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Lexikon der Biologie: Gegenstromprinzip

Gegenstromprinzip, im Tierreich vielfältig verwirklichte Methode zur Anreicherung (Akkumulation) gelöster Stoffe oder Gase, ebenso zur Rückgewinnung oder Abgabe von Wärme durch Aufrechterhaltung eines entsprechenden, möglichst steilen Gradienten zwischen den entsprechenden Vehikelmedien aufgrund von gerichteter Diffusion ( vgl. Infobox ). Dazu müssen die betreffenden Vehikelmedien, gewöhnlich getrennt durch eine selektiv permeable Scheidewand, in gegenläufiger Richtung aneinander entlangströmen. Auf diese Weise wird über die gesamte Austauschstrecke jeweils vom Zulauf bis zum Ablauf beider Strombahnen ein maximales Konzentrationsgefälle (Konzentration) zwischen beiden Medien und damit eine stetige einseitsgerichtete Diffusion des anzureichernden Stoffes vom einen in das andere Gefäß aufrechterhalten (Gegenstromaustausch). Ein solcher zudem wechselseitiger Gegenstromaustausch ermöglicht z.B. in der Säuger-Placenta trotz getrennter Blutbahnen zwischen Mutter und Kind die wirkungsvolle Versorgung des Embryos mit Sauerstoff und Nährstoffen bzw. die Abgabe embryonaler Stoffwechselendprodukte (Stickstoffexkrete, CO2) an den mütterlichen Blutkreislauf (fetaler Kreislauf). Sind in einem Gegenstromsystem die flüssigkeitstransportierenden Gefäße schleifenförmig angeordnet, und finden zusätzlich aktive Ionentransportvorgänge (aktiver Transport) aus einem Schenkel der Schleife in das umgebende Medium statt, kommt es zu einer Multiplikation der Einzelkonzentriereffekte mit einem Maximum am Scheitelende der Schleife (Gegenstrommultiplikation). Atmungsorgane (Abb.), Niere (Abb.), Rete mirabile, Schwimmblase, Temperaturregulation.

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