การหลั่งสารที่ท่อไต

การหลั่งสารที่ท่อไต (tubular secretion) คือการเคลื่อนย้ายสารละลายจากเลือดฝอยรอบท่อไต (peritubular blood) เข้าสู่โพรงท่อไต (tubular lumen) ซึ่งเป็นการเพิ่มปริมาณสารที่ถูกกรองที่โกลเมอรูลัส (glomerulus) กระบวนการนี้ช่วยให้ไตสามารถกำจัดสารที่จับกับโปรตีนหรือถูกกรองได้ไม่ดี รวมถึงกรดอินทรีย์และเบสอินทรีย์หลายชนิด และยังมีส่วนช่วยในการขับโพแทสเซียมและกรด การหลั่งสารนี้เป็นเส้นทางให้หน่วยไต (nephron) กำจัดสารละลายได้มากกว่าการกรองเพียงอย่างเดียว

Definition

การหลั่งสารที่ท่อไตคือการเคลื่อนที่ของสารละลายจากเลือดฝอยรอบท่อไตผ่านเยื่อบุผิวท่อไตเข้าสู่โพรงท่อไต ทำให้ปริมาณที่ถูกขับออกมาเกินกว่าปริมาณที่ถูกกรอง กระบวนการนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการทำงานของตัวขนส่งแอนไอออนอินทรีย์และแคทไอออนอินทรีย์ในท่อไตส่วนต้น และโดยการขนส่งไอออนในหน่วยไตส่วนปลาย

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมหลักการของการหลั่งสารซึ่งเป็นคู่ตรงข้ามกับการดูดซึมกลับ (reabsorption) เส้นทางการหลั่งหลักสำหรับแอนไอออนอินทรีย์ (organic anions) และแคทไอออนอินทรีย์ (organic cations) ในท่อไตส่วนต้น (proximal tubule) และการหลั่งโพแทสเซียมและโปรตอนในหน่วยไตส่วนปลาย (distal nephron) นี่คือข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยา ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• การหลั่งสารแตกต่างและเสริมการดูดซึมกลับอย่างไร?
• ตัวขนส่งใดที่หลั่งแอนไอออนอินทรีย์และแคทไอออนอินทรีย์?
• เหตุใดการหลั่งสารจึงสำคัญต่อการกำจัดสารละลายที่จับกับโปรตีน?
• ส่วนปลายของหน่วยไตหลั่งโพแทสเซียมและโปรตอนได้อย่างไร?

Key concepts

• การหลั่งสารในฐานะตรงข้ามกับการดูดซึมกลับ
• ตัวขนส่งแอนไอออนอินทรีย์ (OATs)
• ตัวขนส่งแคทไอออนอินทรีย์ (OCTs)
• การนำเข้าทางด้านข้างฐานและการไหลออกทางด้านปลายยอดผ่านเซลล์ท่อไตส่วนต้น
• การกำจัดสารละลายที่จับกับโปรตีนและถูกกรองได้ไม่ดี
• การหลั่งโพแทสเซียมในส่วนปลาย
• การหลั่งโปรตอนและการขับกรด

Mechanisms

การหลั่งสารแบบแอคทีฟส่วนใหญ่เกิดขึ้นในท่อไตส่วนต้น แอนไอออนอินทรีย์จะถูกนำเข้าจากเลือดผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างฐาน (basolateral membrane) โดยตัวขนส่งแอนไอออนอินทรีย์ ซึ่งมักจะขับเคลื่อนโดยการไล่ระดับของไดคาร์บอกซิเลตที่พุ่งออกด้านนอก จากนั้นจะถูกปล่อยเข้าสู่โพรงท่อไตโดยตัวขนส่งด้านปลายยอด (apical transporters) ส่วนแคทไอออนอินทรีย์จะตามเส้นทางสองขั้นตอนที่คล้ายกันผ่านตัวขนส่งแคทไอออนอินทรีย์และตัวพาการไหลออกด้านปลายยอด การขนส่งแบบมีทิศทางนี้ช่วยให้ไตสามารถกำจัดของเสียภายในร่างกายและสารแปลกปลอม (xenobiotics) หลายชนิดที่จับกับโปรตีนมากเกินไปจนไม่สามารถกรองได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในหน่วยไตส่วนปลาย เซลล์หลัก (principal cells) จะหลั่งโพแทสเซียมผ่านช่องทางด้านปลายยอดที่ขับเคลื่อนโดยศักย์ไฟฟ้าลบในโพรงท่อไตที่เกิดจากการดูดซึมโซเดียมกลับ และเซลล์อินเตอร์คาเลเต็ด (intercalated cells) จะหลั่งโปรตอนเพื่อขับกรด

Clinical relevance

เนื่องจากตัวขนส่งการหลั่งสารจัดการกับสารละลายภายในร่างกายและสารแปลกปลอมหลายชนิด การหลั่งสารที่ท่อไตจึงเป็นหัวใจสำคัญในการที่ไตกำจัดสารเหล่านี้ และมีบทบาทในการเกิดปฏิกิริยาระหว่างยาที่ตัวขนส่งเหล่านี้ ข้อมูลนี้อธิบายสรีรวิทยาการหลั่งสารปกติเพื่อการอ้างอิง และไม่ได้ให้คำแนะนำการให้ยาหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

เส้นทางการหลั่งสารที่สรุปไว้ในที่นี้อ้างอิงจากสรีรวิทยาการขนส่งและการจำแนกลักษณะโมเลกุลของตัวขนส่งแอนไอออนอินทรีย์และแคทไอออนอินทรีย์ในไต และจากการทบทวนการหลั่งไอออนในส่วนปลายของหน่วยไตตามที่อ้างอิง

History

การศึกษาการกำจัดสารในระยะแรกแสดงให้เห็นว่าสารบางชนิดถูกขับออกเร็วกว่าที่ถูกกรอง ซึ่งบ่งชี้ถึงเส้นทางการหลั่งสารแบบแอคทีฟ งานวิจัยคลาสสิกเกี่ยวกับพารา-อะมิโนฮิปปูเรต (para-aminohippurate) ได้ยืนยันการหลั่งแอนไอออนอินทรีย์ในท่อไตส่วนต้น การระบุโมเลกุลของตระกูลตัวขนส่งแอนไอออนอินทรีย์และแคทไอออนอินทรีย์ในภายหลังได้กำหนดตัวพาที่รับผิดชอบต่อหน้าที่ที่ได้รับการยอมรับมานานเหล่านี้

Key figures

• William H. Dantzler
• Stephen H. Wright
• Sanjay K. Nigam

Seminal works

• wright-2004
• nigam-2015

Frequently asked questions

เหตุใดไตจึงต้องการการหลั่งสารที่ท่อไต หากมีการกรองเลือดอยู่แล้ว?

การกรองไม่สามารถกำจัดสารละลายที่จับกับโปรตีนในพลาสมาหรือถูกกรองได้ไม่ดีได้อย่างมีประสิทธิภาพ การหลั่งสารช่วยให้ท่อไตสามารถเคลื่อนย้ายสารดังกล่าวจากเลือดเข้าสู่โพรงท่อไตได้อย่างกระตือรือร้นเพื่อให้สามารถขับออกได้

การหลั่งสารอินทรีย์แบบแอคทีฟส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ใด?

ในท่อไตส่วนต้น ซึ่งตัวขนส่งแอนไอออนอินทรีย์และแคทไอออนอินทรีย์นำสารละลายจากเลือด และตัวพาด้านปลายยอดเคลื่อนย้ายสารเหล่านั้นเข้าสู่โพรงท่อไต