Principio de contracorriente

los Principio de contracorriente es un principio funcional biológico que interviene en la termorregulación de muchos animales, en la respiración de peces como los tiburones y en procesos como la concentración de orina humana. La mayor parte de la diuresis en humanos tiene lugar en el llamado asa de Henle de la médula renal y se caracteriza por sistemas con direcciones de flujo opuestas. Una enfermedad relacionada es el síndrome de Barrter hereditario y relacionado con mutaciones.

¿Qué es el principio de contracorriente?

El principio de contracorriente biológica tiene diferentes significados. Para el mundo animal, el principio funcional juega un papel principalmente en la termorregulación. En el cuerpo humano es particularmente relevante para el intercambio de sustancias en el tejido renal. Una dirección opuesta de flujo en los tejidos vecinos asegura la eficiencia del intercambio de sustancias.

Los sistemas de contracorriente en el tejido renal humano se utilizan en particular para conservar sustancias y energía. El asa de Henle dentro de la nefrona es un excelente ejemplo en el cuerpo humano del principio funcional del flujo en contracorriente en las estructuras anatómicas vecinas. La sección del asa del sistema del túbulo renal ubicado en la médula renal se conoce como asa de Henle La orina sirve.

El bucle de Henle y, por tanto, uno de los principios de contracorriente más importantes en los seres humanos, tiene lugar dentro de la zona medular exterior. El principio es de suma importancia para la diuresis o la formación de orina y consta de tres componentes diferentes con direcciones de flujo opuestas.

Los tiburones y otros peces también utilizan el principio de contracorriente para respirar. Tienen un intercambiador de contracorriente en el que la sangre pobre en oxígeno se encuentra con un medio rico en oxígeno. Durante el intercambio de gases, existe un contacto entre la sangre y el medio rico en oxígeno para mantener la diferencia de presión parcial de oxígeno y promover la absorción adicional de O2 del medio.

Función y tarea

El sistema de contracorriente de los riñones humanos consta de tres componentes diferentes. El primero de ellos es el tramo delgado descendente del llamado bucle de Henle, el segundo elemento forma el tramo ascendente grueso del bucle y el tercer elemento corresponde al intersticio que se encuentra entre los dos primeros componentes.

La parte delgada y descendente del bucle de Henle es permeable al agua. La parte gruesa y ascendente del bucle no lo es. Dentro de la porción ascendente del asa de Henle, los iones de sodio migran desde la orina hacia el intersticio adyacente. Esta migración se realiza mediante transporte activo. El agua no migra al intersticio, sino que permanece en la orina. A diferencia del sodio, las partes impermeables del bucle de Henle hacen imposible que el agua llegue al intersticio. Debido a esto, el líquido se vuelve hipotónico mientras que el intersticio se vuelve hipertónico.

Finalmente, el agua fluye hacia el intersticio hipertónico desde la parte delgada descendente del asa de Henle. Porque en esta parte del bucle la pared es permeable al agua. De esta forma, se concentra la orina primaria: la concentración tiene lugar dentro de la parte descendente del asa sin gasto adicional de energía. El agua se extrae de la orina primaria cuando se concentra utilizando el principio de contracorriente.

La recuperación de agua en los riñones es posible gracias al principio pasivo y está acoplada a la reabsorción de sodio. Este enfoque es extremadamente eficiente desde el punto de vista energético.

El bucle de Henle tiene varios pisos, todos los cuales están involucrados en el proceso al mismo tiempo. La ejecución simultánea del principio descrito en todos los niveles del asa de Henle da como resultado una concentración fraccionada de la orina. La concentración de electrolitos es más alta en la parte apical del asa de Henle, porque en esta parte se extrajo agua de la orina primaria en toda la longitud del muslo que desciende finamente. El principio de contracorriente ha contribuido a la concentración energéticamente eficiente de Hans a través de la dirección opuesta del flujo de los tejidos vecinos en el asa de Henle de los riñones.

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Enfermedades y dolencias

Si el asa de Henle de los riñones se ve afectado por enfermedades, a veces se producen alteraciones del principio de contracorriente y, por tanto, de la concentración de orina. El síndrome de Bartter es una enfermedad hereditaria relativamente rara del asa de Henle. Más precisamente, esta enfermedad afecta la rama ascendente gruesa del asa. La causa de la enfermedad es un defecto en el cotransportador Na + / K + / 2Cl−, que se dice que es sensible a la furosemida. Otras variantes de la enfermedad se asocian con un defecto en el canal de K + apical o se remontan a un defecto en el canal de Cl− basolateral. Estos canales cooperan con el transporte fecal de Na + / K + / 2Cl durante la reabsorción de NaC1 en el segmento de dilución y, en un riñón sano, contribuyen de manera significativa al funcionamiento del principio de contracorriente en la rama ascendente del asa.

Debido a la cooperación alterada entre el cotransportador y los canales, no se pueden reabsorber suficientes iones de sodio. Debido a la reabsorción reducida, la presión arterial del paciente desciende. Debido al descenso alarmantemente bajo de la presión arterial, los presorreceptores de la pared de la aorta inician una liberación de catecolaminas.

Además, la caída de la presión arterial también conduce a una reducción del flujo sanguíneo a los conductos aferentes. Este flujo sanguíneo reducido estimula la liberación de renina. El resultado es hiperaldosteronismo hiperreninémico. En la enfermedad de tipo IV, hay un defecto en el bartin que corresponde a la subunidad β esencial en el canal ClC-K. Esta subunidad no solo está involucrada en la membrana basolateral del asa de Henle, sino también en la membrana basolateral del oído interno. Por esta razón, esta subforma de la enfermedad no solo se caracteriza por un principio de contracorriente alterado, sino también por la sordera.

Todas las demás enfermedades de la zona de la médula renal también pueden alterar el principio de contracorriente, por ejemplo, cáncer de riñón o necrosis del tejido renal allí localizado. Además, las alteraciones en la concentración de la orina y su principio funcional pueden ser causadas por numerosas mutaciones. Se han documentado un total de cinco mutaciones causales para el síndrome de Barrter solo.