ระบบขับถ่ายกับการรักษาดุลยภาพของร่างกาย

ระบบขับถ่ายกับการรักษาดุลยภาพ
ของร่างกาย

              สิ่งมีชีวิตใช้อากาศสลายอาหารเพื่อให้ได้พลังงาน หรืออาจกล่าวว่ากระบวนการเมแทบอลิซึมในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดของเสีย ซึ่งได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ สารประกอบไนโตรเจน และน้ำ ซึ่งร่างกายต้องกำจัดออกไป การกำจัดของเสียที่เกิดจากเมแทบอลิซึม เรียกว่า การขับถ่าย ( excretion ) สารบางอย่างที่เกิดขึ้นเป็นพิษกับเซลล์ เซลล์จึงต้องหาทางกำจัดออก เช่นเดียวกับน้ำที่เกิดขึ้นหากมีมากเกินพอเซลล์จะกำจัดออก เช่นเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งของเสียที่เป็นสารประกอบไนโตรเจน
( Nitrogenous waste ) อันเกิดจากเมแทบอลิซึมของโปรตีนหรือ กรดอะมิโนและกรดนิวคลีอิก ซึ่งมีการกำจัดสารประกอบไนโตรเจนออกไปในรูปของแอมโมเนีย ( NH3 ) เมื่อแอมโมเนียออกมาจะละลายน้ำกลายเป็นแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ ( NH4 OH ) ซึ่งเกิดการแตกตัวต่อกลายเป็นแอมโมเนียมไอออน 
( NH+4 ) และไฮดรอกซิลไอออน ทั้งแอมโมเนียและแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ล้วนเป็นสารพิษที่ร่างกายของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ กำจัดออกหรือเปลี่ยนเป็นยูเรียหรือกรดยูริก แล้วจึงกำจัดออกนอกร่างกาย เช่น โพรโทซัวน้ำจืด และสัตว์น้ำไร้กระดูกสันหลังกำจัดแอมโมเนีย ปลาหรือสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่อยู่ในน้ำกำจัดแอมโมเนีย แมลง สัตว์เลื้อยคลานและนกกำจัดของเสียออกมาในรูปกรดยูริก
( Uric acid ) เพื่อการประหยัดน้ำ ส่วนสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมกำจัดของเสียพวกไนโตรเจนในรูปของยูเรีย

รูปที่ 1  แผนภาพแสดงความแตกต่างของการหลั่งสาร ( Secretion ) การขับถ่าย

เหงื่อและปัสสาวะ ( excretion ) กับการถ่ายอุจจาระ ( defecation )

 การหลั่ง  สารเป็นการนำสารที่มีประโยชน์จากอาหารมาใช้ในเมแทบอลิซึม เมื่อ กินอาหารเข้าไป อาหารส่วนหนึ่งจะถูกย่อย และนำไปใช้ในกระบวนการ เมแทบอลิซึม ของเสียที่เกิดขึ้นถูกขับถ่ายออกมาทางเหงื่อ และปัสสาวะ  ส่วนอาหารที่ย่อยไม่ได้หรือไม่ได้ย่อยถูกขับออกมาทางอุจจาระ

1. การขับถ่ายของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสัตว์บางชนิด

              1.1 การขับถ่ายของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว

             สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีทั้งโพรคาริโอต ( prokaryote ) และยูคาริโอต ( eukaryote ) ในพวกโพรคาริโอต ได้แก่ แบคทีเรีย และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ( bluegreen algae ) ยังไม่มีออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่ขับถ่ายโดยเฉพาะ  จึงมีแต่การแพร่ออกของของเสีย ซึ่งได้แก่ พวกแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ผ่ายเยื่อหุ้มเซลล์

                โพรทิสต์ เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีออร์แกเนลล์ซับซ้อนมากกว่าพวกโพรคาริโอต โดยมีนิวเคลียสที่แท้จริงแล้ว โพรทิสต์ต่าง ๆ อาศัยอยู่ในน้ำ ของเสียที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้คล้ายกับของพวกโพรคาริโอต และจะใช้วิธีการเดียวกันคือ การแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ออกไป สำหรับโพรโทซัวที่อาศัยอยู่ในน้ำจืด เช่น อะมีบา พารามีเซียม มีออร์แกเนลล์ที่ใช้เก็บน้ำและของเสียเพื่อขับออกนอกเซลล์ นั่นคือมี คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล ( contractile vacuole ) ทำหน้าที่รักษาสมดุลของน้ำภายในเซลล์

รูปที่ 2 แสดงการเปลี่ยนแปลงคอนแทร็กไทล์แวคิวโอลของพารามีเซียม

         โพรโทซัวน้ำจืดอาศัยอยู่ในน้ำที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าในไซโทพลาซึม น้ำจะออสโมซิสเข้าเซลล์ตลอดเวลา รวมทั้งโพรโทซัวกินอาหารซึ่งมีน้ำปะปนเข้ามาในเซลล์ด้วย ดังนั้น โพรโทซัวจะขับน้ำส่วนเกินออกจากเซลล์ทางคอนแทร็กแวคิวโอล โดยกระบวนการดังรูปที่ 6.51 เริ่มจากน้ำในไซโทรพลาสซึมแพร่เข้ามาในท่อ แล้วรวบรวมส่งไปยังคอนแทร็กไทล์แวคิวโอล เมื่อคอนแทร็กไทล์แวคิวโอลรับน้ำไว้เต็มแล้ว จึงบีบไล่น้ำออกจากแวคิวโอล โดยการที่แวคิวโอลมาสัมผัสกับเยื่อหุ้มเซลล์ ดังนั้นของเสียที่ปะปนอยู่ในน้ำ จึงถูกขับถ่ายออกทางคอนแทร็กไทล์แวคิวโอลด้วย

         โพรโทรซัวที่อาศัยอยู่ในน้ำเค็มจะขับถ่ายของเสียส่วนใหญ่ออกทางเยื่อหุ้มเซลล์โดยตรง เพราะไม่มีคอนแทร็กไทล์แวคิวโอล เนื่องจากแรงดันออสโมติกของน้ำทะเลสูงกว่าแรงดันออสโมติกของโพรโทพลาซึม น้ำจากเซลล์จะออสโมซิสออกนอกเซลล์อยู่ตลอดเวลาอยู่แล้ว

                1.2  การขับถ่ายของหนอนตัวแบน

                พลานาเรีย พวกหนอนตัวแบนที่หากินอิสระ เช่น พลานาเรียมีอวัยวะขับถ่ายพิเศษ เรียกว่า เฟลมเซลล์ ( flame cell ) ทำหน้าที่กำจัดของเสีย เฟลมเซลล์กระจายอยู่ 2 ข้าง ตลอดความยาวของลำตัวพลานาเรีย ภายในเฟลมเซลล์เป็นโพรงที่มีซิเลียอยู่ภายใน ของเสียที่เป็นของเหลวในร่างกายถูกพัดโดยซิเลีย ออกมาสู่ท่อซึ่งยาวตลอดลำตัว และมีรูเปิดอยู่เป็นระยะ ๆ ทั่วตัว นอกจากนั้นของเสียประเภทแอมโมเนียยังแพร่ออกทางผิวหนังได้ด้วย

http://www.vcharkarn.com/userfiles/102893/1%20(59).jpg

รูปที่ 3 แผนภาพแสดงเฟลมเซลล์อวัยวะขับถ่ายในพลานาเรีย

รูปที่ 4 แสดงส่วนประกอบของเฟลมเซลล์ และท่อขับถ่ายรวมทั้งรูขับถ่าย

                1.3 การขับถ่ายของแอนเนลิด

                ไส้เดือนดิน ไส้เดือนดินเป็นสัตว์ที่มีระบบหมุนเวียนเลือด และลำตัวแบ่งเป็นปล้อง ๆ ในแต่ละปล้องมีอวัยวะขับถ่ายแยกกันเป็นอิสระ อวัยวะขับถ่ายเรียกว่า เนฟริเดียม ( nephridium ) หรือเมตาเฟริเดียม ( metanephridium ) มีอยู่ปล้องละ 1 คู่ เนฟริเดียมมีลักษณะเป็นท่อขดไปมาและมีปลายเปิดทั้งสองด้าน ด้านหนึ่งอยู่ในช่องว่างภายในลำตัว ( coelom ) ปลายเปิดด้านนี้มีลักษณะคล้ายปากแตรที่มีซิเลียล้อมรอบ เรียกว่า เนโฟรสโตม ( nephostome ) หรือปากท่อของเนฟริเดียม ถัดจากปากแตรเป็นท่อที่มีซิเลียอยู่ภายในและท่อขดไปขดมาตอนปลายของท่อจะพองออกเป็นที่พักของเหลวเรียกว่า ถุง( bladder ) ก่อนขับออกภายนอก ปลายของท่อจะเปิดออกอีกด้านหนึ่งที่ผิวลำตัว เรียกว่า ช่องเปิดของเนฟริเดียม หรือ เนฟริดิโอพอร์ ( nephridiopore )

                เมื่อซิเลียที่ปากแตรพัดโบกจะดูดของเสียพวกแอมโมเนีย และยูเรียที่ละลายอยู่ในช่องว่างลำตัวเข้ามาตามท่อ รอบ ๆ ท่อเนฟริเดียมที่ขดอยู่มีหลอดเลือดฝอยพันล้อมรอบสานเป็นตาข่าย เพื่อดูดซึมน้ำและเกลือแร่ที่มีประโยชน์กลับเข้าเลือด เหลือแต่ของเสียพวกแอมโมเนียและยูเรียถูกลำเลียงเข้าท่อเนฟริเดียมและถูกกำจัดออกไปการเคลื่อนไหวของไส้เดือนดินมีการยืดหดของกล้ามเนื้อลำตัวรวมทั้งการพัดโบกของซิเลียภายในท่อ ทำให้ของเสียถูกขับออกมาเปิดที่ช่องเปิด  ( nephridiopore ) นอกลำตัว เนฟริเดียมของไส้เดือนดินจึงทำหน้าที่ทั้งกรองของเสียออกไปและดูดกลับสารที่มีประโยชน์เข้าเลือด

รูปที่ 5 เนฟริเดรียมของไส้เดือนดิน แสดงให้เห็นเมื่อผ่าไส้เดือนดินตามยาว

               

รูปที่ 6 แผนภาพแสดงอวัยวะขับถ่ายของไส้เดือนดิน

                1.4 การขับถ่ายของอาร์โทรพอด

                อาร์โทพอด อาร์โทพอดมีเปลือกแข็งหุ้มลำตัว ทำให้ป้องกันน้ำเข้าออกร่างกายได้ดี อาร์โทพอดมีอวัยวะขับถ่ายที่แตกต่างกันออกไป เช่น แมลง มีอวัยวะขับถ่ายของเสีย เรียกว่า ท่อมัลพิเกียนทิวบูล ( Mulpighian tubule ) กุ้งมีอวัยวะขับถ่ายเรียกว่า แอนเทนนัล แกลนด์ ( antennal gland ) เป็นต้น

                แมลง มีท่อมัลพิเกียน ที่ประกอบด้วยท่อขนาดเล็ก จำนวนมากยื่นออกมาจากทางเดินอาหารช่วงต่อระหว่างกระเพาะอาหารกับลำไส้ เนื่องจากลำตัวของแมลงมีเลือดไหลผ่านได้ เพราะเลือดแมลงเป็นระบบเปิด ปลายท่อมัลพิเกียนจึงลอยอยู่ในช่องว่างลำตัวที่เลือดไหลผ่านหรือฮีโมลิมฟ์
( hemolymph ) ในเลือดมีของเสียปะปนอยู่ด้วย ของเสียเหล่านั้นสามารถลำเลียงส่งเข้าท่อมับพิเกียนได้ แล้วจึงถูกส่งเข้าสู่ลำไส้ ของเสียที่เป็นสารประกอบไนโตรเจนจะถูกเปลี่ยนให้เป็นกรดยูริก ( uric acid ) ขณะเดียวกันจะมีเซลล์บางกลุ่มอยู่ที่ทางเดินอาหารส่วนไส้ตรงทำหน้าที่ดูดน้ำ และสารบางอย่างที่มีประโยชน์กลับเข้าฮีโมลิมฟ์ ของเสียที่ถูกปล่อยออกมาจึงอยู่ในสภาพกึ่งแข็งกึ่งเหลว ถูกขับออกนอกร่างกายพร้อมกากอาหาร

รูปที่ 7 แสดงท่อมัลพิเกียนของแมลง และอวัยวะที่ใกล้เคียง

รูปที่ 8 แสดงแอนเทนนัลแกลนด์ ของกุ้ง และท่อมัลพิเกียนของแมลง

                ครัสเตเซียน สัตว์พวกครัสเตเซียน เช่น กุ้ง มีอวัยวะขับถ่าย เรียกว่า ต่อมแอนเทนนัล           ( antennal gland ) หรือ ต่อมเขียว ( Green gland ) มีอยู่ 1 คู่ อยู่ที่หัว มักอยู่ที่ฐานของหนวด              ( antenna ) ต่อมแอนเทนนัลของกุ้งทำหน้าที่กรองของเสียประเภทสารประกอบไนโตรเจนออกจากเลือด โดยของเหลวจากฮีโมลิมฟ์ถูกกรองเข้าสู่ถุงในช่องว่างลำตัว ( coelomic sac ) และของเสียจะผ่านไปตามท่อ ( excretory duct หรือ tubule ) ตอนปลายของท่ออาจพองเป็นกระเปาะ ( bladder ) ก่อนปล่อยออกนอกร่างกายทางรูขับถ่าย ( excretory pore )

                1.5 การขับถ่ายของนกและสัตว์เลื้อยคลาน

            สัตว์บกส่วนใหญ่มักมีปัญหาเกี่ยวกับการสูญเสียน้ำผ่านทางผิวหนัง สัตว์เหล่านั้นจึงมีกระบวนการป้องกัน เช่น มีผิวหนังเป็นเกล็ดหนา หรือมีขนปกคลุม สัตว์เลื้อยคลานและนกมีไต  ( kidney ) เป็นอวัยวะขับถ่ายที่ทำให้สูญเสียน้ำน้อยกว่าปกติได้ โดยการเปลี่ยนของเสียประเภทแอมโมเนียให้เป็น กรดยูริก ที่เป็นสารกึ่งของเหลวซึ่งละลายน้ำได้น้อย คล้ายกับแมลง ในระยะเอ็มบริโอสัตว์เลื้อยคลานและนกยังอยู่ในไข่ มีการขับถ่ายของเสียออกมาใจรูปของกรดยูริกเก็บสะสมไว้ในถุงแอลแลนทอยส์ ( allantois ) จนกระทั่งเอ็มบริโอฟักออกมาเป็นตัว ในจิ้งจกเวลาขับถ่ายของเสียออกมาจะเห็นได้ชัดเจนว่ามีสองส่วนคือ ส่วนสีดำและส่วนสีขาว ส่วนสีดำคือกากอาหารและส่วนสีขาวคือกรดยูริก

                การขับถ่ายของเสียออกมาในรูปกรดยูริก เป็นการสงวนน้ำ เนื่องจากสัตว์เหล่านั้นส่วนใหญ่แล้วไม่ค่อยได้ดื่มน้ำ

2. การขับถ่ายของคน

                สัตว์มีกระดูกสันหลัง ( ซึ่งรวมทั้งคนด้วย ) มีอวัยวะขับถ่ายคือ ไต มีอยู่ 1 คู่ อยู่ในช่องท้องสองข้างของกระดูกสันหลังระดับเอว ไตมีรูปร่างคล้ายเมล็ดถั่ว กว้างประมาณ 6 เซนติเมตร ยาวประมาณ 10 – 13 เซนติเมตร หนาประมาณ 3 เซนติเมตร แต่ละข้างของไตหนักประมาณ 150 กรัม มีท่อไต ( ureter ) 2 ท่อ ต่อจากไตแต่ละข้างทำหน้าที่ลำเลียงน้ำปัสสาวะจากไตส่งไปเก็บที่กระเพาะปัสสาวะ ( urinary bladder ) ก่อนจะปล่อยออกนอกร่างกายทางท่อปัสสาวะ ( urethra )

รูปที่ 9 แผนภาพแสดงอวัยวะขับถ่ายของคน

                        ก. อวัยวะที่เกี่ยวข้องกับปัสสาวะ    ข. ผ่าไตออกตามยาว

                โครงสร้างและการทำงานของไต

                ไตมีอยู่ 2 อัน ฝังติดกับกล้ามเนื้อช่องท้อง ในสัตว์มีกระดูกสันหลังมีไตรูปร่างแตกต่างกัน เช่น ไตปลา ไตกบ มีรูปร่างยาว ไตคนมีรูปร่างคล้ายเมล็ดถั่ว ถึงแม้ว่าไตจะมีรูปร่างต่างกันในสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่มีหน่วยไต ( nephron ) เป็นส่วนประกอบเหมือนกัน หน่วยไตทำหน้าที่ และมีลักษณะคล้ายกับเนฟริเดีย ( nepphridia ) ของไส้เดือนดิน ที่มีความเกี่ยวข้องกับระบบหมุนเวียนเลือด โดยได้รับของเสียจากเนื้อเยื่อ จากการนำของระบบหมุนเวียนเลือด แต่ในสัตว์มีกระดูกสันหลังมีที่รวมของเสียมาเปิดทิ้งไว้ในบริเวณเดียว แต่ในไส้เดือนดินมีที่เปิดทิ้งแต่ละปล้องของลำตัว

                เมื่อนำไตมาผ่าตามยาว จะพบว่ามีเนื้อเยื่อ 2 ชั้น ชั้นนอกเรียกว่า คอร์เทกซ์ ( cortex ) ส่วนชั้นในเรียกว่า เมดัลลา ( medulla ) ดังรูปที่ 6.58 ข และ 6.59

รูปที่ 10 แผนภาพแสดงส่วนประกอบของไตคน

                ชั้นคอร์เทกซ์ เนื้อมีลักษณะเป็นเม็ดเล็ก ๆ เมื่อขยายดูเป็นกลุ่มของหลอดเลือดฝอยที่เรียกว่า โกลเมอรูลัส ( glomerulus ) และถุงโบว์แมนส์แคปซูล ( Bowman s capsule ) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการกรองของเสียออกจากเลือดและท่อของหน่วยไตตอนต้นและตอนปลาย

รูปที่ 11 แผนภาพแสดงส่วนประกอบของไตคน

                ชั้นเมดัลลา ชั้นนี้เป็นส่วนของหลอดเล็ก ๆ ที่ต่อมาจากชั้นคอร์เทกซ์ ท่อเหล่านี้รวมกันอยู่เป็นหมู่รูปร่างคล้ายฝาชี เรียกว่า พิรามิด ( renal pyramid ) ปลายของปิรามิดเป็นยอดแหลมนั้นคือที่รวมของหลอดเล็ก ๆ เรียกยอดแหลมนั้นว่า พาพิลลา ( renal papilla ) ซึ่งเปิดเข้าสู่ไมเนอร์เคลิกซ์      ( minor calyx ) หลาย ๆ ไมเนอร์เคลิกซ์รวมกันเป็นเมเจอร์เคลิกซ์ (major calyx) จากเมเจอร์เคลิกซ์นำไปสู่บริเวณที่มีลักษณะเป็นกรวย เรียกกันว่า กรวยไต ( pelvis ) ซึ่งเป็นที่ส่งน้ำปัสสาวะลงไปสู่ท่อไต ( ureter ) นำไปสู่กระเพาะปัสสาวะอีกต่อหนึ่ง

                โครงสร้างของเนฟรอนหรือหน่วยไต

                เนฟรอนหรือหน่วยไต ( nephron ) ทำหน้าที่ในการกรองของเสียออกจากเลือด และดูดกลับสารที่มีประโยชน์เข้าเลือด ในไตแต่ละข้างประกอบด้วยหน่วยไต ประมาณ 1.2 ล้านหน่วย

                เนฟรอนแต่ละหน่วยประกอบด้วย

                1) โกลเมอรูลัส ( glomerurus ) เป็นกลุ่มหลอดเลือดฝอยพันกันเป็นก้อนกลม เป็นหลอดเลือดที่พาสารต่าง ๆ มากรองออก หลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลัสนี้แยกมาจากหลอดเลือดแดงอาฟเฟอเรนต์อาร์เทอริโอล ( afferent arteriole ) ซึ่งเป็นแขนงย่อยแยกจากรีนัลอาร์เทอร์รี ( renal artery ) อีกทีหนึ่ง หลอดเลือดฝอยนี้ เมื่อออกจากโกลเมอรูลัสจะรวมเป็นหลอดเลือดแดงเอฟเฟอเรนต์อาร์เทอร์ริโอล ( afferent arteriole ) แล้วแตกแขนงเป็นร่างแหคลุมท่อของหน่วยไตส่วนพรอกซิมอล และส่วนดิสตอล เรียกว่า หลอดเลือดฝอย เพอริทิวบูลาร์ ( peritubular capillaries ) นอกจากนี้หลอดเลือดฝอยเหล่านี้ยังแผ่ลงไปคลุมห่วงเฮเล โดยหลอดเลือดฝอยจะโค้งขนานกันไปกับห่วงเฮนเล เรียกหลอดเลือดฝอยนี้ว่า วาซาเรกตา ( vasa recta ) หลังจากนี้หลอดเลือดฝอยเล่านี้จะรวมกันออกมาเป็นหลอดเลือดดำ ส่งไปยังรีนัลเวน ( renal vein )

                2) โบว์แมนส์แคปซูล ( Bowman s capsule ) เป็นส่วนของท่อหลอดไตที่พองออกเป็นกระเปาะคล้ายถ้วย ล้อมรอบกลุ่มหลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลัสไว้ โบว์แมนแคปซูลประกอบด้วยผนังบาง ๆ  2 ชั้น ผนังหลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลัสจะแนบชิดกับเยื่อชั้นในของโบว์แมนแคปซูล ช่องว่างระหว่างเยื่อ 2 ชั้นของโบว์แมนแคปซูล เรียกว่า ช่องว่างภายในแคปซูล ( Intracapsular space ) ช่องว่างนี้ติดต่อกับส่วนที่เป็นท่อของหน่วยไต ( convoluted tubule )

                   3) ท่อของหน่วยไต ( Renal tubule หรือ convoluted tubule ) ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ

                       3.1 ท่อขดส่วนต้น หรือ พรอกซิมอล คอนโวลูเตด ทิวบูล ( proximal convolutrd tubule ) มีลักษณะเป็นท่อขดไปมาเป็นบริเวณที่มีการดูดซึมสารกลับเข้ากระแสเลือดได้มากที่สุด ( ราว 65 % ) ซึ่งเกิดขึ้นทั้งโดยวิธีแอกทีฟทรานสปอร์ต และพาสซีฟทรานสปอร์ต

                     3.2 ห่วงเฮเลน หรือ เฮนเลส์ลูป ( Henle s loop ) เป็นหลอดโค้งรูปตัวยู อยู่ถัดจากท่อขดส่วนต้น เฮนเลส์ลูปยื่นเข้ามาในเนื้อไตส่วนเมดัลลา

                       3.3 ท่อขดส่วนท้าย หรือ ดิสตอล คอนโวลูเตด ทิวบูล ( distal convoluted tubule ) เป็นท่อขดไปมาคล้ายท่อขดส่วนต้น อยู่ถัดจากห่วงเฮนเลเข้ามาในเนื้อไตชั้นคอร์เทกซ์

                ตอนปลายของท่อขดส่วนท้าย จะเปิดเข้าสู่ท่อรวม หรือคอลเลกติง ดักท์ ( collecting duct ) หรือ คอลเลกติงทิวบูล ( collecting tubule ) ต่อจากนั้นจะเปิดออกสู่กรวยไต ( pelvis ) และส่งไปยังท่อไต ( ureter ) เพื่อนำน้ำปัสสาวะไปเก็บที่กระเพาะปัสสาวะ เพื่อรอเวลาขับถ่ายทิ้งไป ทั้งท่อขดส่วนต้นและท่อขดส่วนท้าย ส่วนใหญ่อยู่ในชั้นคอร์เทกซ์ แต่ห่วงเฮนเลและท่อรวมอยู่ในชั้นเมดัลลา

รูปที่ 12 แสดงตำแหน่งเนฟรอนที่อยู่ในไต

รูปที่ 13 โครงสร้างของเนฟรอนหรือหน่วยไต

                หลอดเลือดที่นำเลือดเข้าสู่ไตนั้น คือ รีนัลอาร์เทอรี ( renal artery )รับของเสียที่เกิดจากเมแทบอลิซึมของเซลล์ทั่วร่างกายปะปนมาด้วย เมื่อหลอดเลือดนี้เข้าไตจะแตกแขนงเป็นอาร์เทอริโอล ( arteriole ) และเป็นหลอดเลือดฝอยซึ่งแต่ละเส้นจะขดเป็นโกลเมอรูลัส อยู่ในโบว์แมนส์แคปซูล เลือดในโกลเมอรูลัสจะถูกกรองโดยใช้ผนังหลอดเลือดฝอยทำหน้าที่เป็นเยื่อกรอง โดยมีแรงดันเลือดและประสิทธิภาพของหลอดเลือดฝอยเป็นตัวทำให้เกิดการกรอง แทนที่จะใช้แรงดึงดูดของโลกเป็นตัวทำให้เกิดการกรอง เช่น ในกระดาษกรองทำให้ของเหลวหลายชนิดออกมาสู่โบว์แมนส์แคปซูลได้ ของเหลวเหล่านี้ ได้แก่ สารประกอบโมเลกุลเล็ก ของเหลวที่ผ่านออกมาสู่ท่อของหน่วยไตเรียกว่า ของเหลวที่กรองได้ ( glomerular filtrate ) ของเหลวที่ผ่านออกมานี้ คำนวณแล้วได้ประมาณวันละ 180 ลิตร เป็นอย่างต่ำ หากร่างกายปล่อยของเหลวทั้งหมดนี้ทิ้งไป ร่างกายคงต้องขาดน้ำในปริมาณมาก รวมทั้งต้องสูญเสียเกลือแร่บางชนิดออกไปด้วย แต่ในความเป็นจริงแล้วร่างกายเสียน้ำออกมาในรูปของน้ำปัสสาวะเพียงวันละประมาณ 1.5 ลิตรเท่านั้นเอง เพราะส่วนหนึ่งของของเหลวที่กรองออกจากโกลเมอรูลัสเมื่อออกไปตามท่อของหน่วยไตก็จะถูกหลอดเลือดฝอยที่ออกมาจากโกลเมอรูลัส ออกมาสานเป็นตาข่ายเอาไว้ดูดกลับเข้าสู่น้ำเลือด ดังรูปที่ 6.62 วันหนึ่ง ๆ น้ำถูกดูดกลับถึง 90 % เหลือปล่อยออกมาเป็นน้ำปัสสาวะเพียงประมาณ 10 % ยิ่งท่อของหน่วยไตยาวการดูดกลับยิ่งมีมากขึ้น มีพบว่าในหนูทะเลทราย ( kangaroo rat ) ท่อของหน่วยไตโดยเฉพาะบริเวณ เฮนเลส์ ลูป ( Henle s loop ) ยาวมาก หนูเหล่านี้ไม่มีการดื่มน้ำเลยตลอดชีวิต แต่ใช้น้ำที่ปะปนเข้าไปกับอาหาร และน้ำที่เกิดจากเมแทบอลิซึมอาหาร ก็สามารถดำรงชีพอยู่ได้ แสดงว่าการดูดน้ำกลับ ที่ท่อของหน่วยไตในหนูเหล่านี้เกิดมาก

                

              หน้าที่การทำงานของหน่วยไต

                หน่วยไต ทำหน้าที่กรองของเสียออกจากเลือด และกำจัดออกเป็นน้ำปัสสาวะ กระบวนการเกิดน้ำปัสสาวะเกิดจาก 3 กระบวนการคือ

1) การกรองที่โกลเมอรูลัส ( Glomerulus filtration ) เกิดจากการกรองของเสียออกที่โกลเมอรูลัส ซึ่งเป็นหลอดเลือดฝอยที่อยู่ในโบว์แมนส์แคปซูล ผนังหลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลัสจะยอมให้สารโมเลกุลเล็กผ่านไปได้พร้อมกับน้ำ การกรองผ่านโกลเมอรูลัสเกิดจากแรงดันเลือดดันของเหลวจากหลอดเลือดฝอยผ่านเยื่อบุผิวของโบว์แมนส์แคปซูล เข้าสู่ช่องว่าง ( lumen ) ของโบว์แมนส์แคปซูล และเข้าสู่ท่อของหน่วยไต

                การกรองสารจะเกิดขึ้นผ่านเยื่อบุ 3 ชั้น คือ

• ก. ผนังของหลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลัส ( endothelial cell of capillary )  ซึ่งมีรูขนาด 60 – 100 นาโนเมตร จึงป้องกันไม่ให้เซลล์เม็ดเลือดผ่านไปและยอมให้สารขนาดเล็กผ่านไปโดยการแพร่
• ข. ชั้นเบสเมนต์เมมเบรน ( basement membrane ) ของโกลเมอรูลัสหรือเรียกว่า ลามินาเดนซา ( lamina densa ) หรือเบซิลลามินา ( basal lamina ) เป็นตัวกรองสารโปรตีนขนาดใหญ่ไว้ จึงช่วยจำกัดผ่านของโปรตีนขนาดใหญ่
• ค. เยื่อบุผนังของโบว์แมนส์แคปซูล ( epithelial cell of Bowman s capsule ) ซึ่งมีเซลล์พิเศษ คือ โพโดไซต์ ( podocyte ) ช่วยเลือกสารที่จะกรองผ่าน

                ทั้งผนังหลอดเลือดฝอยโกลเมอรูลัส และเซลล์ที่เยื่อบุผนังโบว์แมนส์แคปซูล จะประกอบกันเป็น เยื่อกรอง ( filtration membrane ) เซลล์โพโดไซต์ ซึ่งประกอบกันเป็นเยื่อบุโบว์แมนส์แคปซูล ซึ่งสัมผัสกับหลอดเลือดฝอยนั้นมีการแตกกิ่งก้านเป็นจำนวนมากคล้ายนิ้วมือ อาจเรียกว่า ฟูตโพรเซส ( food processes ) หรือเพดิเซล ( pedicel ) เพดิเซลจะปกคลุมอยู่ที่ผิวหลอดเลือดฝอยส่วนใหญ่ ช่องระหว่างฟูตโพรเซสเป็นช่องเล็ก ๆ เรียกว่า ฟิลเตรชันสลิต ( filtration slits ) หรือ ช่องสลิต ( slit pore ) จึงเป็นตัวกรองของเหลวออกจากเลือด

รูปที่ 14 แสดงเยื่อในการกรองที่โกลเมอรูลัส

เยื่อกรองจะยอมให้ของเหลวและสารโมเลกุลเล็ก ๆ ที่ละลายในพลาสมาผ่านออกมาได้ ได้แก่ น้ำ กลูโคส กรดอะมิโน วิตามิน เกลือแร่ เช่น โซเดียม โพแทสเซียม คลอไรด์ ไบคาร์บอเนต และยูเรีย แต่ไม่ยอมให้สารโมเลกุลใหญ่ เช่น โปรตีน ไขมัน และเม็ดเลือดผ่านออกมาได้ ของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัสออกมา เรียกว่า ของเหลวที่กรองได้ หรือโกลเมอรูลาร์ฟิตเตรต  ( Glomerular filtrate ) ซึ่งมีองค์ประกอบคล้ายพลาสมาในเลือด ยกเว้น ไม่มีเม็ดเลือด โปรตีนและไขมัน

2) การดูดกลับที่ท่อของหน่วยไต ( Tubular reabsorption ) ของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัสวันละ 180 ลิตร ถูกดูดกลับเข้ากระแสเลือดถึง 99 % เหลือเป็นน้ำปัสสาวะทิ้งไปวันละ 1.5 ลิตร

                เซลล์เยื่อบุผิวที่ท่อของหน่วยไต มีบทบาทในการดูดสารกลับ เนื่องจาก มีไมโครวิลไล         ( microvilli ) จำนวนมากเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซึม และยังมีไมโทคอนเดรียมากเพื่อให้พลังงานในการดูดกลับแบบแอกทีฟ ทรานสปอร์ต

·       ที่พรอกซิมอลทิวบูล มีการดูดกลับมากที่สุด ประมาณ 65 % ของของเหลวที่กรองได้

·       การดูดกลับที่พรอกซิมอลทิวบูล ได้แก่ สารอาหารพวกกลูโคส กรดอะมิโน และวิตามิน และดูดกลับ NaCl ทั้งสารอาหารและ NaCl ถูกดูดกลับแบบแอกทีฟทรานสปอร์ต ส่วนน้ำ K⁺ และ HCO^-₃   ดูดกลับแบบพาสซีฟทรานสปอร์ต

·       การดูดกลับที่ห่วงเฮนเลส่วนวกลง ( descending limp of loop of henle ) ดูดน้ำกลับโดยวิธีออสโมซิส

·       การดูดกลับที่ห่วงเฮนเลนส่วนวกขึ้น (ascending limp of loop of henle ) ดูดกลับ NaCl  ทั้งแบบพาสซีฟทรานสปอร์ต และแอกทีฟทรานสปอร์ต

·       การดูดกลับที่ดิสตอลทิวบูล มีการดูดกลับน้ำ แบบพาสซีฟทรานสปอร์ต โดยการแพร่ ส่วน NaCl  และ HCO^-₃    ดูดกลับแบบแอกทีฟทรานสปอร์ต

·       การดูดกลับที่ท่อรวม มีการดูดกลับน้ำโดยออสโมซิส และยอมให้นำยูเรียผ่านออกโดยการแพร่

การดูดสานบางอย่างกลับเข้ากระแสเลือด ถูกควบคุมโดยฮอร์โมนได้แก่ ฮอร์โมนแอลโดล

เตอรโรน ( aldosterone )  ซึ่งหลั่งจากชั้นคอร์แทกซ์ของต่อมหมวกไต ฮอร์โมนนี้ไปกระตุ้นดิสตอลทิวบูล และท่อรวม ให้เพิ่มการดูดน้ำและ Na⁺ กลับคืนเลือดมากขึ้น ทำให้ปริมาตรเลือดและความดันเลือดเพิ่มขึ้น

                การหลั่งฮอร์โมนแอลโดสเตอโรน ถูกกระตุ้นจากความดันเลือดลดลง เมื่อความดันเลือดลดลง เซลล์ของจักซ์ตาโกลเมอรูลาร์คอมเพล็กซ์ ( Juxtaglomerular complex ) ( ซึ่งอยู่บริเวณหลอดเลือดแดงอาฟเฟอเรนต์อาร์เทอริโอล ที่นำเลือดเข้ามายังโกลเมอรูลัส มาสัมผัสกับดิสตอลทิวบูล ) จะหลั่งเอนไซม์ เรนิน ( renin ) ออกมากระตุ้นการเปลี่ยนพลาสมาโปรตีน คือ แองจิโอเทนซิโนเจน ( angiotensinogen ) ให้เป็นแองจิโอเทนซิน II ( angiotensin II ) แล้วแองจิโอเทนซิน II จึงไปกระตุ้นต่อมหมวกไตให้หลั่งฮอร์โมนแอลโดสเตอโรน

3) การหลั่งสารที่ท่อของหน่วยไต ( Tubular secretion ) มีสารบางชนิดที่หลั่ง ( secrete ) จากเลือดเข้าสู่ฟิลเตรต หรือของเหลวที่กรองได้ในทิวบูล

·       ที่พรอกซิมอลทิวบูล มีการหลั่งสารได้แก่  H⁺ , K⁺ , NH₄

 การหลั่ง H⁺ เพื่อรักษาระดับ  pH ในของเหลวในร่างกายให้คงที่

 การหลั่ง K⁺ เกิดเมื่อความเข้มข้นของ K⁺ สูงเกินไป เพราะจะทำให้การส่งกระแส

ประสาทบกพร่อง และความแรงในการหดตัวของกล้ามเนื้อลดลง

·       ที่ดิสตอลทิวบูล มีการหลั่งสาร ได้แก่ H⁺ , ยาบางชนิด เช่น เพนิซิลลิน  และยาพิษ

-                   การหลั่ง K⁺ เพื่อควบคุมระดับความเข้มข้นของ K⁺ และ Na⁺ ในร่างกาย โดยแปรผันการหลั่ง K⁺ และการดูดกลับ  Na⁺

-                   การหลั่ง H⁺ เพื่อควบคุม pH  ในเลือด โดยควบคุมการหลั่ง H⁺ และ การดูดกลับ  HCO^-₃

รูปที่ 15  แสดงรายละเอียดของการทำงานของหน่วยไต ในการกรองสาร  filtrate การดูด

   สารกลับ ( reabsorption ) รวมทั้งการหลั่งสารบางชนิด ( secretion )

รูปที่ 16 แผนภาพแสดงการดูดกลับของสารและการหลั่งสารที่ส่วนต่าง ๆ ของท่อหน่วย

                   ไต ก. ส่วนรูป ข. แสดงให้เห็นถึงหลอดเลือดฝอยสานตัวเป็นร่างแหตลอดท่อ

                    ของหน่วยไตเพื่อดูดสารต่าง ๆ กลับเข้าหลอดเลือด

ตารางแสดงสารที่กรองได้ผ่านโกลเมอรูลัส

สาร	ปริมาณ ( g / 100 cm3 )
น้ำ                โปรตีน                ยูเรีย                กรดยูริก                แอมโมเนีย                 กลูโคส                โซเดียม                 คลอไรด์                ซัลเฟต	90 – 93 0.01 – 0.02 0.03 0.003 0.0001 0.1 0.32 0.37 0.003

จากตารางแสดงสารที่กรองได้ผ่านโกลเมอรูลัส จะเห็นว่าโกลเมอรูลัสกรองสารที่เป็นประโยชน์ต่อร่างกาย สารที่กรองได้นี้ถ้าผ่านไปยังโบว์แมนส์แคปซูล และถูกกำจัดออกไปทั้งหมด ร่างกายจะสูญเสียสารที่มีประโยชน์ไปหลายชนิด แต่ในความเป็นจริง คนที่มีไตทำงานปกติจะสูญเสียสารที่มีประโยชน์ออกไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เพราะเมื่อสารที่กรองได้ผ่านมายังท่อของหน่วยไต จะถูกดูดกลับเข้าหลอดเลือดฝอยที่หน่วยไต การดูดกลับมีทั้งกระบวนการที่ไม่ใช้พลังงาน เช่น การดูดน้ำ และกระบวนการที่ต้องใช้พลังงานโดยกระบวนการแอกทีฟทรานสปอร์ต ได้แก่ การดูดกลับกลูโคส กรดอะมิโน และแร่ธาตุที่จำเป็นต่อร่างกายเข้ากระแสเลือด ส่วนสารอื่น ๆ จะปะปนไปกับน้ำปัสสาวะ

                ท่อของหน่วยไตสามารถดูดกลับสารบางอย่างที่กรองได้กลับคืนเข้าสู่หลอดเลือดฝอยในปริมาณดังนี้

สาร	สารที่กรองได้	% การดูดกลับของสาร
น้ำ กลูโคส โซเดียม ยูเรีย	180 ลิตร 180 กรัม 630 กรัม 54 กรัม	99 100 99.5 44

ไตนอกจากจะทำหน้าที่กำจัดของเสียแล้ว ยังควบคุมสมดุลของแร่ธาตุกับสารต่าง ๆ ในร่างกาย อีกทั้งสมดุลของน้ำด้วย

ตารางเปรียเทียบสารในของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัสได้กับน้ำปัสสาวะ

สาร	ของเหลวที่กรองได้ ( g/100 cm3 )	น้ำปัสสาวะ ( g/100 cm3 )
น้ำ โปรตีน ยูเรีย กรดยูริก แอมโมเนีย กลูโคส โซเดียม คลอไรด์ ซัลเฟต	90 – 93 0.01 – 0.02 0.03 0.003 0.0001 0.1 0.32 0.37 0.003	95 0 2 0.05 0.05 0 0.6 0.6 0.15

จากตารางจะเห็นได้ว่า ในแต่ละวันร่างกายคนเรากำจัดสารต่าง ๆ ออกจากร่างกาย เช่น น้ำ แอมโมเนีย ยูเรีย กรดยูริก โซเดียม คลอไรด์ และซัลเฟต

            สารที่พบในของเหลวที่กรองได้ แต่ไม่พบในปัสสาวะ ได้แก่ กลูโคสและโปรตีน

สารที่พบได้ในน้ำปัสสาวะและยังมีความเข้มข้นสูงกว่าในของเหลวที่กรองได้ คือ ยูเรีย แอมโมเนีย กรดยูริก โซเดียม คลอไรด์ ซัลเฟต

เหตุที่ปริมาณแร่ธาตุในน้ำปัสสาวะ และในของเหลวที่กรองได้แตกต่างกันไม่มากนัก เมื่อเปรียบเทียบกับยูเรีย คือ แร่ธาตุเหล่านั้นมีประโยชน์ต่อร่งกาย หน่วยไตจึงดูดกลับเข้าสู่หลอดเลือด แต่ยูเรียเป็นของเสียที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึม ทำให้ร่างกายต้องกำจัดทิ้งไป

เหตุที่ปริมาณยูเรียในน้ำปัสสาวะแลในของเหลวที่กรองได้มีความแตกต่างกันมาก เพราะยูเรียเป็นของเสียที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมร่างกายจึงกำจัดออกทางปัสสาวะ

จากข้อมูลในตารางจะเห็นได้ว่าในน้ำปัสสาวะมีสารหลายชนิดที่มีความเข้มข้นสูงกว่าความเข้มข้นสูงกว่าในของเหลวที่กรองได้ สารต่าง ๆ เหล่านี้ คือ ของเสียที่ร่างกายต้องกำจัดทิ้งไป ซึ่งจะเห็นได้จากตัวอย่างของยูเรียคนมีความเข้มข้นสูงกว่าในของเหลวที่กรองได้ถึง 60 เท่า

เหตุที่สัตว์กินเนื้อมีปริมาณยูเรียในน้ำปัสสาวะสูงกว่าสัตว์กินพืชเพราะเมื่อเนื้อสัตว์ถูกย่อยจะกลายเป็นกรดอะมิโน แล้วถูกดึง – NH₂  ออกมารวมกับ CO₂  กลายเป็นยูเรีย ซึ่งสัตว์กินพืชได้รับแต่คาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่เมื่ถูกย่อยแล้วของเสียที่ออกมาจึงไม่ใช่ยูเรีย

ที่ท่อของหน่วยไตนอกจากดูดน้ำกลับแล้ว ยังดูดสารอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับร่างกายกลับเข้าสู่ระบบหมุนเวียนเลือดอีก เช่น กลูโคส กรดอะมิโนและแร่ธาตุต่าง ๆ ที่จำเป็น การดูดกลับนี้ใช้กระบวนการแอกทีฟทรานสปอร์ต ซึ่งมีการใช้พลังงาน เนื่องจากเป็นการนำสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นมากกว่า นอกจากนั้นหน่วยไตยังหลั่งสารบางชนิด เช่น K⁺ และ H⁺  เพื่อปรับความสมดุลของความเป็นกรดเบสในร่างกายด้วย

รูปที่ 17 แสดงการทำงานของหน่วยไต ในการกรองสาร การดูดสารกลับ รวมทั้งการหลั่ง

   สารบางชนิด

                ส่วนประกอบของเลือดในหลอดเลือดเข้าไต กับหลอดเลือดที่ออกจากไต มีความแตกต่างกันที่เลือดในหลอดเลือดเข้าไตมีของเสียปนอยู่มากกว่าเลือดในเส้นเลือดที่ออกจากไต

ไตกับการรักษาสมดุลของน้ำ

                ถ้าร่างกายได้รับน้ำย่อย หรือมีน้ำในเลือดน้อย จะทำให้ปริมาตรของเลือดลดลง ความเข้มข้นของเลือดจึงเพิ่มขึ้น ทำให้แรงดันออสโมติกของเลือดสูงขึ้น ตัวรับรู้ ( receptor ) ในไฮโพทาลามัสที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันออสโมติกจะกระตุ้นต่อมใต้สมองส่วนท้าย ให้ปล่อยฮอร์โมนแอนติไดยูเรติก ( antidiruetic hormone , ADH ) หรือ เอดีเอชออกมาเข้าสู่กระแสเลือด และส่งไปยังท่อของหน่วยไตส่วนดิลตอลทิวบูลและท่อรวม ทำให้เกิดการดูดน้ำกลับเข้าเลือดมากขึ้น ทำให้ปริมาตรของเลือดเพิ่มขึ้น และลดแรงดันออสโมติกของเลือดพร้อมกับขับถ่ายปัสสาวะออกน้อยลง

                ในกรณีดื่มน้ำมาก เลือดเจือจาง แรงดันออสโมติกของเลือดลดลงจะยับยั้งการปล่อย ADH จากต่อมใต้สมองส่วนท้าย ทำให้ดิสตอลทิวบูลและท่อรวมดูดน้ำกลับคืนน้อยลง ทำให้ขับปัสสาวะที่เจือจางออกไปมาก

                ในกรณีที่ต่อมใต้สมองทำงานผิดปกติ มาสามารถปล่อย ADH ออกมาอย่างเพียงพอ จะทำให้การดูดน้ำกลับของหน่วยไต เกิดได้น้อยกว่าปกติ หรือไม่สามารถดูดกลับได้ ทำให้ขับถ่ายปัสสาวะมากกว่าปกติ ที่เรียกว่าโรคเบาจืด ( diabetes insipidus ) อาจถ่ายปัสสาวะถึงวันละ 20 ลิตร คนไข้จึงต้องดื่มน้ำมากกว่าปกติ เพื่อชดเชยน้ำที่สูญเสียไป

                ร่างกายอาจสูญเสียน้ำได้ทางอื่นอีก เช่น การระเหยทางเหงื่อ หรือการหายใจ ถ้าหากร่างกายไม่ได้รับน้ำเข้าไปทดแทน อาจเป็นอันตรายต่อร่างกายได้ ดังนั้น จึงมีกลไกกระตุ้นให้ร่างกายเกิดความต้องการน้ำเพิ่มขึ้น นอกเหนือจากกลไกที่ลดการสูญเสียน้ำ

                กลไกที่กระตุ้นให้ร่างกายเกิดความต้องการน้ำ ในขณะที่สูญเสียน้ำออกไปจากร่างกายมาก ๆ หลังเล่นกีฬา หรือเสียเหงื่อ คือความรู้สึก กระหายน้ำและจะรู้สึกกระหายน้ำเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ถ้าร่างกายสูญเสียน้ำออกไปเรื่อย ๆ อาการกระหายน้ำจึงเป็นสัญญาณเตือนให้ทราบว่าร่างกายต้องการน้ำ โดยมี ศูนย์ควบคุมการกระหายน้ำอยู่ที่ไฮโพทาลามัส ซึ่งจะรับรู้ต่อภาวการณ์ขาดน้ำของร่างกาย เมื่อไฮโพทาลามัสถูกกระตุ้น จึงเกิดอาการกระหายน้ำขึ้น กลไกการควบคุมสมดุลของน้ำในร่างกาย แสดงไว้ในรูปที่ 18

รูปที่ 18 การควบคุมสมดุลของน้ำในร่างกาย

                ในกรณีที่ดื่มน้ำทะเลหรือกินเกลือเข้าไปมาก ๆ ทำให้แรงดันออสโมติกของเลือดสูงต่อมใต้สมองส่วนท้ายจะหลั่ง ADH ออกมามากขึ้นเพื่อไปควบคุมทำให้ท่อของหน่วยไตดูดน้ำกลับคืนมามากขึ้นเพื่อให้ปริมาณน้ำในเลือดมากเป็นปกติแรงดันออสโมติกของเลือดจึงลดลงเป็นปกติ

                นอกจากท่อของหน่วยไตจะดูดน้ำกลับเข้าหลอดเลือดแล้วยังสามารถดูดสารอื่น ๆ กลับเข้าหลอดเลือดได้อีกด้วยโดยการควบคุมของฮอร์โมนแอลโดสเตอโรน ( aldossterone ) จากต่อมหมวกไต ( adrenal gland )

รูปที่ 19 แสดงการควบคุมการทำงานของไตโดยอาศัยฮอร์โมน

                การหลั่งฮอร์โมนแอลโดสเตอโรน ถูกกระตุ้นจากความดันเลือดที่ลดลงหรือความเข้มข้นของ Na⁺ ต่ำลง เมื่อความดันเลือดลดลงหรือความเข้มข้นของ Na⁺ ลดลง เซลล์ของจักซ์ตาโกลเมอรูลาร์ แอพพาราตัส ( Juxtaglomerular apparatus , JGA ) ซึ่งอยู่บริเวณหลอดเลือดแดงอาฟเฟอเรนต์อาร์เทอริโอล ที่นำเลือดเข้ามายังโกลเมอรูลัส จะหลั่งเอนไซม์เรนิน ( rennin ) ออกมากระตุ้นการเปลี่ยนแองจิโอเทนซิโนเจนให้เป็นแองจิโอเทนซิน II แองจิโอเทนซิน II จึงไปเพิ่มความดันเลือดโดยทำให้หลอดเลือดแดงอาร์เทอริโอลหดตัว นอกจากนี้ แองจิโอเทนซิน II ยังกระตุ้นต่อมหมวกไตให้หลั่งฮอร์โมนแอลโดสเตอโรน เพื่อไปกระตุ้นการดูดกลับ Na⁺ ที่ดิสตอลทิวบูล และการดูดกลับ Na⁺ ทำให้เกิดการดูดกลับของน้ำเพิ่มขึ้น ดังนั้นความเข้มข้นของ Na⁺ ในเลือดจึงเพิ่มขึ้นรวมทั้งปริมาตรและความดันเลือดจึงเพิ่มขึ้นด้วย มีผลไปยับยั้งการหลั่งเอนไซม์เรนิน กลไกการควบคุมโดยฮอร์โมนนี้จึงเป็นกลไกการควบคุมแบบย้อนกลับ ดังรูปที่ 19

                บางกรณีร่างกายผิดปกติ นอกจากปล่อยน้ำและของเสียที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมออกมาแล้วยังอาจมีน้ำตาลและโปรตีนปะปนออกมาด้วย แสดงถึงความผิดปกติของร่างกายซึ่งอาจเกิดที่บริเวณท่อของหน่วยไตหรือความผิดปกติของฮอร์โมนก็ได้ ดังนั้นในรายที่สงสัยว่าน้ำปัสสาวะจะมีสารต่าง ๆ ติดออกมาหรือไม่นั้น แพทย์มักของกรวดน้ำปัสสาวะ โดยให้คนไข้นั้นงดรับประทานอาหารประมาณ  12  ชั่วโมง แล้วจึงเก็บน้ำปัสสาวะไปตรวจ pH  ตรวจโปรตีนหรืออับบูมิน และตรวจน้ำตาล

                การวัด  pH  ของน้ำปัสสาวะ

                ใช้กระดาษวัด pH จุ่มลงในน้ำปัสสาวะแล้วมาเปรียบเทียบสี

                การตรวจอัลบูมิน

                ใช้กระดาษกรอง กรองน้ำปัสสาวะเพื่อกรองฝุ่นหรือตะกอนก่อนทดสอบอัลบูมิน รินน้ำปัสสาวะที่กรองแล้วประมาณ 5 ลูกบาศก์เซนติเมตร นำไปอุ่นให้ร้อนจนเกือบเดือด แล้วเติมกรดอะซิติกเข้มข้น 3 %  12 หยดลงในหลอดทดสอบ เขย่าเบา ๆ ให้เข้ากัน หากมีตะกอนขุ่นเกิดขึ้นแสดงว่าในน้ำปัสสาวะมีอัลบูมิน

                การตรวจน้ำตาลในปัสสาวะ

                ใส่สารละลายเบเนดิกต์ 5 ลูกบาศก์เซนติเมตร ลงในหลอดทดลอง เติมน้ำปัสสาวะลงไป 8 หยด เขย่าเบา ๆ นำหลอดทดลองนี้ไปใส่น้ำที่กำลังเดือด หากสารละลายสีฟ้าไม่เปลี่ยนสี แสดงว่าไม่มีน้ำตาลกลูโคส หากสารละลายมีสีน้ำเงินแกมเขียว เขียวแกมเหลือง เหลืองส้มหรือส้มแดงหรือแดง แสดงว่ามีปริมาณน้ำตาลในน้ำปัสสาวะมากขึ้นตามลำดับ

                ในการทดลองนี้เป็นวิธีตรวจสอบง่าย ๆ เพื่อแสดงว่าน้ำปัสสาวะมีน้ำตาลหรือไม่ แต่ในการตรวจสอบของแพทย์นั้นต้องตรวจสอบมากกว่านี้ ไม่ว่าจะเป็นความถ่วงจำเพาะ สี สารต่าง ๆ โปรตีนต่าง ๆ และปริมาณน้ำตาลในปัสสาวะรวมทั้งระยะเวลาในการเก็บน้ำปัสสาวะเอาไปผนวกกับการตรวจอาการอื่น ๆ จึงจะวินิจฉัยโรคได้

ความผิดปกติที่เกี่ยวเนื่องกับไต

         นิ่ว เป็นโรคหนึ่งในหลาย ๆ โรคที่เกี่ยวข้องกับไต นิ่วเกิดจากการตกตะกอนของเกลือแร่ต่าง ๆ ในน้ำปัสสาวะ การตกตะกอนนี้ทำให้เกิดเป็นก้อน อุดตันในท่อปัสสาวะ การดื่มน้ำสะอาดวันละมาก ๆ  อาจช่วยให้ก้อนนิ่วก้อนเล็ก ๆ หลุดออกมากับน้ำปัสสาวะ หรือน้ำไปทำให้เกลือแร่ต่าง ๆ ไม่สามารถตกตะกอนได้ พบว่าการเป็นนิ่วมีความสัมพันธ์กับอาหาร เช่น การกินผักบางชนิด เช่นใบชะพลู ผักโขม ซึ่งมีสารออกซาเลตปริมาณสูง จึงมีโอกาสเป็นโรคนิ่วได้ง่ายกว่าปกติ ในปัจจุบันการรักษานิ่วขึ้นกับการตัดสินใจของแพทย์ว่าจะใช้ยาหรือผ่าตัดหรือใช้คลื่นเสียงความถี่สูงสลายนิ่ว นิ่วอาจป้องกันได้ด้วยการกินอาหารประเภทโปรตีน ไม่ว่าจะเป็นเนื้อสัตว์ ไข่ นม รวมทั้งถั่วต่าง ๆ อาหารเหล่านี้มีธาตุฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นตัวช่วยไม่ให้ออกซาเลตจับตัวกันเป็นผลึก รวมทั้งพยายามหลีเลี่ยงที่จะไม่กินอาหารที่มีออกซิเลตสูง

           โรคไตวาย เป็นโรคที่ไตไม่สามารถทำงานได้ ของเสียซึ่งเป็นของเหลวจะถูกสะสมอยู่ในร่างกายไม่สามารถขับถ่ายออกมาทางปัสสาวะได้ ทำให้การรักษาสมดุลของน้ำ แร่ธาตุและความเป็นกรด – เบสของสารในร่างกายผิดปกติ โรคไตวายอาจมีสาเหตุมาจากการสูญเสียเลือดในปริมาณมาก อาจเกิดจากการเป็นโรคเบาหวาน อาจเกิดจากการติดเชื้อที่รุนแรง เมื่อไตวายจะต้องใช้ ไตเทียม ( artificial kidney ) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แทนไตทำการฟอกเลือด หรืออาจใช้การผ่าตัดเปลี่ยนไต เมื่อผ่าตัดไตเหลือเพียงข้างเดียวก็สามารถทำงานได้เช่นกัน แต่ปัญหาการเปลี่ยนไตอยู่ที่ร่างกายผู้รับ อาจปฏิเสธไตที่ได้จากผู้อื่น ซึ่งอาจแก้ปัญหานี้ได้ ถ้าไตจากผู้ที่อยู่ใกล้ชิดทางพันธุกรรม หรือผู้ที่เป็นคู่แฝดหรือแก้ไขระบบการไม่ยอมรับสิ่งแปลกปลอมของภูมิคุ้มกันร่างกาย โดยการใช้ยากดระบบภูมิคุ้มกัน หรือทั้งฉายสี และใช้ยากดระบบภูมิคุ้มกันไปพร้อม ๆ กัน

                ในปัจจุบันคนที่เป็นโรคไตพิการ สามารถมีชีวิตอยู่ได้โดยใช้เครื่องไตเทียมทำหน้าที่กรองของเสียออกจากเลือดแทนไต โดยการต่อไตเทียมกับหลอดเลือดบริเวณแขนของผู้ป่วย จากแรงดันในหลอดเลือดนี้ดันเลือดให้เข้าสู่ถุงเซลโลเฟนของเครื่องไตเทียม ถุงนี้มีเยื่อบางมากและมีรูเล็ก ๆ ยอมให้สารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กผ่านเข้าออกได้ และถุงนี้แช่ไว้ในน้ำยาที่มีส่วนประกอบคล้ายเลือดยกเว้นไม่มีของเสีย ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารและเกลือแร่ระหว่างน้ำเลือดและน้ำยาที่ใช้ ของเสียในน้ำเลือดจะซึมผ่านเยื่อเซลโลเฟนออกมาสู่น้ำยา ส่วนเลือดที่ถ่ายของเสียออกแล้วจะกลับเข้าสู่หลอดเลือดดำ ที่ต่อกับท่อซึ่งออกมาจากไตเทียม การใช้ไตเทียมกรองของเสียเช่นนี้จะใช้เวลาครั้งละ 3 – 6 ชั่วโมง อาทิตย์ละ 2 – 3 ครั้ง

                การใช้เครื่องไตเทียม อาศัยหลักการในการแยกโมเลกุลขนาดเล็กออกจากโมเลกุลใหญ่ รวมทั้งหลักการแพร่ของสารละลายโดยให้สารละลายผ่านเยื่อบาง ๆ ซึ่งโมเลกุลขนาดใหญ่จะผ่านเข้าหรือออกไม่ได้

                เยื่อที่ใช้จึงเป็นส่วนประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของเครื่องไตเทียมจะต้องมีสมบัติคล้ายผนังของหลอดเลือด หรือแผ่นเซลโลเฟนซึ่งสารที่มีโมเลกุลเล็กโดยเฉพาะของเสีย เช่น ยูเรีย ซึมผ่านเข้าออกได้

                น้ำยาที่ใช้แช่ถุงเซลโลเฟนจะมีส่วนประกอบคล้ายเลือด แต่ไม่มีของเสียเพื่อให้ของเสียในเลือดซึมผ่านถุงเซลโลเฟนออกมาในถังน้ำยา ในขณะทำการฟอกเลือด และปริมาณของเสียในเลือดลดลงกว่าเดิม เป็นการรับของเสียจากเลือด

                เม็ดเลือดแดงซึ่งอยู่ในเลือดจะไม่สามารถผ่านถุงเยื่อเซลโลเฟนออกมาเพราะขนาดของเม็ดเลือดแดงใหญ่กว่ารูของกระดาษเซลโลเฟน

                แต่ไตเทียมจะทำหน้าที่เหมือนไตธรรมชาติอย่างสมบูรณ์นั้นเป็นไปไม่ได้เพราะนอกจากไตจะทำหน้าที่ฟอกเลือดแล้ว ยังควบคุมรักษาระดับความดันโลหิต รักษาปริมาณน้ำในร่างกายให้สมดุล นอกจากนี้ยังสร้างสารที่ช่วยกระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดแดงอีกด้วย ซึ่งไตเทียมทำหน้าที่เหล่านี้ไม่ได้

รูปที่ 20 ก. เครื่องไตเทียม  ข. แสดงการทำงานของเครื่องไตเทียม

               การใช้เครื่องไตเทียม ในทางการแพทย์ แพทย์จะใช้เครื่องไตเทียมช่วยผู้ป่วยซึ่งไตไม่ทำงาน ขณะที่รอการรักษาหรือรอการผ่าตัดเปลี่ยนไตชั่วระยะเวลาหนึ่งเท่านั้น  เนื่องจากการใช้ไตเทียมแต่ละครั้งต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงมากในปัจจุบันมีการใช้เครื่องไตเทียมอย่างแพร่หลายในหลายประเทศ