Prinsip arus balik adalah prinsip operasi biologi yang terlibat dalam termoregulasi banyak haiwan, dalam pernafasan ikan seperti jerung, dan dalam proses seperti kencing manusia kepekatan. Diuresis pada manusia berlaku terutamanya pada gelung Henle yang disebut di medula renal dan dicirikan oleh sistem arah aliran yang bertentangan. Satu gangguan yang berkaitan adalah sindrom Barrter keturunan dan mutasi.
Apakah prinsip pembalikan arus?
Dalam tubuh manusia, prinsip kontra arus sangat relevan dengan pertukaran bahan dalam buah pinggang tisu. Prinsip arus kontra biologi mempunyai makna yang berbeza. Untuk dunia haiwan, prinsip fungsinya berperanan terutamanya dalam termoregulasi. Di dalam tubuh manusia, sangat penting untuk pertukaran zat di buah pinggang tisu. Arah aliran arus balik pada tisu berdekatan memastikan kecekapan pertukaran bahan. Sistem arus balik pada manusia buah pinggang tisu berfungsi khususnya untuk menjimatkan bahan dan tenaga. Di dalam tubuh manusia, gelung Henle di dalam nefron merupakan contoh utama prinsip fungsional aliran balik dalam struktur anatomi bersebelahan. Gelung Henle adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan bahagian gelung sistem tubulus ginjal yang terletak di medula renal, yang berfungsi terutamanya untuk memusatkan air kencing. Gelung Henle, dan dengan demikian salah satu prinsip kontra arus yang paling penting pada manusia, berlaku dalam zon medula luar. Prinsip ini sangat penting untuk diuresis atau pembentukan air kencing dan terdiri daripada tiga komponen berbeza dengan arah aliran yang berlawanan. Jerung dan ikan lain juga menggunakan prinsip kontra untuk pernafasan. Mereka mempunyai penukar kontra oksigen-kurang teruk darah memenuhi sebuah oksigen-kaya sederhana. Semasa pertukaran gas, terdapat hubungan antara darah dan medium yang lebih beroksigen untuk mengekalkan oksigen perbezaan tekanan separa dan mempromosikan pengambilan O2 dari medium.
Fungsi dan Tujuan
Sistem aliran balik buah pinggang manusia terdiri daripada tiga komponen yang berbeza. Yang pertama adalah anggota badan menurun yang tipis dari gelung Henle yang disebut, elemen kedua dibentuk oleh anggota badan gelung menaik yang tebal, dan elemen ketiga sesuai dengan interstitium, yang terletak di antara dua komponen pertama. Bahagian nipis dan turun dari gelung Henle boleh telap air. Bahagian gelung yang tebal dan menaik tidak. Dalam bahagian menaik dari gelung Henle, natrium ion berpindah dari air kencing ke interstitium yang berdekatan. Penghijrahan ini berlaku oleh pengangkutan aktif. Air tidak berhijrah ke interstitium, tetapi tetap dalam air kencing. Tidak seperti natrium, air sama sekali tidak dapat mencapai interstitium kerana bahagian gelung Henle yang tidak dapat ditembusi. Atas sebab ini, cecair menjadi hipotonik sementara interstitium memperoleh hipertonik. Air akhirnya mengalir ke interstitium, yang telah menjadi hipertonik, dari bahagian nipis yang turun dari gelung Henle. Ini kerana di bahagian gelung ini dinding boleh telap ke air. Dengan cara ini, air kencing primer tertumpu: kepekatan berlaku di bahagian gelung yang menurun tanpa perbelanjaan tenaga tambahan. Air dikeluarkan dari air kencing utama selama kepekatan oleh prinsip pembalikan arus. Pemulihan air di buah pinggang dapat dilakukan secara pasif berkat prinsip tersebut, dan dengan itu digabungkan dengan penyerapan semula natrium. Prosedur ini sangat menjimatkan tenaga. Gelung Henle mempunyai beberapa peringkat, semuanya secara bersamaan terlibat dalam proses tersebut. Pengoperasian prinsip serentak yang dijelaskan di atas dalam semua peringkat gelung Henle menghasilkan kepekatan pecahan urin. Kepekatan elektrolit paling tinggi di bahagian puncak gelung Henle, kerana di bahagian ini air telah dikeluarkan dari urin primer di seluruh jarak anggota badan yang kurus. Oleh itu, prinsip kontra-arus menyumbang kepada kepekatan Hans yang cekap tenaga dengan arah aliran yang berlawanan dari tisu bersebelahan dalam gelung Henle buah pinggang.
Penyakit dan penyakit
Apabila gelung Henle ginjal dipengaruhi oleh penyakit, gangguan prinsip kontra dan dengan demikian kepekatan air kencing kadang-kadang berlaku. Penyakit yang diwarisi dari gelung Henle yang agak jarang berlaku adalah sindrom Bartter. Penyakit ini, lebih khusus, mempengaruhi cabang lingkaran yang tebal. Penyebab penyakit ini adalah kecacatan pada Na + / K + / 2Cl- cotransporter, yang dianggap furosemide peka. Varian lain penyakit ini dikaitkan dengan kecacatan pada saluran K + apikal atau akibat dari kecacatan pada saluran Cl baso-lateral. Saluran-saluran ini bekerjasama dengan Na + / K + / 2Cl-cotransport dalam penyerapan semula NaC1 dalam segmen pencairan dan menyumbang secara signifikan kepada fungsi prinsip arus balik dalam cabang menaik gelung pada ginjal yang sihat. Oleh kerana terjejasnya kerjasama antara pengangkut dan saluran, ion natrium yang tidak mencukupi dapat diserap kembali. Kerana penyerapan semula yang berkurang, pesakit darah tekanan menurun. Kerana penurunan yang membimbangkan tekanan darah, reseptor tekan di dinding aorta memulakan pembebasan catecholamine. Di samping itu, penurunan tekanan darah juga membawa kepada penurunan aliran darah ke aferentia vasa. Pengurangan aliran darah ini merangsang pembebasan renin. Hyperaldosteronisme hiperreninemik adalah hasilnya. Pada penyakit jenis IV, terdapat kecacatan pada Barttin, yang sesuai dengan sub-unit penting dalam saluran ClC-K. Subunit ini tidak hanya terlibat dalam membran gelung baso-lateral Henle tetapi juga pada membran telinga dalam baso-lateral. Atas sebab ini, subtipe penyakit ini tidak hanya dicirikan oleh prinsip kontra arus yang terganggu, tetapi juga oleh pekak. Semua penyakit lain di zon medula ginjal juga boleh mengganggu prinsip arus balik, seperti ginjal kanser or nekrosis tisu ginjal yang terdapat di sana. Selain itu, gangguan kepekatan kencing dan prinsip fungsinya dapat disebabkan oleh banyak mutasi. Untuk sindrom Barrter sahaja, sebanyak lima mutasi penyebab telah didokumentasikan.
