การหมุนเวียนยูเรียและออสโมลาริตีของไขกระดูกไต

ยูเรียไม่ได้เป็นเพียงของเสียที่ต้องขับออกไป แต่ในไต ยูเรียจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่แบบเลือกสรรระหว่างท่อรวมส่วนในของไขกระดูกไตและเนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ ซึ่งมีส่วนสำคัญต่อออสโมลาริตีของไขกระดูกไตส่วนใน การหมุนเวียนนี้ ซึ่งอาศัยตัวขนส่งยูเรียจำเพาะและถูกควบคุมโดยฮอร์โมนต้านการขับปัสสาวะ ช่วยให้ไตสามารถทำให้ปัสสาวะเข้มข้นขึ้นได้ในขณะที่ยังคงขับของเสียไนโตรเจนออกไป

Definition

การหมุนเวียนยูเรียคือการเคลื่อนที่ของยูเรียที่ถูกควบคุมระหว่างท่อรวมส่วนในของไขกระดูกไต เนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ และห่วงเฮนเลและหลอดเลือดฝอยรอบห่วงเฮนเล โดยอาศัยตัวขนส่งยูเรียแบบอำนวยความสะดวก ซึ่งทำให้ยูเรียมีความเข้มข้นในไขกระดูกไตส่วนใน เพื่อให้มีส่วนสำคัญต่อออสโมลาริตีของเนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ในไขกระดูกไตโดยไม่สูญเสียออกจากร่างกาย

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงวิธีการที่ยูเรียถูกกักเก็บและนำกลับมาใช้ใหม่ภายในไขกระดูกไต บทบาทของตัวขนส่งยูเรียแบบอำนวยความสะดวกในท่อรวมและหลอดเลือดฝอยรอบห่วงเฮนเล และวิธีการที่ยูเรียเพิ่มการไล่ระดับออสโมติกในไขกระดูกไตส่วนใน หัวข้อนี้เสริมหัวข้อเกี่ยวกับการสร้างการไล่ระดับและการแลกเปลี่ยนในหลอดเลือดฝอยรอบห่วงเฮนเล เป็นสรีรวิทยาอ้างอิง ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• ยูเรียมีความเข้มข้นในไขกระดูกไตส่วนในได้อย่างไร?
• ตัวขนส่งใดที่เคลื่อนย้ายยูเรีย และมีการแสดงออกที่ใดบ้าง?
• ฮอร์โมนต้านการขับปัสสาวะเชื่อมโยงการจัดการยูเรียกับการอนุรักษ์น้ำได้อย่างไร?
• เหตุใดการหมุนเวียนยูเรียจึงมีความสำคัญต่อกลไกการทำให้ปัสสาวะเข้มข้น?

Key concepts

• ตัวขนส่งยูเรียแบบอำนวยความสะดวก (ตระกูล UT-A และ UT-B)
• การซึมผ่านของยูเรียในท่อรวมส่วนในของไขกระดูกไต
• การควบคุมการขนส่งยูเรียโดยวาโซเพรสซิน
• การมีส่วนร่วมของยูเรียต่อออสโมลาริตีของไขกระดูกไตส่วนใน
• การเชื่อมโยงการดูดซึมยูเรียและน้ำกลับ
• การบริโภคโปรตีนและความสามารถในการทำให้เข้มข้น

Key theories

การขนส่งยูเรียแบบอำนวยความสะดวกและการหมุนเวียน

ตัวขนส่งยูเรียจำเพาะในตระกูล UT-A ในท่อรวมส่วนในของไขกระดูกไต และตระกูล UT-B ในหลอดเลือดฝอยรอบห่วงเฮนเลขาลง ช่วยให้ยูเรียถูกดูดซึมกลับเข้าสู่เนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ และจากนั้นถูกจับกลับโดยระบบไหลเวียนโลหิตและห่วงเฮนเล ดังนั้นยูเรียจึงถูกหมุนเวียนภายในไขกระดูกไตและสะสมอยู่ที่นั่น เพิ่มออสโมลาร์ให้กับเนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ในไขกระดูกไตส่วนใน ซึ่งช่วยขับน้ำออกจากท่อรวม

Mechanisms

ตลอดส่วนใหญ่ของหน่วยไตส่วนปลาย ท่อไตค่อนข้างซึมผ่านยูเรียได้ยาก ดังนั้นยูเรียจึงมีความเข้มข้นขึ้นเมื่อมีการดูดซึมน้ำกลับ ในท่อรวมส่วนในของไขกระดูกไต ฮอร์โมนต้านการขับปัสสาวะจะเพิ่มการซึมผ่านของยูเรียผ่านตัวขนส่งยูเรีย UT-A ทำให้ยูเรียเคลื่อนที่ตามการไล่ระดับความเข้มข้นเข้าสู่เนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ ซึ่งจะเพิ่มออสโมลาริตีในบริเวณนั้น จากเนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ ยูเรียสามารถกลับเข้าสู่หลอดเลือดฝอยรอบห่วงเฮนเลขาลงผ่านตัวขนส่ง UT-B และห่วงเฮนเล ดังนั้นจึงมีการหมุนเวียนภายในไขกระดูกไตแทนที่จะถูกชะล้างออกไปอย่างรวดเร็ว เนื่องจากฮอร์โมนต้านการขับปัสสาวะเพิ่มทั้งการซึมผ่านของน้ำและการซึมผ่านของยูเรียในส่วนที่เหมาะสม การดูดซึมน้ำกลับและการสะสมของยูเรียจึงทำงานประสานกัน และยูเรียที่ถูกกักเก็บไว้มีส่วนสำคัญต่อแรงออสโมติกในไขกระดูกไตส่วนใน ซึ่งช่วยให้สามารถทำให้ปัสสาวะเข้มข้นได้สูงสุด ความสามารถในการทำให้เข้มข้นจึงมีความไวต่อปริมาณยูเรียที่มีอยู่ ซึ่งขึ้นอยู่กับโปรตีนในอาหารบางส่วน

Clinical relevance

เนื่องจากยูเรียมีส่วนสำคัญต่อออสโมลาริตีของไขกระดูกไตส่วนใน ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงปริมาณยูเรียหรือการทำงานของตัวขนส่งอาจส่งผลต่อความสามารถในการทำให้เข้มข้นสูงสุด บทความนี้อธิบายถึงสรีรวิทยาและไม่มีคำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา

Evidence & guidelines

ข้อมูลนี้อ้างอิงจากการทบทวนทางสรีรวิทยาและโมเลกุลของตัวขนส่งยูเรียในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและกลไกการทำให้ปัสสาวะเข้มข้น ไม่มีแนวทางทางคลินิกที่กล่าวถึงการหมุนเวียนยูเรียในฐานะกระบวนการทางสรีรวิทยา

History

แบบจำลองคลาสสิกยอมรับว่ายูเรียมีส่วนสำคัญต่อออสโมลาริตีของไขกระดูกไตส่วนใน และเสนอการหมุนเวียนภายในไตเพื่ออธิบายการสะสมของมัน ยุคโมเลกุลได้ระบุและโคลนตัวขนส่งยูเรียแบบอำนวยความสะดวก UT-A และ UT-B ซึ่งเป็นพื้นฐานโมเลกุลสำหรับการเคลื่อนที่ของยูเรียที่ควบคุมโดยวาโซเพรสซิน และยืนยันเส้นทางการหมุนเวียนที่สรีรวิทยาก่อนหน้านี้ได้อนุมานไว้

Key figures

• Jeff M. Sands
• Harold E. Layton
• Robert A. Fenton

Seminal works

• sands-2003

Frequently asked questions

เหตุใดยูเรียจึงมีความสำคัญต่อการทำให้ปัสสาวะเข้มข้นและไม่ใช่แค่ของเสีย?

ยูเรียที่ถูกกักเก็บและนำกลับมาใช้ใหม่ในไขกระดูกไตส่วนในมีส่วนสำคัญต่อออสโมลาริตีของเนื้อเยื่อคั่นระหว่างเซลล์ในบริเวณนั้น และออสโมลาริตีนั้นคือสิ่งที่ดึงน้ำออกจากท่อรวมเพื่อทำให้ปัสสาวะเข้มข้นขึ้น

ฮอร์โมนต้านการขับปัสสาวะส่งผลต่อการจัดการยูเรียอย่างไร?

ฮอร์โมนนี้จะเพิ่มการซึมผ่านของยูเรียของท่อรวมส่วนในของไขกระดูกไตผ่านตัวขนส่ง UT-A ในเวลาเดียวกันกับที่เพิ่มการซึมผ่านของน้ำ ดังนั้นการสะสมของยูเรียและการดูดซึมน้ำกลับจึงทำงานประสานกันในระหว่างภาวะต้านการขับปัสสาวะ