Protiproudový výměnný systém

Protiproudový výměnný systém je systém, který vyrovnává rozdíly mezi dvěma paralelně a protisměrně proudícími tekutinami s odlišnými vlastnostmi v semipermeabilních trubicích. U člověka se tento mechanismus významně uplatňuje v procesu zachovávání hyperosmolarity dřeně ledvin.

Jedná se o protiproud krvi cév zásobující dřen a tekutiny v Henleově kličce.


Protiproudový výměnný systém pomáhá udržovat osmotický gradient. Protiproudový multiplikační systém ho vytváří.

Uspořádání

Anatomické upořádaní cévního zásobení nefronu

Protiproudová výměna ve dřeni ledvin je umožněna díky vzájemnému vlásenkovému paralelnímu uspořádání jednotlivých útvarů dřeni. Jedná se o sestupné a vzestupné raménko Henleovy kličky, sestupnou a vzestupnou část vasa recta a sběrné kanálky.

Vasa recta omývá jako první vzestupné (distální) raménko Henleovy kličky. Sbírá ionty z intersticiálního prostoru (do kterého jsou pumpovány z distální části Henleovy kličky). Zvyšuje tak svojí osmolaritu počas svého sestupu do dřeně a tak udržuje její osmotický gradient.

Následně céva omývá sestupné (proximální) raménko Henleovy kličky. Krev nyní s vysokou osmolaritou (teče z dřeně směrem ke kůře) sbírá vodu, kterou z dřeně odplavuje a tím udržuje její vysokou tonicitu.

Jenom 10 procent krve, která zásobuje ledvinu, proteče dření. Ne všechna krev která se do dřene dostane, proteče celou délkou.

Mechanismus

Mechanismus protiproudové výměny – zde výměna tepla. Tekutina, která teče dolů, ohřívá tekutinu, která teče nahoru.

Vasa recta jsou propustné pro vodu i ionty a krev v nich proudí pomalu, takže může docházet k vyrovnávání osmotických gradientů mezi krví a intersticiální tekutinou dřeni.

  • V sestupné části cévy se ionty a močovina přesouvají difuzně z intersticia do krve, voda naopak osmotickými silami z krve do intersticia.
  • Na vrcholu kapilární kličky dosahuje krev nejvyšší osmotické koncentrace - shodná s dření.
  • Ve vzestupné části cévy se ionty a močovina přesouvají difuzně zpět do intersticia a voda osmoticky zpět do krve.

Voda ve výsledku přechází ze sestupné do vzestupné části vasa recta, je odmývána z dřeně. Soluty recirkulují ze vzestupné do sestupné části vasa recta, a jsou koncentrovány ve dřeni.

Význam

Protiproudový výměnný systém zajišťuje cévní zásobení dřeni, aniž by krev odplavovala soluty z hyperosmotického intersticia. Hyperosmotické intersticium je pak nezbytné pro zahušťování moči ve sběrných kanálcích.

Existují další mechanismy založené na protiproudové výměně. Například cévní zásobení periferních částí těla bez velkých tepelných ztrát je zajištěno protiproudovou výměnou tepla mezi zásobujícími tepnami a souběžnými žilami.


Odkazy

Související články

Externí odkazy

Použitá literatura

  • SILBERNAGL, Stefan a Agamemnon DESPOPOULOS. Atlas fyziologie člověka. 3. vydání. Praha : Grada, 2004. 448 s. ISBN 978-80-247-0630-6.
  • TROJAN, Stanislav, et al. Lékařská fyziologie. 4. vydání. Praha : Grada, 2003. 772 s. ISBN 80-247-0512-5.