مبدأ التيار المعاكس

ال مبدأ التيار المعاكس هو مبدأ وظيفي بيولوجي يشارك في التنظيم الحراري للعديد من الحيوانات ، وفي تنفس الأسماك مثل أسماك القرش وفي عمليات مثل تركيز البول البشري. تحدث معظم حالات إدرار البول في ما يسمى حلقة Henle في النخاع الكلوي وتتميز بأنظمة ذات اتجاهات تدفق معاكسة. أحد الأمراض ذات الصلة هو متلازمة بارتر الوراثية والمتعلقة بالطفرة.

ما هو مبدأ التيار المعاكس؟

مبدأ التيار البيولوجي المعاكس له معاني مختلفة. بالنسبة لعالم الحيوان ، يلعب المبدأ الوظيفي دورًا أساسيًا في التنظيم الحراري. في جسم الإنسان له أهمية خاصة في تبادل المواد في أنسجة الكلى. يضمن الاتجاه المعاكس للتدفق في الأنسجة المجاورة كفاءة تبادل المواد.

تستخدم أنظمة التيار المعاكس في أنسجة الكلى البشرية بشكل خاص للحفاظ على المواد والطاقة. في جسم الإنسان ، تعد حلقة Henle داخل النيفرون مثالًا رئيسيًا على المبدأ الوظيفي لتدفق التيار المعاكس في الهياكل التشريحية المجاورة يخدم البول.

حلقة Henle وبالتالي أحد أهم مبادئ التيار المعاكس في البشر تحدث داخل منطقة النخاع الخارجية. هذا المبدأ مهم للغاية لإدرار البول أو تكوين البول ويتكون من ثلاثة مكونات مختلفة ذات اتجاهات تدفق معاكسة.

تستخدم أسماك القرش والأسماك الأخرى أيضًا مبدأ التيار المعاكس للتنفس. لديهم مبادل تيار معاكس حيث يلتقي الدم الفقير بالأكسجين مع وسط غني بالأكسجين. أثناء تبادل الغازات ، يوجد اتصال بين الدم والوسط الغني بالأكسجين من أجل الحفاظ على فرق الضغط الجزئي للأكسجين ولتعزيز امتصاص O2 من الوسط.

الوظيفة والمهمة

يتكون نظام التيار المعاكس للكلى البشرية من ثلاثة مكونات مختلفة. أولهما هو الضلع النازل الرقيق لما يسمى حلقة Henle ، ويشكل العنصر الثاني الضلع الصاعد السميك للحلقة ويتوافق العنصر الثالث مع النسيج الخلالي الموجود بين المكونين الأولين.

الجزء الرقيق الهابط من حلقة Henle قابل للنفاذ إلى الماء. الجزء السميك من الحلقة الصاعدة ليس كذلك. داخل جزء حلقة Henle الصاعد ، تهاجر أيونات الصوديوم من البول إلى النسيج الخلالي المجاور. تتم هذه الهجرة من خلال النقل النشط. لا يهاجر الماء إلى الخلالي ، ولكنه يبقى في البول. على عكس الصوديوم ، فإن الأجزاء غير المنفذة من حلقة Henle تجعل من المستحيل على الماء الوصول إلى النسيج الخلالي. وبسبب هذا ، يصبح السائل منخفض التوتر بينما يصبح الخلالي مفرط التوتر.

أخيرًا ، يتدفق الماء إلى الخلالي مفرط التوتر من الجزء الرفيع النازل من حلقة هنلي. لأنه في هذا الجزء من الحلقة يكون الجدار نافذًا للماء. بهذه الطريقة ، يتركز البول الأساسي: يحدث التركيز داخل الجزء الهابط من الحلقة دون إنفاق إضافي للطاقة. يُسحب الماء من البول الأساسي عند تركيزه باستخدام مبدأ التيار المعاكس.

يمكن استعادة الماء في الكلى بفضل المبدأ السلبي ويقترن بإعادة امتصاص الصوديوم. هذا النهج موفر للطاقة للغاية.

تتكون حلقة Henle من عدة طوابق ، وكلها تشارك في العملية في نفس الوقت. ينتج عن التنفيذ المتزامن للمبدأ الموصوف في جميع مستويات حلقة Henle تركيز مجزأ للبول. يكون تركيز الإلكتروليت أعلى في الجزء القمي من حلقة Henle ، لأنه في هذا الجزء يتم سحب الماء من البول الأساسي على طول الفخذ النازل الرقيق بالكامل. ساهم مبدأ التيار المضاد في تركيز كفاءة الطاقة لـ Hans من خلال الاتجاه المعاكس لتدفق الأنسجة المجاورة في حلقة Henle من الكلى.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

إذا كانت حلقة Henle في الكلى تتأثر بالأمراض ، تحدث أحيانًا اضطرابات في مبدأ التيار المعاكس وبالتالي في تركيز البول. متلازمة بارتر هي مرض وراثي نادر نسبيًا في حلقة هينلي. بتعبير أدق ، يؤثر هذا المرض على الفرع التصاعدي السميك للحلقة. سبب المرض هو عيب في ناقل الصوديوم / البوتاسيوم / 2Cl− ، والذي يقال إنه حساس للفوروسيميد. ترتبط المتغيرات الأخرى للمرض بخلل في قناة K + القمية أو تعود إلى عيب في القناة القاعدية الجانبية. تتعاون هذه القنوات مع Na + / K + / 2Cl - النقل البرازي أثناء إعادة امتصاص NaC1 في جزء التخفيف ، وفي الكلى السليمة ، تقدم مساهمة كبيرة في عمل مبدأ التيار المعاكس في الفرع الصاعد للحلقة.

بسبب التعاون المضطرب بين الناقل المشترك والقنوات ، لا يمكن إعادة امتصاص أيونات الصوديوم الكافية. بسبب انخفاض إعادة الامتصاص ، ينخفض ​​ضغط دم المريض. بسبب الانخفاض المقلق في ضغط الدم ، فإن مستقبلات الضغط في جدار الشريان الأورطي تبدأ بإطلاق الكاتيكولامين.

بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي انخفاض ضغط الدم أيضًا إلى انخفاض تدفق الدم إلى الأوعية الواردة. يؤدي انخفاض تدفق الدم إلى تحفيز إفراز الرينين. النتيجة هي فرط الألدوستيرونية المفرطة في الدم. في مرض النوع الرابع ، يوجد خلل في بارتين يتوافق مع الوحدة الفرعية الأساسية في قناة ClC-K. لا تشارك هذه الوحدة الفرعية فقط في غشاء حلقة Henle القاعدية ، ولكن أيضًا في غشاء الأذن الداخلي الجانبي. لهذا السبب ، لا يتميز هذا النوع الفرعي من المرض بمبدأ التيار المضاد المضطرب فحسب ، بل يتميز أيضًا بالصمم.

يمكن لجميع الأمراض الأخرى في منطقة النخاع الكلوي أيضًا تعطيل مبدأ التيار المعاكس ، على سبيل المثال سرطان الكلى أو نخر أنسجة الكلى الموجودة هناك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحدث اضطرابات في تركيز البول ومبدأه الوظيفي بسبب طفرات عديدة. تم توثيق ما مجموعه خمس طفرات سببية لمتلازمة بارتر وحدها.