การดูดซึมกลับและการหลั่งของท่อไต

หลังจากโกลเมอรูลัสสร้างสารกรองพิเศษแล้ว ท่อไตจะทำหน้าที่ควบคุม: โดยจะดูดซึมน้ำและสารละลายส่วนใหญ่ที่ถูกกรองกลับเข้าสู่กระแสเลือด และหลั่งสารบางชนิดเข้าสู่ลูเมน เพื่อให้ปัสสาวะสุดท้ายสะท้อนถึงการขับถ่ายที่ถูกควบคุมมากกว่าการกรองเพียงอย่างเดียว กระบวนการขนส่งเหล่านี้มีความจำเพาะต่อส่วนและมีการควบคุมอย่างเข้มงวด

Definition

การดูดซึมกลับของท่อไตคือการเคลื่อนที่ของน้ำและสารละลายที่ถูกกรองจากลูเมนของท่อกลับเข้าสู่เลือดรอบท่อ ในขณะที่การหลั่งของท่อไตคือการเคลื่อนที่ของสารจากเลือดเข้าสู่ลูเมน ซึ่งทั้งสองกระบวนการนี้ร่วมกันเปลี่ยนสารกรองจากโกลเมอรูลัสให้เป็นปัสสาวะสุดท้าย

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงหน้าที่การขนส่งของส่วนต่างๆ ของหน่วยไต ได้แก่ ท่อขดส่วนต้น, ห่วงเฮนเล, ท่อขดส่วนปลาย และท่อรวม ตลอดจนกลไกระดับเซลล์ของการดูดซึมกลับและการหลั่ง และวิธีการที่สิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับปริมาณสารที่ถูกกรองและความต้องการทางสรีรวิทยา นี่คือข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาและไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัยหรือแนวทางการรักษา

Core questions

• ส่วนใดของหน่วยไตที่ดูดซึมกลับหรือหลั่งสารละลายใด และโดยตัวขนส่งใด?
• โซเดียม น้ำ และไบคาร์บอเนตส่วนใหญ่ที่ถูกกรองกลับคืนมาในท่อขดส่วนต้นได้อย่างไร?
• ห่วงเฮนเลสร้างสภาวะสำหรับการทำให้ปัสสาวะเข้มข้นได้อย่างไร?
• การดูดซึมกลับถูกควบคุมให้สอดคล้องกับปริมาณสารที่ถูกกรองและความต้องการของร่างกายได้อย่างไร?

Key concepts

• การขนส่งผ่านเซลล์และระหว่างเซลล์
• โซเดียม-โพแทสเซียม ATPase เป็นตัวขับเคลื่อนหลัก
• การขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิและการขนส่งร่วม (เช่น Na-กลูโคส, Na-K-2Cl)
• ความสมดุลของโกลเมอรูลัสและท่อไต
• ขีดจำกัดสูงสุดของท่อไตและความอิ่มตัวของการขนส่ง
• การแบ่งงานตามส่วนต่างๆ ของหน่วยไต
• การเพิ่มความเข้มข้นแบบทวนกระแส

Mechanisms

การดูดซึมกลับส่วนใหญ่ขับเคลื่อนโดยโซเดียม-โพแทสเซียม ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐาน ซึ่งรักษาระดับโซเดียมภายในเซลล์ให้ต่ำและสร้างความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าเคมีที่ขับเคลื่อนการเข้าของโซเดียมที่ปลายยอด เมื่อเชื่อมโยงกับการเข้าของโซเดียม ท่อขดส่วนต้นจะดูดซึมโซเดียม น้ำ ไบคาร์บอเนต กลูโคส และกรดอะมิโนส่วนใหญ่ที่ถูกกรองกลับคืนมา แขนขาขึ้นหนาของห่วงเฮนเลจะดูดซึมโซเดียม โพแทสเซียม และคลอไรด์ผ่านตัวขนส่งร่วม Na-K-2Cl ในขณะที่ยังคงไม่ให้น้ำผ่าน ทำให้เกิดการไล่ระดับความเข้มข้นในไขกระดูกที่ใช้ในการทำให้ปัสสาวะเข้มข้น จากนั้นท่อขดส่วนปลายและท่อรวมจะทำการปรับโซเดียม โพแทสเซียม และน้ำอย่างละเอียดโดยการควบคุมของฮอร์โมน การหลั่ง — เช่น กรดอินทรีย์และเบส รวมถึงไอออนโพแทสเซียมและไฮโดรเจน — ช่วยให้ไตกำจัดสารต่างๆ นอกเหนือจากที่ถูกกรอง (Greger 1985; Gonzalez-Vicente 2019; Curthoys 2014; Guyton & Hall 2020)

Clinical relevance

การขนส่งของท่อไตอธิบายว่าไตสงวนสารอาหาร ควบคุมอิเล็กโทรไลต์ และเป็นเป้าหมายระดับโมเลกุลสำหรับยาขับปัสสาวะหลายชนิดได้อย่างไร ความผิดปกติของตัวขนส่งที่จำเพาะทำให้เกิดรูปแบบทางสรีรวิทยาที่สามารถจดจำได้ บทความนี้อธิบายสรีรวิทยาการขนส่งปกติเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงและไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัยหรือคำแนะนำในการรักษา

Evidence & guidelines

กลไกการขนส่งที่สรุปไว้ในที่นี้มาจากบทความทบทวนทางสรีรวิทยาและตำราอ้างอิงที่อิงจากการศึกษาแบบ micropuncture, isolated-tubule และระดับโมเลกุล บทความนี้เป็นเชิงพรรณนาและไม่มีข้อเสนอแนะทางคลินิก

History

เทคนิค micropuncture และ isolated-perfused-tubule ในศตวรรษที่ 20 ได้ระบุตำแหน่งตามแนวหน่วยไตที่สารละลายแต่ละชนิดได้รับการจัดการ และงานของ Greger เกี่ยวกับแขนขาขึ้นหนา (1985) ได้อธิบายลักษณะของ Na-K-2Cl cotransport ซึ่งเป็นพื้นฐานของการทำงานของห่วงเฮนเลและการออกฤทธิ์ของยาขับปัสสาวะแบบ loop การโคลนระดับโมเลกุลในภายหลังได้ระบุตัวขนส่งและช่องสัญญาณที่จำเพาะ ซึ่งเชื่อมโยงสรีรวิทยาของแต่ละส่วนเข้ากับความผิดปกติของท่อไตที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม

Key figures

• Rainer Greger
• Carl Gottschalk
• Robert Pitts
• Maurice Burg

Seminal works

• greger-1985
• gonzalez-vicente-2019
• curthoys-2014

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการดูดซึมกลับและการหลั่งคืออะไร?

การดูดซึมกลับคือการเคลื่อนย้ายสารที่ถูกกรองจากของเหลวในท่อกลับเข้าสู่กระแสเลือด ในขณะที่การหลั่งคือการเคลื่อนย้ายสารจากกระแสเลือดเข้าสู่ของเหลวในท่อ การดูดซึมกลับจะกู้คืนสิ่งที่ร่างกายต้องการ และการหลั่งจะเพิ่มสิ่งที่ถูกขับถ่ายออกไป

ทำไมการดูดซึมกลับส่วนใหญ่จึงเกิดขึ้นในท่อขดส่วนต้น?

ท่อขดส่วนต้นได้รับปริมาณสารที่ถูกกรองทั้งหมดและดูดซึมโซเดียมและน้ำที่ถูกกรองกลับคืนมาประมาณสองในสาม พร้อมกับกลูโคสและกรดอะมิโนเกือบทั้งหมด โดยใช้การขนส่งที่เชื่อมโยงกับโซเดียมซึ่งขับเคลื่อนโดยโซเดียม-โพแทสเซียม ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐาน