การดูดซึมน้ำและอิเล็กโทรไลต์
การดูดซึมน้ำและอิเล็กโทรไลต์เป็นกระบวนการที่ลำไส้เล็กดูดกลับของเหลวปริมาณมากและไอออนที่ได้รับในแต่ละวันจากอาหารและสารคัดหลั่งในระบบย่อยอาหาร น้ำไม่ได้ถูกสูบโดยตรง แต่จะตามการดูดซึมของสารละลาย ซึ่งส่วนใหญ่คือโซเดียมและสารอาหารที่ถูกขนส่งร่วมกันแบบออสโมซิสผ่านเยื่อบุผิว
Definition
การดูดซึมน้ำและอิเล็กโทรไลต์คือการดูดกลับสุทธิของโซเดียม คลอไรด์ และไอออนอื่นๆ ผ่านเยื่อบุผิวโดยเซลล์ลำไส้เล็ก (enterocytes) พร้อมกับการเคลื่อนที่ของน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยออสโมซิสซึ่งตามมาจากการดูดซึมสารละลาย
Scope
บทความนี้ครอบคลุมเส้นทางและแรงขับเคลื่อนสำหรับการดูดซึมโซเดียม คลอไรด์ และอิเล็กโทรไลต์อื่นๆ ในลำไส้เล็ก และการเคลื่อนที่ของน้ำที่เชื่อมโยงกับออสโมซิสผ่านทางเดินแบบทรานส์เซลลูลาร์และพาราเซลลูลาร์ โดยอธิบายว่าการขนส่งสารละลายกำหนดทิศทางการไหลสุทธิของของเหลวได้อย่างไร บทความนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับสรีรวิทยาปกติ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก
Core questions
- ลำไส้เล็กดูดซึมของเหลวได้มากน้อยเพียงใดและมาจากไหน?
- โซเดียมถูกดูดซึมด้วยกลไกใด และรักษาระดับความเข้มข้นได้อย่างไร?
- ทำไมน้ำถึงตามสารละลายแทนที่จะถูกขนส่งด้วยตัวเอง?
- เส้นทางทรานส์เซลลูลาร์และพาราเซลลูลาร์ถูกใช้สำหรับน้ำและไอออนอย่างไร?
Key concepts
- การดูดซึมโซเดียม (จับคู่กับสารอาหาร, แลกเปลี่ยนแบบไม่ใช้ประจุไฟฟ้า, ช่องทาง)
- Na+/K+-ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างเป็นปั๊มขับเคลื่อน
- การดูดซึมและการแลกเปลี่ยนคลอไรด์
- การเชื่อมโยงแบบออสโมซิสของน้ำกับการขนส่งสารละลาย
- การไหลของน้ำแบบทรานส์เซลลูลาร์เทียบกับพาราเซลลูลาร์
- ช่องน้ำอะควาพอริน
- หลักการให้สารน้ำทางปากที่เชื่อมโยงกับสารละลาย
Mechanisms
ลำไส้เล็กได้รับของเหลวหลายลิตรต่อวันจากการบริโภคและการหลั่งจากต่อมน้ำลาย กระเพาะอาหาร ถุงน้ำดี และตับอ่อน และดูดซึมส่วนใหญ่กลับคืนมา โซเดียมเข้าสู่เซลล์ลำไส้เล็กผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้านบน (apical membrane) ได้หลายเส้นทาง เช่น การจับคู่กับสารอาหารอย่างกลูโคสและกรดอะมิโน โดยการแลกเปลี่ยนแบบไม่ใช้ประจุไฟฟ้าและการขนส่งร่วมกับไอออนอื่นๆ และผ่านช่องทางต่างๆ จากนั้นจะถูกสูบออกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้าง (basolateral membrane) โดย Na+/K+-ATPase ซึ่งรักษาระดับโซเดียมในเซลล์ให้ต่ำเพื่อขับเคลื่อนการดูดซึมที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านบน คลอไรด์ถูกดูดซึมไปพร้อมกัน ส่วนหนึ่งโดยกลไกการแลกเปลี่ยน การสะสมของสารละลายที่ถูกดูดซึมในช่องว่างระหว่างเซลล์ด้านข้าง (lateral intercellular spaces) สร้างความแตกต่างของความเข้มข้นแบบออสโมซิสในท้องถิ่นที่ดึงน้ำผ่านเยื่อบุผิว ทั้งแบบทรานส์เซลลูลาร์ผ่านช่องน้ำอะควาพอริน (aquaporin water channels) และแบบพาราเซลลูลาร์ระหว่างเซลล์ เยื่อบุผิวลำไส้ค่อนข้างรั่วซึม ดังนั้นน้ำและไอออนขนาดเล็กจึงเคลื่อนที่ได้ง่ายผ่านทางเดินแบบพาราเซลลูลาร์ เนื่องจากการเคลื่อนที่ของน้ำเป็นผลพลอยได้จากการเคลื่อนที่ของสารละลาย สิ่งใดก็ตามที่เพิ่มการดูดซึมสารละลาย เช่น การดูดซึมโซเดียมที่จับคู่กับสารอาหาร จะเพิ่มการดูดซึมน้ำ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาของการให้สารน้ำทางปาก (oral rehydration)
Clinical relevance
การเชื่อมโยงระหว่างการดูดซึมน้ำกับการดูดซึมสารละลายอธิบายทั้งวิธีที่ลำไส้รักษาสมดุลของเหลวและเหตุผลที่การดูดซึมสารละลายบกพร่องหรือการหลั่งสุทธิทำให้เกิดอาการท้องร่วง และเป็นพื้นฐานในการออกแบบสารละลายสำหรับให้สารน้ำทางปากที่จับคู่โซเดียมกับกลูโคส บทความนี้อธิบายกลไกปกติเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงและไม่ใช่คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา
Evidence & guidelines
กลไกการขนส่งไอออนในลำไส้และการเคลื่อนที่ของน้ำที่อาศัยอะควาพอรินได้รับการยืนยันในการศึกษาทางสรีรวิทยาและระดับโมเลกุล รวมถึงในตำรามาตรฐาน ในฐานะหัวข้อสรีรวิทยาปกติ จึงไม่อยู่ภายใต้แนวทางปฏิบัติทางคลินิก
History
สรีรวิทยาของเยื่อบุผิวในศตวรรษที่ 20 ได้ยืนยันว่าลำไส้ไม่ได้สูบน้ำโดยตรง แต่ดูดซึมน้ำแบบออสโมซิสตามสารละลายที่ถูกขนส่งอย่างแข็งขัน โดยมีโซเดียมและปั๊มโซเดียมที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างเป็นศูนย์กลางของกระบวนการ การระบุช่องน้ำอะควาพอรินและเส้นทางการเข้าของโซเดียมที่เฉพาะเจาะจงในภายหลังได้ให้คำอธิบายระดับโมเลกุลว่าการขนส่งสารละลายขับเคลื่อนการดูดกลับของของเหลวได้อย่างไร และการแสดงให้เห็นว่าการดูดซึมโซเดียมที่จับคู่กับสารอาหารช่วยเพิ่มการดูดซึมน้ำเป็นพื้นฐานของการบำบัดด้วยการให้สารน้ำทางปาก
Key figures
- Michael Field
- Umberto Laforenza
- Ernest M. Wright
Related topics
Seminal works
- field-2003
- laforenza-2012
Frequently asked questions
- ลำไส้สูบน้ำโดยตรงหรือไม่?
- ไม่ การดูดซึมน้ำเป็นแบบออสโมซิส: ลำไส้ดูดซึมสารละลายอย่างแข็งขัน ซึ่งส่วนใหญ่คือโซเดียม และน้ำจะตามความแตกต่างของความเข้มข้นแบบออสโมซิสที่เกิดขึ้นผ่านเยื่อบุผิว ผ่านเซลล์และระหว่างเซลล์
- ทำไมการจับคู่โซเดียมกับกลูโคสจึงช่วยเพิ่มการดูดซึมของเหลว?
- กลูโคสถูกดูดซึมพร้อมกับโซเดียมโดยตัวขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส ซึ่งเพิ่มการดูดซึมโซเดียมสุทธิ เนื่องจากน้ำตามโซเดียมที่ถูกดูดซึมแบบออสโมซิส การขนส่งร่วมนี้จึงขับเคลื่อนการดูดซึมของเหลวและเป็นพื้นฐานของสารละลายสำหรับให้สารน้ำทางปาก