สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๘ / เรื่องที่ ๒ กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา / ระบบปัสสาวะ

ระบบปัสสาวะ หน้าที่สำคัญที่สุดของไตคือ ขับถ่ายปัสสาวะ นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่อื่นอีก เช่น การควบคุม และการสร้าง อาจสรุปหน้าที่ของไตได้ดังนี้ ๑. การขับถ่ายน้ำและของเสียอื่นๆ ซึ่งเกิดจากเมแทบอลิซึมออกจากร่างกาย และที่ร่างกายได้รับเข้าไป ๒. การควบคุมความเข้มข้นของสารต่างๆ ในร่างกาย คือ ๒.๑ ควบคุมดุลน้ำและอิเล็กโทรไลต์ สำหรับหน้าที่นี้นับว่าไตมีบทบาทสำคัญที่สุด ๒.๒ ควบคุมดุลกรดด่าง ไตมีหน้าที่สำคัญเช่นเดียวกัน ๓. การสร้าง ไตช่วยสร้างสารบางอย่าง เช่น ฮอร์โมน แองจิโอเทนซิน (angiotensin) แอมโมเนีย เป็นต้น การขับถ่ายปัสสาวะ อาจแบ่งได้เป็น ๒ ตอน คือ ก. การเกิดปัสสาวะ (urine formation) ข. การถ่ายปัสสาวะ (micturition) การเข้าใจกลไกของการขับถ่ายปัสสาวะขึ้นอยู่กับความรู้ ในลักษณะทางกายวิภาคของไต ไตประกอบด้วยหน่วยไต (nephron) ซึ่งเป็นหน่วยเล็กที่สุดที่ทำหน้าที่ได้ ไตข้างหนึ่งมี หน่วยไตประมาณ ๑ ล้านอัน แต่ละหน่วยไตประกอบด้วย โกลเมอรูลัส ซึ่งทำหน้าที่กรองเลือด โดยมีหลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลาร์ นำเลือดมากรองผ่านเยื่อหุ้มซึ่งเรียกว่า แคปซูลบาวมัน (Bowman's capsule) ได้สารน้ำออกมา แล้วจึงปล่อยลงไปในหลอด ไตฝอย (renal tubule) ซึ่งจะทำหน้าที่ดูดสารบางอย่างกลับและ ขับถ่ายสารบางอย่างออกไป รวมทั้งเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบของ ปัสสาวะให้เหมาะสม หลังจากนั้นจะเทเข้าสู่หลอดไตรวม (collecting tubule) และท่อไตรวม (collecting duct) เพื่อเทเข้าสู่กรวยไต (renal pelvis) ไหลผ่านหลอดไต (ureter) ลงไปเก็บไว้ในกระเพาะ ปัสสาวะ (urinary bladder) เพื่อเตรียมถ่ายทิ้งต่อไป

หน่วยการทำงานของไต แสดงให้เห็นการกรองของโกลเมอรูลัส และการดูดกลับของหลอดไตฝอย

เลือดไหลผ่านไตทั้งสองข้างประมาณ ๑,๒๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที (คนน้ำหนัก ๗๐ กิโลกรัม) เรียกว่า การไหลเวียน เลือดของไต (renal blood flow, R.B.F.) แต่ค่านั้นเปลี่ยนแปลง ได้มาก ปริมาณเลือดที่ไหลผ่านไตคิดเป็นร้อยละ ๒๑ (๒๑-๓๐%) ของปริมาณเลือดที่ส่งออกจากหัวใจ/นาที ซึ่งเรียกว่า แฟรคชัน ของไต (renal fraction) การกรองของไต เป็นการกรองที่ใช้ความดันกรองผ่านเครื่องกรองที่มีรูเล็กมาก การกรองเกิดจากความดันของเลือดที่ไหลมาเข้าโกลเมอรูลัสผ่านรูหลอดเลือดฝอย ซึ่งมีมากกว่าในหลอดเลือดฝอยธรรมดา ๒๕ เท่า ความดันที่ใช้กรองแท้ จริงเรียกว่า ความดันกรองสุทธิ (net filtraiton pressure) ซึ่งน้อยกว่าความดันของเลือดที่ไหลผ่านโกลเมอรูลัสจริงๆ เพราะต้องถูกหักออก โดยความดันออสโมติคของเลือดและแรงต้านของเยื่อหุ้ม (capsular resistance) เยื่อหุ้มของโกลเมอรูลัสยอมให้สารต่างๆ ผ่านได้ง่ายสารใดที่มีโมเลกุลเล็กว่าโปรตีนในพลาสมา (plasma protein) จะกรองผ่านออกมาได้ (น้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่า ๗๐,๐๐๐) ส่วนประกอบของน้ำกรอง (filtrate) น้ำกรองที่ออกมามีส่วนประ กอบเหมือนเลือดทุกอย่าง แต่ไม่มีเลือดแดงมีโปรตีนน้อยและถือได้ว่าเป็นไอโซโทนิค แต่ความจริงมีความดันออสโมติดต่ำกว่าเลือดเล็กน้อยเพราะโปรตีนในน้ำเลือดมีความดันออสโมติคเพียง ๑-๒ มิลลิออสโมล (เลือดทั้งหมดมี ความดันออสโมติค ๒๕๘ มิลลิออสโมล) ไตสามารถกรองเลือดได้ ๑๒๕ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที เรียกว่า อัตราการกรองผ่านโกลเมอรูลัส (glomerular filtration rate, G. F.R.) เลือดที่ไหลผ่านไต ๑,๒๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที เรียกว่าการ ไหลเวียนเลือดของไต ถ้าคิดเป็นพลาสมาจะได้ประมาณ ๖๕๐ ลูกบาศก์เซนติ เมตร/นาที ซึ่งเรียกว่า การไหลเวียนพลาสมาของไต (renal plasma flow, R.P.F.) อัตราส่วนระหว่าง อัตราการกรองผ่านโกลเมอรูลัส กับการไหล เวียนพลาสมาของไต เรียกว่า เศษส่วนของการกรอง (filtration fraction) มีค่าประมาณร้อยละ ๒๐ การดูดซึมกลับและขับออกที่หลอดไตฝอย หน้าที่ของหลอดไตฝอยในการดูด หรือขับสารบางอย่างไปเรียกว่า การขนส่งด้วยหลอดไตฝอย (tubular transportation) ซึ่งแบ่งได้เป็น ๒ อย่าง คือ ก. การดูดซึมด้วยหลอดไตฝอย (tubular reabsorption) คือ การดูดสารต่างๆ ที่กรองออกมาในหลอดไตกลับเข้าร่างกายซึ่งไตทำหน้าที่นี้ เป็นส่วนใหญ่ ข. การคัดหลั่งด้วยหลอดไตฝอย (tubular secretion) คือ การขับสารบางอย่างที่หลอดไฟฝอยสร้างขึ้นออกไป ถ้าหลอดไตฝอยขับออกไป โดยไม่ได้สร้างขึ้นเอง บางที่เรียกว่าการคัดถ่ายด้วยหลอดไตฝอย (tubular excretion) การดูดซึมกลับโซเดียมและน้ำของหน่วยไต กลไกการขนส่งสารต่างๆ ผ่านหลอดไต การขนส่งแบ่งได้เป็น ๒ อย่าง คือ ก. กลไกแอ็คทีฟ เซลล์ของหลอดไตฝอยมีกลไกขนส่งโดยใช้พลังงาน เช่น การขนส่งน้ำตาลกลูโคส ข. กลไกพาสซีฟ โดยอาศัยขั้นต่างในความเข้มข้นของสาร เป็นต้น

ขบวนการสร้างน้ำปัสสาวะ แสดงให้เห็นความดันในระดับต่างๆ ของหน่วยไต และการแลกเปลี่ยนสารระหว่างหลอดไตฝอยกับเนื้อเยื่ออื่นๆ

การดูดกลับและการขับสารต่างๆ มีกลไกดังนี้ ๑. โปรตีน ในวันหนึ่งโปรตีนจะกรองออกมาได้มากถึง ๓๐ กรัม ถ้า โปรตีนไม่ถูกดูดกลับเข้าไป ร่างกายจะเสียโปรตีนไปอย่างมาก ตามความเป็น จริงแล้วร่างกายจะดูดโปรตีนกลับเข้าไปหมด แต่เนื่องจากโมเลกุลของโปร ตีนใหญ่ จะใช้วิธีธรรมดาไม่ได้ ต้องใช้วิธีที่เรียกว่า ไพโนไซโตชีส (pinocytosis) คือโปรตีนจะไปติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ แล้วถูกเยื่อหุ้มเซลล์หุ้ม เอาไว้ จากนั้นจะถูกย่อยและขนส่งผ่านผนังเซลล์ได้ สำหรับกรดอะมิโนที่ ถูกกรองออกมาจะถูกดูดกลับหมดที่หลอดไตฝอยส่วนต้นด้วย ๒. กลูโคส กลูโคสที่กรองออกมา จะถูกดูดกลับหมดที่หลอดไตฝอยส่วน ต้น เชื่อว่าการดูดกลับโดยอาศัยเอนไซม์ ฟอสฟอรีเลส (phosphorylase) คือจะรวมเป็นกลูโคส -๖- ฟอสเฟต (glucose-6-phosphate) เมื่อเข้าไปในเซลล์แล้วจะปล่อยฟอสเฟตออกมา ถ้ากลูโคสในเลือดมีมากกว่า ๑๖๐-๑๘๐ มิลลิกรัม ต่อ ๑๐๐ มิลลิลิตร จะถูกขับออกมาในปัสสาวะ ทั้งนี้เพราะว่าเกินจำนวนของเอนไซม์ที่มีอยู่ ความสามารถของไตที่จะดูดกลูโคสได้ ในชาย ๓๗๕ มิลลิกรัม/นาที และใน หญิง ๓๕๐ มิลลิกรัม/นาที ๓. สารที่เป็นผลจากเมตาโบลิซึม ร้อยละ ๔๐ ของยูเรียถูกดูดกลับตลอดทางเดินของหลอดไตฝอย ส่วนครีเอตินีนไม่ถูกดูดโดยหลอดไต ฝอย หากยังถูกขับออกมาบ้างที่หลอดไตฝอยส่วนต้น จึงทำให้ครีเอตินีนที่ขับออกมาในปัสสาวะมีปริมาณเพิ่มจากที่กรองออกมาอีกร้อยละ ๒๐ ๔. อิเล็กโทรไลต์ มีกลไกการขนส่งผ่านหลอดไตฝอย คือ โซเดียมที่กรองออกมาจะถูกดูดกลับที่หลอดไตฝอยส่วนต้นประมาณร้อยละ ๙๐ โดยกล ไกแอ็คทีฟอีกร้อยละ ๑๐ ถูกดูดกลับที่หลอดไตฝอยส่วนปลาย โดยการสร้างโพแทสเซียมออกมาแลกเปลี่ยนร้อยละ ๙ อีกจำนวนเล็กน้อยเพียงร้อยละ ๑ ถูกดูดกลับโดยแลกเปลี่ยนกับไฮโดรเจนไอออนที่หลอดไตฝอยสร้างขึ้น การดูดซึมน้ำกลับ มีกลไกแยกได้เป็น ๒ ตอน คือ ก. ที่หลอดไตฝอยส่วนต้น (proximal tubule) น้ำที่กรองออกมา จะถูกดูดกลับที่หลอดไตฝอยส่วนต้นประมาณร้อยละ ๘๕ โดยกลไกพาสซีฟ เรียกได้ว่าเป็นการดูดซึมกลับที่จำต้องกระทำ (obligatory reabsorption) เพราะเป็นการดูดซึมกลับที่มีปริมาณคงที่ไม่ค่อยเปลี่ยน แปลง ทั้งนี้เนื่องจากในหลอดไตฝอยส่วนต้น อิเล็กโทรไลต์ถูกดูดกลับเข้า โดยมีกลไกแอ็คทีฟ น้ำจึงถูกดูดตามเข้าไปด้วย ตามความดันออสโมติคเมื่อ สารน้ำผ่านออกจากหลอดไตฝอยส่วนต้น จะเหลือเพียง ๑๖ ลูกบาศก์เซนติ เมตร/นาที (กรองออกมาจากโกลเมอรูลัส ๑๒๕ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที) และมีคุณสมบัติเป็นไฮโปโทนิค (hypotonic) เพราะน้ำไม่สามารถจะตามโซเดียมเข้าไปได้ทัน ข. ที่หลอดไตฝอยส่วนปลาย (distal tubule) เมื่อสารน้ำผ่านเข้าไปถึงหลอดไตฝอยส่วนปลาย ยังมีกลไกแอ็คทีฟที่ดูดโซเดียมกลับไปอีก แต่ปริมาณน้ำซึ่งอยู่ในหลอดไตฝอยส่วนปลายนี้ถูกดูดซึมกลับเข้าไปได้มากหรือ น้อยขึ้นอยู่กับการให้ผ่าน (pemeability) ของผนังเซลล์ ซึ่งขึ้นอยู่กับฮอร์ โมน เอดีเอ็ช (antidiuretic hormone, ADH) การดูดน้ำที่หลอดไต ฝอยส่วนปลายนี้เปลี่ยนแปลงได้ซึ่งเรียกว่า การดูดซึมกลับโดยสมัคร (facultative reabsorption) ตามปกติน้ำจะถูกดูดที่หลอดไตฝอยส่วน ปลายอีกประมาณ ๑๕ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที จะเหลือออกไปเป็นปัสสาวะ เพียง ๑ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที คือประมาณ ๑-๒ ลิตรต่อวัน