प्रतिउत्पादक तत्त्व: कार्य, कार्ये, भूमिका आणि रोग

काउंटरकरंट तत्त्व हे अनेक प्राण्यांच्या थर्मोरेग्युलेशनमध्ये, शार्कसारख्या माशांच्या श्वासोच्छवासात आणि मानवी मूत्रमार्गासारख्या प्रक्रियांमध्ये गुंतलेले जैविक ऑपरेटिंग तत्त्व आहे. एकाग्रता. मानवांमध्ये डायरेसिस मोठ्या प्रमाणात मूत्रपिंडाच्या मज्जामधील हेन्लेच्या तथाकथित लूपमध्ये उद्भवते आणि विरुद्ध प्रवाह दिशा असलेल्या प्रणालीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. एक संबंधित विकार आनुवंशिक आणि म्युटेशनल बार्टर सिंड्रोम आहे.

प्रतिवर्ती तत्त्व काय आहे?

मानवी शरीरात, प्रतिवर्ती तत्त्व विशेषतः पदार्थांच्या देवाणघेवाणीशी संबंधित आहे मूत्रपिंड मेदयुक्त जैविक प्रतिवर्ती तत्त्वाचे वेगवेगळे अर्थ आहेत. प्राणी जगासाठी, कार्यात्मक तत्त्व प्रामुख्याने थर्मोरेग्युलेशनमध्ये भूमिका बजावते. मानवी शरीरात, ते पदार्थांच्या देवाणघेवाणीसाठी विशेषतः संबंधित आहे मूत्रपिंड मेदयुक्त शेजारच्या ऊतींमधील प्रतिवर्ती प्रवाहाची दिशा पदार्थांच्या देवाणघेवाणीची कार्यक्षमता सुनिश्चित करते. मानवामध्ये प्रतिवर्ती प्रणाली मूत्रपिंड ऊती विशेषतः पदार्थ आणि ऊर्जा वाचवण्यासाठी सेवा देतात. मानवी शरीरात, नेफ्रॉनमधील हेन्लेचा लूप जवळच्या शारीरिक रचनांमधील काउंटरफ्लोच्या कार्यात्मक तत्त्वाचे प्रमुख उदाहरण आहे. हेन्लेचा लूप हा मुत्र मेडुलामध्ये स्थित रेनल ट्यूब्यूल सिस्टीमच्या लूप विभागाचे वर्णन करण्यासाठी वापरला जाणारा शब्द आहे, जो प्रामुख्याने मूत्र एकाग्र करण्यासाठी कार्य करतो. हेन्लेचा लूप, आणि अशा प्रकारे मानवांमध्ये सर्वात महत्वाचे प्रतिवर्ती तत्त्वांपैकी एक, बाह्य मेड्युलरी झोनमध्ये उद्भवते. हे तत्त्व लघवीचे प्रमाण किंवा लघवीच्या निर्मितीसाठी सर्व-महत्त्वाचे आहे आणि त्यात विरोधी प्रवाह दिशा असलेले तीन वेगळे घटक असतात. शार्क आणि इतर मासे देखील श्वासोच्छवासासाठी प्रतिवर्ती तत्त्व वापरतात. त्यांच्याकडे काउंटरकरंट एक्सचेंजर आहे ज्यामध्ये ऑक्सिजन-गरीब रक्त भेटतो ऑक्सिजन- समृद्ध माध्यम. गॅस एक्सचेंज दरम्यान, दरम्यान संपर्क आहे रक्त आणि राखण्यासाठी अधिक ऑक्सिजनयुक्त माध्यम ऑक्सिजन आंशिक दाब फरक आणि माध्यमातून O2 च्या पुढील शोषणास प्रोत्साहन देते.

कार्य आणि उद्देश

मानवी मूत्रपिंडाच्या काउंटरफ्लो सिस्टममध्ये तीन भिन्न घटक असतात. यापैकी पहिले हेनलेच्या तथाकथित लूपचे पातळ उतरते अंग आहे, दुसरा घटक लूपच्या जाड चढत्या अंगाने तयार होतो आणि तिसरा घटक इंटरस्टिटियमशी संबंधित आहे, जो पहिल्या दोन घटकांमध्ये स्थित आहे. हेनलेच्या लूपचा पातळ, उतरता भाग पारगम्य आहे पाणी. लूपचा जाड, चढता भाग नाही. हेन्लेच्या लूपच्या चढत्या भागामध्ये, सोडियम आयन लघवीतून जवळच्या इंटरस्टिटियममध्ये स्थलांतरित होतात. हे स्थलांतर सक्रिय वाहतुकीद्वारे होते. पाणी इंटरस्टिटियममध्ये स्थलांतरित होत नाही, परंतु मूत्रात राहते. विपरीत सोडियम, पाणी हेनलेच्या लूपच्या अभेद्य भागांमुळे इंटरस्टिटियमपर्यंत पोहोचू शकत नाही. या कारणास्तव, द्रव हायपोटोनिक बनतो तर इंटरस्टिटियम हायपरटोनिसिटी प्राप्त करतो. हेनलेच्या लूपच्या उतरत्या पातळ भागातून पाणी शेवटी इंटरस्टिटियममध्ये वाहते, जे हायपरटोनिक बनले आहे. कारण लूपच्या या भागात भिंत पाण्याला झिरपते. अशा प्रकारे, प्राथमिक मूत्र एकाग्र केले जाते: द एकाग्रता अतिरिक्त ऊर्जा खर्चाशिवाय लूपच्या उतरत्या भागामध्ये उद्भवते. दरम्यान प्राथमिक मूत्रातून पाणी काढून टाकले जाते एकाग्रता प्रतिवर्ती तत्त्वानुसार. मूत्रपिंडातील पाणी पुनर्प्राप्ती तत्त्वामुळे निष्क्रीयपणे शक्य आहे, आणि त्याद्वारे त्याचे पुनर्शोषण जोडले जाते. सोडियम. ही प्रक्रिया अत्यंत ऊर्जा कार्यक्षम आहे. हेनले लूपमध्ये अनेक टप्पे आहेत, जे सर्व एकाच वेळी प्रक्रियेत सामील आहेत. हेनलेच्या लूपच्या सर्व टप्प्यांमध्ये वर वर्णन केलेल्या तत्त्वाच्या एकाचवेळी ऑपरेशनमुळे मूत्राची अंशात्मक एकाग्रता होते. च्या एकाग्रता इलेक्ट्रोलाइटस हेनलेच्या लूपच्या शिखर भागात सर्वात जास्त आहे, कारण या भागात पातळ उतरत्या अंगाच्या संपूर्ण अंतरावर प्राथमिक मूत्रातून पाणी काढून टाकले जाते. अशाप्रकारे, काउंटरकरंट तत्त्वाने मूत्रपिंडाच्या हेनलेच्या लूपमध्ये समीपच्या ऊतींच्या प्रवाहाच्या विरुद्ध दिशेने हॅन्सच्या ऊर्जा-कार्यक्षम एकाग्रतेमध्ये योगदान दिले.

रोग आणि आजार

जेव्हा मूत्रपिंडाच्या Henle च्या लूपवर रोगाचा परिणाम होतो, तेव्हा प्रतिवर्ती तत्त्वाचा त्रास होतो आणि त्यामुळे मूत्र एकाग्रता कधीकधी उद्भवते. हेनलेच्या लूपचा तुलनेने दुर्मिळ आनुवंशिक रोग म्हणजे बार्टर सिंड्रोम. हा रोग, विशेषत: लूपच्या जाड चढत्या फांदीवर परिणाम करतो. रोगाचे कारण Na+/K+/2Cl- cotransporter मधील दोष आहे, जे असे मानले जाते फ्युरोसेमाइड संवेदनशील रोगाचे इतर रूपे apical K+ चॅनेलमधील दोष किंवा बेसो-लॅटरल Cl- चॅनेलमधील दोषामुळे संबंधित आहेत. हे चॅनेल्स डायल्युशन सेगमेंटमध्ये NaC2 रीअॅबसॉर्प्शनमध्ये Na+/K+/1Cl- cotransport सह सहकार्य करतात आणि निरोगी मूत्रपिंडातील लूपच्या चढत्या शाखेत काउंटरकरंट तत्त्वाच्या कार्यामध्ये महत्त्वपूर्ण योगदान देतात. कोट्रान्सपोर्टर्स आणि चॅनेलमधील अशक्त सहकार्यामुळे, अपुरे सोडियम आयन पुन्हा शोषले जाऊ शकतात. पुनर्शोषण कमी झाल्यामुळे, रुग्णांचे रक्त दबाव थेंब. मध्ये चिंताजनक घसरण झाल्यामुळे रक्तदाब, महाधमनीच्या भिंतीतील प्रेसोरेसेप्टर्स कॅटेकोलामाइन सोडण्यास सुरवात करतात. याव्यतिरिक्त, ड्रॉप मध्ये रक्तदाब वासा ऍफरेंशियामध्ये रक्त प्रवाह कमी होतो. हे कमी झालेले रक्त प्रवाह सोडणे उत्तेजित करते रेनिन. Hyperreninemic hyperaldosteronism परिणाम आहे. प्रकार IV रोगामध्ये, बार्टटिनमध्ये एक दोष आहे, जो ClC-K चॅनेलमधील आवश्यक β-सब्युनिटशी संबंधित आहे. हे उपयुनिट केवळ हेनलेच्या बेसो-लॅटरल लूप झिल्लीमध्येच नाही तर बेसो-लॅटरल आतील कानाच्या पडद्यामध्ये देखील सामील आहे. या कारणास्तव, रोगाचा हा उपप्रकार केवळ विस्कळीत प्रतिवर्ती तत्त्वाद्वारेच नव्हे तर बहिरेपणाद्वारे देखील दर्शविला जातो. रेनल मेड्युलरी झोनचे इतर सर्व रोग देखील काउंटरकरंट तत्त्वास अडथळा आणू शकतात, जसे की मूत्रपिंड कर्करोग or पेशीसमूहाचा काही भाग नष्ट होणे तेथे स्थित मूत्रपिंडाच्या ऊतींचे. याव्यतिरिक्त, मूत्र एकाग्रतेचे विकार आणि त्याचे कार्यात्मक तत्त्व असंख्य उत्परिवर्तनांमुळे होऊ शकते. फक्त बॅर्टर सिंड्रोमसाठी, एकूण पाच कारक उत्परिवर्तनांचे दस्तऐवजीकरण केले गेले आहे.