การดูดซึมกลับและการหลั่งของท่อไต

การดูดซึมกลับและการหลั่งของท่อไตเป็นกระบวนการขนส่งสองอย่างที่เปลี่ยนของเหลวที่ถูกกรองซึ่งมีโปรตีนเกือบทั้งหมดที่ผลิตขึ้นที่โกลเมอรูลให้กลายเป็นปัสสาวะที่มีปริมาตรน้อย การดูดซึมกลับจะนำน้ำ อิเล็กโทรไลต์ กลูโคส กรดอะมิโน และไบคาร์บอเนตส่วนใหญ่ที่ถูกกรองจากท่อไตกลับคืนสู่เลือดรอบท่อไต ในขณะที่การหลั่งจะเคลื่อนย้ายสารละลายที่เลือกจากเลือดเข้าสู่ท่อไตเพื่อขับออก ทั้งสองกระบวนการนี้ช่วยให้หน่วยไตสามารถปรับปริมาตรและองค์ประกอบของของเหลวในร่างกายได้อย่างละเอียด

Definition

การดูดซึมกลับของท่อไตคือการเคลื่อนที่ของน้ำและสารละลายที่ถูกกรองจากท่อไตผ่านเยื่อบุท่อไตกลับเข้าสู่หลอดเลือดฝอยรอบท่อไต; การหลั่งของท่อไตคือการเคลื่อนที่ของสารละลายจากเลือดรอบท่อไตเข้าสู่ท่อไต ปริมาณของสารใดๆ ที่ถูกขับออกจะเท่ากับปริมาณที่ถูกกรอง ลบด้วยปริมาณที่ถูกดูดซึมกลับ บวกด้วยปริมาณที่ถูกหลั่ง

Scope

ส่วนนี้จะอธิบายการจัดการของเหลวที่ถูกกรองตามส่วนต่างๆ ของหน่วยไต: การดูดซึมกลับจำนวนมากในท่อไตส่วนต้น, การทำงานแบบทวนกระแสของห่วงเฮนเล, การควบคุมอย่างละเอียดในท่อไตส่วนปลายและท่อรวม, กลไกการหลั่งที่กำจัดไอออนอินทรีย์และโปรตอน, และการดูดซึมน้ำที่อาศัยอะควาพอริน โดยจะนำเสนอสิ่งเหล่านี้ในฐานะหัวข้ออ้างอิงทางสรีรวิทยา ไม่ใช่การจัดการทางคลินิก

Sub-topics

• ท่อไตส่วนปลายและท่อรวม
• ห่วงเฮนเลและกลไกการเพิ่มความเข้มข้นแบบทวนกระแส
• การดูดซึมกลับของท่อไตส่วนต้น
• การหลั่งสารที่ท่อไต
• การดูดซึมน้ำกลับและการทำงานของอะควาพอริน

Core questions

• สารละลายที่ถูกกรองแต่ละชนิดถูกดูดซึมกลับหรือหลั่งอย่างไรตามส่วนต่างๆ ของหน่วยไต?
• การขนส่งแบบใดเป็นการขนส่งผ่านเซลล์และแบบแอคทีฟ เทียบกับการขนส่งระหว่างเซลล์และแบบพาสซีฟ?
• ส่วนต่างๆ ทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อกำหนดปริมาตรและองค์ประกอบของปัสสาวะสุดท้าย?
• การขนส่งตามส่วนถูกควบคุมโดยฮอร์โมนและสภาวะในท่อไตอย่างไร?

Key concepts

• การขนส่งผ่านเซลล์เทียบกับการขนส่งระหว่างเซลล์
• การขนส่งแบบแอคทีฟปฐมภูมิและทุติยภูมิ
• ขีดจำกัดการขนส่งสูงสุด (Tm) และเกณฑ์ของไต
• ความแตกต่างของโซเดียมเป็นแรงขับเคลื่อนสำหรับการขนส่งแบบคู่
• สมดุลโกลเมอรูโลทูบูลาร์
• การขับออก = การกรอง - การดูดซึมกลับ + การหลั่ง
• ความเชี่ยวชาญเฉพาะส่วนตามหน่วยไต

Mechanisms

Na+/K+-ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐานจะรักษาระดับโซเดียมภายในเซลล์ให้ต่ำและสร้างความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าเคมีที่ขับเคลื่อนการขนส่งส่วนใหญ่ของท่อไต ในท่อไตส่วนต้น ความแตกต่างของศักย์นี้จะขับเคลื่อนการดูดซึมกลับของกลูโคส กรดอะมิโน ฟอสเฟต และไบคาร์บอเนตผ่านโคทรานสปอร์เตอร์และเอ็กซ์เชนเจอร์ที่ทำงานร่วมกัน ซึ่งจะดูดซึมกลับของเหลวที่ถูกกรองส่วนใหญ่แบบไอโซออสโมติก ห่วงเฮนเลใช้การดูดซึมกลับ NaCl แบบแอคทีฟในแขนขาขึ้นหนาที่ไม่ซึมผ่านน้ำเพื่อสร้างเนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ในไขกระดูกที่มีความเข้มข้นสูงโดยการเพิ่มทวีคูณแบบทวนกระแส จากนั้นท่อไตส่วนปลายและท่อรวมจะปรับโซเดียม โพแทสเซียม กรด และน้ำที่เหลืออยู่ภายใต้การควบคุมของฮอร์โมน ทรานสปอร์เตอร์ที่หลั่งจะเคลื่อนย้ายแอนไอออนอินทรีย์ แคตไอออนอินทรีย์ และโปรตอนเข้าสู่ท่อไต และอะควาพอรินจะกำหนดความสามารถในการซึมผ่านของน้ำซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าปัสสาวะสุดท้ายจะมีความเข้มข้นเพียงใด

Clinical relevance

เนื่องจากแต่ละส่วนของหน่วยไตใช้ทรานสปอร์เตอร์ที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจการดูดซึมกลับและการหลั่งของท่อไตจึงเป็นพื้นฐานว่าแพทย์ตีความความผิดปกติของอิเล็กโทรไลต์และกรด-ด่างอย่างไร และยาหลายชนิดถูกจัดการหรือออกฤทธิ์ในไตอย่างไร ข้อมูลนี้อธิบายสรีรวิทยาการขนส่งปกติเพื่อเป็นพื้นฐานในการให้เหตุผลเกี่ยวกับหน้าที่ของไต; ไม่ใช่แนวทางในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

สรีรวิทยาการขนส่งที่สรุปไว้ที่นี่อ้างอิงจากการศึกษาแบบไมโครพังเจอร์ การให้น้ำผ่านท่อไตที่แยกออกมา และการศึกษาทรานสปอร์เตอร์ระดับโมเลกุลที่รวบรวมไว้ในบทวิจารณ์ทางสรีรวิทยา เช่น บทสรุปตามส่วนของการขนส่งในท่อไตส่วนต้น กลไกการทำให้ปัสสาวะเข้มข้น อะควาพอรินในไต และการขนส่งไอออนอินทรีย์ในไตที่อ้างอิงในข้อมูลนี้

History

ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับการขนส่งในท่อไตพัฒนามาจากการทดลองไมโครพังเจอร์ในศตวรรษที่ 20 ที่เก็บตัวอย่างของเหลวจากแต่ละส่วนของหน่วยไต และจากเทคนิคท่อไตที่แยกออกมาที่วัดการขนส่งในส่วนที่กำหนด ยุคโมเลกุลได้ระบุโคทรานสปอร์เตอร์ ช่องทาง เอ็กซ์เชนเจอร์ และอะควาพอรินที่เฉพาะเจาะจงซึ่งรับผิดชอบในแต่ละขั้นตอน ซึ่งเชื่อมโยงสรีรวิทยาตามส่วนแบบดั้งเดิมเข้ากับโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่กำหนด

Key figures

• Carl W. Gottschalk
• Maurice B. Burg
• Peter Agre
• Mark A. Knepper

Seminal works

• nielsen-2002
• wright-2004
• sands-2014

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการดูดซึมกลับและการหลั่งคืออะไร?

การดูดซึมกลับจะเคลื่อนย้ายน้ำและสารละลายที่ถูกกรองจากท่อไตกลับเข้าสู่เลือดเพื่อรักษาไว้; การหลั่งจะเคลื่อนย้ายสารละลายจากเลือดเข้าสู่ท่อไตเพื่อให้สามารถขับออกทางปัสสาวะได้

เหตุใดท่อไตส่วนต้นจึงรับผิดชอบการดูดซึมกลับส่วนใหญ่?

ทรานสปอร์เตอร์ที่จับกับโซเดียมที่มีความจุสูงและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่จะดูดซึมกลับน้ำ อิเล็กโทรไลต์ กลูโคส กรดอะมิโน และไบคาร์บอเนตส่วนใหญ่ที่ถูกกรอง ทำให้ส่วนปลายน้ำสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างละเอียด