Principe de contre-courant

le Principe de contre-courant est un principe fonctionnel biologique qui intervient dans la thermorégulation de nombreux animaux, dans la respiration de poissons tels que les requins et dans des processus tels que la concentration urinaire humaine. La plupart de la diurèse chez l'homme a lieu dans la soi-disant boucle de Henle de la moelle rénale et est caractérisée par des systèmes avec des directions d'écoulement opposées. Une maladie apparentée est le syndrome de Barrter héréditaire et lié à une mutation.

Quel est le principe du contre-courant?

Le principe du contre-courant biologique a différentes significations. Pour le monde animal, le principe fonctionnel joue principalement un rôle dans la thermorégulation. Dans le corps humain, il est particulièrement pertinent pour l'échange de substances dans les tissus rénaux. Un sens d'écoulement opposé dans les tissus voisins assure l'efficacité de l'échange de substances.

Les systèmes à contre-courant du tissu rénal humain sont notamment utilisés pour conserver les substances et l'énergie. Dans le corps humain, la boucle de Henle au sein du néphron est un excellent exemple du principe fonctionnel du flux à contre-courant dans les structures anatomiques voisines L'urine sert.

La boucle de Henle et donc l'un des principes de contre-courant les plus importants chez l'homme a lieu dans la zone médullaire externe. Le principe est très important pour la diurèse ou la formation d'urine et se compose de trois composants différents avec des sens d'écoulement opposés.

Les requins et autres poissons utilisent également le principe du contre-courant pour respirer. Ils ont un échangeur à contre-courant dans lequel le sang pauvre en oxygène rencontre un milieu riche en oxygène. Pendant l'échange gazeux, il y a contact entre le sang et le milieu riche en oxygène afin de maintenir la différence de pression partielle d'oxygène et de favoriser l'absorption supplémentaire d'O2 du milieu.

Fonction et tâche

Le système à contre-courant des reins humains se compose de trois composants différents. Le premier d'entre eux est la jambe finement descendante de la soi-disant boucle de Henle, le deuxième élément forme la jambe ascendante épaisse de la boucle et le troisième élément correspond à l'interstitium qui est situé entre les deux premiers composants.

La partie fine et descendante de la boucle Henle est perméable à l'eau. La partie boucle épaisse et ascendante ne l'est pas. Dans la partie ascendante de la boucle Henle, les ions sodium migrent de l'urine vers l'interstitium adjacent. Cette migration se fait par le biais du transport actif. L'eau ne migre pas dans l'interstitium, mais reste dans l'urine. Contrairement au sodium, les parties imperméables de la boucle de Henle empêchent l'eau d'atteindre l'interstitium. Pour cette raison, le fluide devient hypotonique tandis que l'interstitium devient hypertonique.

Enfin, l'eau s'écoule dans l'interstitium hypertonique à partir de la partie mince descendante de la boucle de Henle. Parce que dans cette partie de la boucle, le mur est perméable à l'eau. De cette manière, l'urine primaire est concentrée: la concentration a lieu dans la partie descendante de la boucle sans dépense d'énergie supplémentaire. L'eau est retirée de l'urine primaire lorsqu'elle est concentrée selon le principe du contre-courant.

La récupération d'eau dans les reins est possible grâce au principe passif et est couplée à la réabsorption du sodium. Cette approche est extrêmement économe en énergie.

La boucle Henle a plusieurs étages, qui sont tous impliqués dans le processus en même temps. L'exécution simultanée du principe décrit à tous les niveaux de la boucle de Henle se traduit par une concentration fractionnaire de l'urine. La concentration d'électrolytes est la plus élevée dans la partie apicale de la boucle de Henle, car dans cette partie de l'eau a été prélevée de l'urine primaire sur toute la longueur de la cuisse finement descendante. Le principe du contre-courant a contribué à la concentration économe en énergie de Hans dans la direction opposée du flux des tissus voisins dans la boucle de Henle des reins.

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Maladies et affections

Si l'anse de Henle des reins est affectée par des maladies, des perturbations du principe à contre-courant et donc de la concentration urinaire se produisent parfois. Le syndrome de Bartter est une maladie héréditaire relativement rare de l'anse de Henle. Plus précisément, cette maladie affecte l'épaisse branche ascendante de l'anse. La cause de la maladie est un défaut du cotransporteur Na + / K + / 2Cl−, qui serait sensible au furosémide. D'autres variantes de la maladie sont associées à un défaut du canal apical K + ou remontent à un défaut du canal basolatéral Cl−. Ces canaux coopèrent avec le transport fécal Na + / K + / 2Cl - lors de la réabsorption de NaC1 dans le segment de dilution et, dans un rein sain, apportent une contribution significative au fonctionnement du principe à contre-courant dans la branche ascendante de la boucle.

En raison de la coopération perturbée entre le cotransporteur et les canaux, une quantité insuffisante d'ions sodium peut être réabsorbée. En raison de la réabsorption réduite, la pression artérielle du patient baisse. En raison de la baisse alarmante de la pression artérielle, les récepteurs pressorécepteurs de la paroi de l'aorte déclenchent une libération de catécholamines.

De plus, la baisse de la pression artérielle entraîne également une diminution du flux sanguin vers la vasa afferentia. Cette circulation sanguine réduite stimule la libération de rénine. Il en résulte une hyperaldostéronisme hyperréninémique. Dans la maladie de type IV, il existe un défaut de la bartine qui correspond à la sous-unité β essentielle du canal ClC-K. Cette sous-unité n'est pas seulement impliquée dans la membrane de l'anse basolatérale de Henle, mais également dans la membrane de l'oreille interne basolatérale. Pour cette raison, cette sous-forme de la maladie n'est pas seulement caractérisée par un principe de contre-courant perturbé, mais aussi par la surdité.

Toutes les autres maladies de la zone médullaire rénale peuvent également perturber le principe à contre-courant, par exemple le cancer du rein ou la nécrose du tissu rénal qui s'y trouve. De plus, des perturbations de la concentration urinaire et de son principe fonctionnel peuvent être causées par de nombreuses mutations. Un total de cinq mutations causales ont été documentées pour le syndrome de Barrter seul.