Rete mirabile - Rete mirabile
| Rete mirabile | |
|---|---|
 Rete mirabile eines Schafes
| |
| Bezeichner | |
| TA98 | A12.0.0.013 |
| TA2 | 3928 |
| FMA | 76728 |
| Anatomische Terminologie | |
Ein rete mirabile ( lateinisch für „wunderbares Netz“; Plural retia mirabilia ) ist ein Komplex von Arterien und Venen, die sehr nahe beieinander liegen und bei einigen Wirbeltieren , hauptsächlich Warmblütern , vorkommen. Das Rete mirabile nutzt den Gegenstrom-Blutfluss innerhalb des Netzes (Blut fließt in entgegengesetzte Richtungen), um als Gegenstrom-Austauscher zu wirken . Es tauscht Wärme , Ionen oder Gase zwischen Gefäßwänden aus, so dass die beiden Blutströme innerhalb des Rete einen Gradienten in Bezug auf die Temperatur oder die Konzentration von Gasen oder gelösten Stoffen beibehalten . Dieser Begriff wurde von Galen geprägt .
Wirksamkeit
Die Wirksamkeit der Retia wird in erster Linie davon bestimmt, wie leicht Wärme, Ionen oder Gase ausgetauscht werden können. Bei einer gegebenen Länge sind sie am effektivsten gegenüber Gasen oder Wärme, dann auf kleine Ionen und abnehmend gegenüber anderen Substanzen.
Die Retia kann für einen äußerst effizienten Austausch sorgen. Beim Roten Thun zum Beispiel wird fast die gesamte Stoffwechselwärme im venösen Blut auf das arterielle Blut übertragen, wodurch die Muskeltemperatur erhalten bleibt; dass der Wärmeaustausch einen Wirkungsgrad von 99% erreicht.
Vögel
Bei Vögeln mit Schwimmhäuten übertragen Retia mirabilia in den Beinen und Füßen Wärme vom ausströmenden (heißen) Blut in den Arterien auf das einströmende (kalte) Blut in den Venen. Die Wirkung dieses biologischen Wärmetauschers besteht darin, dass die Innentemperatur der Füße viel näher an der Umgebungstemperatur liegt, wodurch der Wärmeverlust reduziert wird. Pinguine haben sie auch in den Flossen und Nasengängen.
Seevögel destillieren Meerwasser im Gegenstromaustausch in einer sogenannten Salzdrüse mit einem Rete Mirabile. Die Drüse sondert hochkonzentrierte Sole ab, die in der Nähe der Nasenlöcher über dem Schnabel gespeichert wird. Der Vogel "niest" dann die Sole aus. Da Süßwasser in ihrer Umgebung normalerweise nicht verfügbar ist, besitzen einige Seevögel wie Pelikane , Sturmvögel , Albatrosse , Möwen und Seeschwalben diese Drüse, die es ihnen ermöglicht, das salzige Wasser aus ihrer Umgebung zu trinken, während sie Hunderte von Meilen vom Land entfernt sind.
Fisch
Fische haben mehrfach Retia mirabilia entwickelt, um die Temperatur ( Endothermie ) oder die Sauerstoffkonzentration eines Körperteils über das Umgebungsniveau zu erhöhen .
Bei vielen Fischen hilft ein Rete Mirabile, die Schwimmblase mit Sauerstoff zu füllen , wodurch der Auftrieb des Fisches erhöht wird . Das rete mirable ist ein wesentlicher Bestandteil des Systems, das gelösten Sauerstoff aus einem niedrigen Partialdruck ( ) von 0,2 Atmosphären in eine gasgefüllte Blase pumpt , die unter einem Druck von Hunderten von Atmosphären steht. Ein Rete mirabile, das als Aderhaut Rete mirabile bezeichnet wird, kommt in den meisten lebenden Knochenfischen vor und hebt die Netzhaut an. Durch die höhere Sauerstoffversorgung ist die Netzhaut des Knochenfischs dick und gefäßarm, wodurch die Lichtempfindlichkeit erhöht wird . Zusätzlich zur Erhöhung der Aderhaut hat sich die Aderhaut entwickelt, um die Temperatur des Auges bei einigen Knochenfischen und Haien zu erhöhen .
Zwischen den venösen und arteriellen Kapillaren wird ein Gegenstrom-Austauschsystem verwendet . Absenken des pH - Niveaus in den venösen Kapillaren verursacht Sauerstoff unbind aus Blut Hämoglobin aufgrund des Root-Effekts . Dies führt zu einem Anstieg des venösen Blutsauerstoffpartialdrucks, wodurch der Sauerstoff durch die Kapillarmembran und in die arteriellen Kapillaren diffundieren kann, wo Sauerstoff noch immer zu Hämoglobin gebunden wird. Der Diffusionszyklus wird fortgesetzt, bis der Sauerstoffpartialdruck in den arteriellen Kapillaren den in der Schwimmblase übersteigt. An diesem Punkt diffundiert der gelöste Sauerstoff in den arteriellen Kapillaren über die Gasdrüse in die Schwimmblase.
Das Rete mirabile ermöglicht eine Erhöhung der Muskeltemperatur in Regionen, in denen sich dieses Venen- und Arteriennetz befindet. Der Fisch ist in der Lage, bestimmte Bereiche seines Körpers zu thermoregulieren . Außerdem führt diese Temperaturerhöhung zu einer Erhöhung der Grundumsatztemperatur. Der Fisch ist nun in der Lage, ATP mit einer höheren Rate zu spalten und kann letztendlich schneller schwimmen.
Der Opah nutzt Retia mirabilia, um Wärme zu speichern , was ihn zur neuesten Ergänzung der Liste der regional endothermen Fische macht. Blut, das durch die Kapillaren in den Kiemen wandert, muss kaltes Blut tragen, da es kaltem Wasser ausgesetzt ist, aber Retia Mirabilien in den Kiemen des Opah sind in der Lage, Wärme von warmem Blut in Arteriolen zu übertragen, die vom Herzen kommen, das dieses kältere Blut in Arteriolen erwärmt, die die Kiemen verlassen . Die riesigen Brustmuskeln des Opahs, die den größten Teil der Körperwärme erzeugen, sind so in der Lage, die Temperatur des restlichen Körpers zu regulieren.
Säugetiere
In Säugetieren , ein elegantes Rete mirabile in den ableitenden Arteriolen von juxtamedullären Glomeruli ist wichtig , um die Aufrechterhaltung Hypertonus des Nierenmark . Es ist die Hypertonie dieser Zone, die Wasser osmotisch aus den renalen Sammelrohren resorbiert, wenn sie die Niere verlassen , die die Ausscheidung eines hypertonischen Urins und die maximale Konservierung des Körperwassers ermöglicht.
Vaskuläre Retia mirabilia kommen auch in den Gliedmaßen einer Reihe von Säugetieren vor. Diese senken die Temperatur in den Extremitäten. Einige von ihnen dienen wahrscheinlich dazu, Wärmeverluste bei Kälte zu verhindern, indem sie den Temperaturgradienten zwischen der Extremität und der Umgebung verringern. Andere senken die Temperatur der Hoden und erhöhen so ihre Produktivität. Im Nacken des Hundes schützt ein Rete Mirabile das Gehirn, wenn der Körper während der Jagd überhitzt; das venöse Blut wird durch Hecheln abgekühlt, bevor es ins Netz gelangt.
Retia mirabilia kommt auch häufig bei Säugetieren vor, die sich wühlen, tauchen oder einen Baumlebensstil haben, bei dem sie sich über längere Zeit an den Gliedmaßen festklammern. In diesen Fällen kann das Rete mirabile die Extremitätentemperatur und damit den Stoffwechselbedarf an Sauerstoff und Nährstoffen im Gewebe der Extremität senken. Dies wäre wünschenswert, wenn die Blutversorgung der Gliedmaße durch einen "Tauchreflex" eingeschränkt ist, der beim Tauchen oder Graben Blut von den Gliedmaßen wegleitet, oder aufgrund von Haltungseinschränkungen der Blutversorgung bei anklammernden, baumbewohnenden Tieren. Im letzteren Fall besitzen sich langsam bewegende baumbewohnende Säugetiere wie Faultiere, Loris und Baumameisenbären eine Retia des hochentwickelten Typs, die als Leitbündel bekannt sind. Die Struktur und Funktion dieser Retia Mirabilia von Säugetieren wird von O'Dea (1990) beschrieben.
Der alte Arzt Galen dachte fälschlicherweise, dass der Mensch auch ein Rete mirabile im Nacken habe, anscheinend basierend auf der Sektion von Schafen und der falschen Identifizierung der Ergebnisse mit der menschlichen Halsschlagader , und schrieb ihm wichtige Eigenschaften zu; es fiel zuerst an Berengario da Carpi und dann an Vesalius , um den Fehler zu demonstrieren.
Siehe auch
- Pampiniformer Plexus , eine gegenläufige Wärmeaustauschstruktur im Samenstrang