การดูดซึมกลับของท่อไตส่วนต้น

ท่อไตส่วนต้นเป็นส่วนแรกและเป็นส่วนที่มีความสามารถในการดูดซึมกลับสูงสุดของหน่วยไต โดยจะดูดกลับโซเดียมและน้ำประมาณสองในสามของที่ถูกกรอง และเกือบทั้งหมดของกลูโคส กรดอะมิโน และไบคาร์บอเนตที่ถูกกรอง กลับคืนสู่กระแสเลือด การมีขอบแปรงที่หนาแน่น ไมโทคอนเดรียที่อุดมสมบูรณ์ และตัวขนส่งที่ทำงานร่วมกับโซเดียม ทำให้ท่อไตส่วนต้นเป็นส่วนสำคัญในการดูดซึมกลับในปริมาณมาก

Definition

การดูดซึมกลับของท่อไตส่วนต้นคือการนำน้ำและสารละลายที่ถูกกรองกลับคืนมาในปริมาณมากในส่วนต้นของหน่วยไต โดยมีแรงขับเคลื่อนจาก Na+/K+-ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านฐาน (basolateral) และมีตัวขนส่งร่วมที่ทำงานร่วมกับโซเดียม (sodium-coupled cotransporters) และตัวแลกเปลี่ยนที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านยอด (apical) เป็นตัวกลาง ทำให้ของเหลวที่ถูกกรองจากโกลเมอรูลส่วนใหญ่กลับคืนสู่เลือดรอบท่อไต

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมกลไกระดับเซลล์และหน้าที่หลักในการดูดซึมกลับของท่อไตส่วนต้น ได้แก่ การดูดซึมกลูโคส กรดอะมิโน และฟอสเฟตที่ทำงานร่วมกับโซเดียม การดูดกลับไบคาร์บอเนต และการดูดซึมกลับของน้ำและเกลือที่เป็นไอโซออสโมติกเป็นส่วนใหญ่ นี่คือข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยา ไม่ใช่คำแนะนำทางการแพทย์

Core questions

• ท่อไตส่วนต้นดูดซึมกลับของเหลวที่ถูกกรองในปริมาณมากได้อย่างไร?
• กลูโคส กรดอะมิโน และฟอสเฟตเชื่อมโยงกับการดูดซึมโซเดียมได้อย่างไร?
• ไบคาร์บอเนตที่ถูกกรองถูกดูดกลับในส่วนนี้ได้อย่างไร?
• เหตุใดการดูดซึมกลับของท่อไตส่วนต้นจึงถูกอธิบายว่าเป็นไอโซออสโมติก?

Key concepts

• ขอบแปรงและพื้นที่ผิวสูง
• Na+/K+-ATPase เป็นปั๊มขับเคลื่อนที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านฐาน
• การขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส (SGLT)
• การขนส่งกรดอะมิโนและฟอสเฟตที่ทำงานร่วมกับโซเดียม
• การแลกเปลี่ยน Na+/H+ และการดูดกลับไบคาร์บอเนต
• ขีดจำกัดการขนส่งสูงสุดและเกณฑ์การขับกลูโคสทางไต
• การดูดซึมกลับแบบไอโซออสโมติก
• สมดุลโกลเมอรูลาร์-ทูบูลาร์

Mechanisms

Na+/K+-ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านฐานจะปั๊มโซเดียมออกจากเซลล์ ทำให้ระดับโซเดียมภายในเซลล์ต่ำและสร้างความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าเคมีเข้าสู่เซลล์ ตัวขนส่งที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านยอดใช้ความแตกต่างนี้สำหรับการขนส่งแบบทุติยภูมิที่ใช้พลังงาน: ตัวขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคสจะเคลื่อนย้ายกลูโคส ตัวพาที่ขึ้นกับโซเดียมจะเคลื่อนย้ายกรดอะมิโนและฟอสเฟต และตัวแลกเปลี่ยน Na+/H+ จะหลั่งโปรตอน ซึ่งเมื่อทำงานร่วมกับคาร์บอนิกแอนไฮเดรส จะขับเคลื่อนการดูดกลับไบคาร์บอเนตที่ถูกกรอง สารละลายที่ถูกดูดซึมกลับจะเพิ่มความเข้มข้นของออสโมลาริตีรอบท่อไต และน้ำจะตามมาด้วยกลไกออสโมซิสผ่าน aquaporin-1 และทางเดินพาราเซลลูลาร์ ดังนั้นของเหลวที่ถูกดูดซึมกลับจึงเกือบจะเป็นไอโซออสโมติกกับพลาสมา ท่อไตส่วนต้นยังสร้างแอมโมเนียมและปรับการขนส่งเพื่อตอบสนองต่อภาวะกรด-ด่างของร่างกาย

Clinical relevance

เนื่องจากท่อไตส่วนต้นเป็นตัวกำหนดเกณฑ์การขับกลูโคสทางไตและดูดกลับไบคาร์บอเนตที่ถูกกรองส่วนใหญ่ สรีรวิทยาของท่อไตส่วนต้นจึงเป็นพื้นฐานในการตีความภาวะน้ำตาลในปัสสาวะและการจัดการกรด-ด่างของท่อไตส่วนต้น ข้อมูลนี้อธิบายการขนส่งปกติของท่อไตส่วนต้นเพื่อเป็นความรู้พื้นฐานและไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา

Evidence & guidelines

กลไกที่สรุปไว้ในที่นี้ได้มาจากบทวิจารณ์ทางสรีรวิทยาของหน่วยไตส่วนต้นและหน้าที่ของกรด-ด่าง โดยบูรณาการหลักฐานจากการเจาะเก็บตัวอย่างขนาดเล็ก (micropuncture) การทดลองท่อไตที่ถูกหล่อเลี้ยง (perfused-tubule) และหลักฐานระดับโมเลกุลของตัวขนส่ง

History

การเก็บตัวอย่างของเหลวในท่อไตส่วนต้นด้วยวิธี micropuncture ได้ยืนยันว่าส่วนนี้ดูดซึมกลับของเหลวที่ถูกกรองส่วนใหญ่ในลักษณะเกือบเป็นไอโซออสโมติก งานวิจัยระดับโมเลกุลในภายหลังได้ระบุตัวขนส่งร่วมที่ทำงานร่วมกับโซเดียม ตัวแลกเปลี่ยน และช่องน้ำ aquaporin-1 ที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งเป็นกลไกสำคัญในการขนส่งปริมาณมากนี้และการควบคุมโดยสมดุลกรด-ด่าง

Key figures

• Carl W. Gottschalk
• Orson W. Moe
• Norman P. Curthoys

Seminal works

• wright-2004
• zhuo-2013
• curthoys-2014

Frequently asked questions

เหตุใดกลูโคสจึงไม่ปรากฏในปัสสาวะตามปกติ?

กลูโคสที่ถูกกรองจะถูกดูดซึมกลับโดยตัวขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคสในท่อไตส่วนต้น และที่ความเข้มข้นของพลาสมาปกติ ปริมาณที่ถูกกรองจะยังคงต่ำกว่าขีดจำกัดการขนส่งสูงสุด ดังนั้นกลูโคสเกือบทั้งหมดจะถูกดูดกลับก่อนที่จะถึงปัสสาวะ

การดูดซึมกลับแบบไอโซออสโมติกหมายความว่าอย่างไร?

เมื่อท่อไตส่วนต้นดูดซึมสารละลายกลับ น้ำจะตามมาด้วยกลไกออสโมซิสในสัดส่วนที่เหมาะสม ดังนั้นของเหลวที่เหลืออยู่ในท่อไตจะยังคงมีความเข้มข้นของออสโมลาริตีใกล้เคียงกับพลาสมา แม้ว่าปริมาตรจะลดลงก็ตาม