dòng để thở. Họ có một bộ trao đổi ngược dòng trong đó máu nghèo oxy gặp môi trường giàu oxy. Trong quá trình trao đổi khí, có sự tiếp xúc giữa máu và môi trường giàu ôxy để duy trì sự chênh lệch áp suất riêng phần ôxy và thúc đẩy sự hấp thu thêm O2 từ môi trường.

Chức năng & nhiệm vụ

Hệ thống phản dòng của thận người bao gồm ba thành phần khác nhau. Phần tử đầu tiên là chân giảm dần của cái gọi là vòng Henle, phần tử thứ hai tạo thành phần tăng dần dày của vòng lặp và phần tử thứ ba tương ứng với phần xen kẽ nằm giữa hai thành phần đầu tiên.

Phần mỏng, giảm dần của quai Henle có thể thấm nước. Phần vòng lặp dày, tăng dần thì không. Trong phần quai Henle tăng dần, các ion natri di chuyển từ nước tiểu vào kẽ kế cận. Việc di chuyển này được thực hiện thông qua phương tiện di chuyển tích cực. Nước không di chuyển vào kẽ mà vẫn còn trong nước tiểu. Không giống như natri, các phần không thấm nước của quai Henle làm cho nước không thể tiếp cận với các kẽ. Bởi vì điều này, chất lỏng trở nên nhược trương trong khi các vách ngăn trở nên ưu trương.

Cuối cùng, nước chảy vào kẽ ưu trương từ phần mỏng đi xuống của quai Henle. Bởi vì ở phần này của vòng lặp, bức tường bị thấm nước. Bằng cách này, nước tiểu ban đầu được cô đặc: nồng độ diễn ra trong phần giảm dần của vòng tuần hoàn mà không cần thêm năng lượng. Nước được rút khỏi nước tiểu ban đầu khi nó được cô đặc bằng cách sử dụng nguyên tắc ngược dòng.

Sự phục hồi nước ở thận có thể thực hiện được nhờ nguyên tắc thụ động và được kết hợp với sự tái hấp thu natri. Cách làm này cực kỳ tiết kiệm năng lượng.

Vòng Henle có một số tầng, tất cả đều tham gia vào quá trình này cùng một lúc. Việc thực hiện đồng thời nguyên tắc được mô tả ở tất cả các cấp độ của quai Henle dẫn đến nồng độ phân đoạn của nước tiểu. Nồng độ các chất điện giải cao nhất ở phần đỉnh của quai Henle, vì ở phần này, nước được rút ra từ nước tiểu qua toàn bộ chiều dài của đùi từ từ mỏng xuống. Nguyên tắc ngược dòng đã góp phần vào việc tập trung năng lượng hiệu quả của Hans thông qua hướng ngược lại của dòng chảy của các mô lân cận trong quai Henle của thận.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Bệnh tật & ốm đau

Nếu quai Henle của thận bị ảnh hưởng bởi bệnh tật, đôi khi xảy ra rối loạn nguyên tắc ngược dòng và do đó nồng độ nước tiểu. Hội chứng Bartter là một bệnh di truyền tương đối hiếm gặp của quai Henle. Chính xác hơn, bệnh này ảnh hưởng đến nhánh tăng dần của quai dày. Nguyên nhân của bệnh là do khiếm khuyết trong chất đồng vận chuyển Na + / K + / 2Cl−, được cho là nhạy cảm với furosemide. Các biến thể khác của bệnh có liên quan đến một khiếm khuyết trong kênh K + đỉnh hoặc trở lại một khiếm khuyết trong ống Cl− bên. Các kênh này hợp tác với sự vận chuyển Na + / K + / 2Cl - qua phân trong quá trình tái hấp thu NaC1 trong phân đoạn pha loãng và ở một thận khỏe mạnh, đóng góp đáng kể vào hoạt động của nguyên tắc ngược dòng trong nhánh tăng dần của mạch vòng.

Do sự hợp tác rối loạn giữa chất đồng vận chuyển và các kênh, không có đủ ion natri có thể được tái hấp thu. Do giảm tái hấp thu nên huyết áp của bệnh nhân giảm xuống. Do huyết áp giảm xuống mức đáng báo động, các cơ quan nhận áp trong thành động mạch chủ bắt đầu giải phóng catecholamine.

Ngoài ra, huyết áp giảm còn dẫn đến giảm lượng máu đến cơ quan vận mạch. Lưu lượng máu giảm này kích thích giải phóng renin. Kết quả là tăng aldosteron máu. Trong bệnh loại IV, có một khiếm khuyết trong bartin tương ứng với tiểu đơn vị β thiết yếu trong kênh ClC-K. Tiểu đơn vị này không chỉ tham gia vào màng quai Henle bên mà còn tham gia vào màng đáy tai trong. Vì lý do này, dạng phụ này của bệnh không chỉ được đặc trưng bởi nguyên tắc ngược dòng bị rối loạn, mà còn gây điếc.

Tất cả các bệnh khác của vùng tủy thận cũng có thể phá vỡ nguyên tắc ngược dòng, ví dụ ung thư thận hoặc hoại tử mô thận nằm ở đó. Ngoài ra, rối loạn nồng độ nước tiểu và nguyên tắc chức năng của nó có thể do nhiều đột biến gây ra. Tổng cộng có năm đột biến nhân quả đã được ghi nhận cho riêng hội chứng Barrter.