Mechanizm przeciwprądowy

 

Mechanizm przeciwprądowy

Występuje za równo w skrzelach ryb (naczynia krwionośne- omywające je woda), u człowieka w nerkach (pętla Henlego-naczynia włosowate) czy ptaków (krew tętnicza-krew żylna)

Na przykładzie rybek: Woda omywa skrzela płynąc w przeciwnym kierunku do krwi w naczyniach krwionośnych. Woda jak i krew płyną pod różnym ciśnieniem, jednakże różnica ciśnień parcjalnych między nimi jest zawsze stała i korzystna do jak najwydajniejszej dyfuzji tlenu z wody do skrzel. Na 1 fotografii widać, ze za każdym razem różnica ciśnień wynosi 10.

U człowieka: Zwrotne wchłanianie z moczu zaczyna się w pierwszorzędowych kanalikach nerkowych a kończy się w cewce moczowej. Bilans resorpcji wygląda często tak, że z 1500 litrów moczu pierwotnego powstaje ostatecznie niecałe dwa litry moczu ostatecznego. Wymaga to bardzo sprawnego mechanizmu resorpcji zwrotnej wody i substancji potrzebnych organizmowi z przesączu, jaki powstaje pierwotnie w nerkach. Jest tak dzięki tak zwanemu wzmocnieniu przeciwprądowemu, w którym najważniejszą rolę odgrywa pętla Henlego. Komórki budujące ramię zstępujące pętli Henlego aktywnie transportują jony sodu do około kanalikowej przestrzeni. Prowadzi to do zwiększenia stężenia sodu w miąższu nerki. Im dłuższa jest pętla Henlego tym bardziej rośnie stężenie sodu w miąższu nerki. Dzięki temu w ramieniu zstępującym dochodzi do osmozy: odzyskiwana jest woda. Mocz przepływa do góry w ramieniu wstępującym pętli. Ramię wstępujące jednak nie przepuszcza wody. Woda jest w dużym stężeniu w około kanalikowej przestrzeni nerki a sód może dyfundować do wnętrza kanalika. Ramię zstępujące pętli sąsiaduje z naczyniem krwionośnym, które wchłania nadmiary wody i sodu. W ten sposób działa mechanizm wymiennika przeciwprądowego nerki. W ten sposób regulowane jest stężenie moczu ostatecznego.
https://www.youtube.com/watch?v=iDkMRnm1JN8

 

U ptaków: Miejscem, gdzie dochodzi do intensywnej wymiany ciepła, a więc na przykład schładzania, są powłoki ciała. Docierająca do nich krew jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Modulując jej przepływ, organizm reguluje temperaturę. Zminimalizowaną utratę ciepła przez gołe i wystające elementy ciała, a więc na przykład nogi, zawdzięczają ptaki przeciwprądowym wymiennikom ciepła. Specjalne ułożenie naczyń krwionośnych w nodze sprawia, że nim przechłodzona krew ze stóp powróci do tułowia, ogrzewa się. Płynąca tętnicą w dół ma 39–41°C, powracająca żyłą bywa, że nawet zaledwie 1°C. Ponieważ oba naczynia ułożone są równolegle i blisko siebie, to na całej ich długości dochodzi do wymiany ciepła. Krew tętnicza chłodzona jest przez żylną, a żylna ogrzewana przez tętniczą. Tworzy się w ten sposób gradient termiczny, który z jednej strony powoduje, że powracająca krew nie wychładza organizmu, a z drugiej, że różnica temperatur między docierającą do stopy krwią a otoczeniem jest niewielka, a to zmniejsza ucieczkę ciepła. (Na której próbnej maturze było zadanie z ptakiem właśnie).

(było o tym chyba na próbnej maturze z Nową Erą styczeń 2016)