Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Urinary (นำเสนอข้อมูลจาก CD) Physiology by Jiradet

1502 504 สรีรวิทยาพื้นฐานสำหรับเภสัชศาสตร์
รายงานการนำเสนอความรู้จาก CD

เรื่อง: Urinary
โดย นายจิระเดช ดงรุ่ง
นิสิตเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม Rx11

**หากมีปัญหาใดๆ ให้ติดต่อผู้จัดทำโดยด่วนครับ**

  • Be the first to comment

Urinary (นำเสนอข้อมูลจาก CD) Physiology by Jiradet

  1. 1. 1502 504 สรีรวิทยาพื้นฐานสำหรับเภสัชศาสตร์<br />รายงานการนำเสนอความรู้จาก CD<br />เรื่อง: Urinary<br />รายชื่อสมาชิกกลุ่มย่อยที่ 3<br />53010710065 นายจิระเดชดงรุ่ง<br />53010710066 นางสาวจุฑามาศสมบูรณ์<br />53010710069นายชัยสิทธิ์ศรียางนอก<br />53010710071นางสาวณัฐกานต์นันตลาด<br />53010710072นางสาวณัฐพรสิงหนาท<br />53010710073นางสาวณัฐภากานต์ศรีจันทร์<br />นิสิตคณะเภสัชศาสตร์ สาขาบริบาลเภสัชกรรม ชั้นปีที่ 2<br />ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2554 มหาวิทยาลัยมหาสารคาม<br />คำนำ<br />รายงานการนำเสนอความรู้จาก CD ชุดนี้ เป็นการนำความรู้ที่ได้จากบทเรียนสำเร็จรูปที่สมาชิกได้ศึกษาและได้สรุปมาเพื่อทำความเข้าใจและถ่ายทอดออกมาให้เป็นภาษาไทยที่เข้าใจง่าย ในรายงานชุดนี้เป็นการนำเสนอในเรื่อง Urinary คือเรื่องระบบการขับถ่าย ซึ่งจะกล่าวถึงโครงสร้างและหน้าที่ของระบบการทำงานของไต ที่มีหน่วยที่ทำงานคือ nephron มีองค์ประกอบหลายๆ อย่างที่มาเกี่ยวข้องก่อนที่จะกรองสารต่างๆ จากเลือดที่ผ่านเข้าไปในไต จนได้น้ำปัสสาวะ<br />สมาชิกในกลุ่มนี้หวังว่าผู้อ่านจะได้รับความรู้ที่ได้จากรายงานนี้ไม่มากก็น้อย ถ้าหากมีความผิดพลาดประการใด ขอให้ช่วยแนะนำแนวทางแก้ไขและขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย<br />ทีมงานกลุ่มที่ 3<br />สารบัญ<br />เรื่องหน้า<br />Anatomy Review 2<br />Early filtrate processing20<br />Glomerular filtration29<br />Late filtrate processing37<br />Anatomy Review<br />ทบทวน กายวิภาคศาสตร์ของ Urinary System<br />ระบบขับถ่าย มีหน้าที่กำจัดของเสียออกจากร่างกาย<br />และควบคุมปริมาตรและส่วนประกอบของของเหลวในร่างกาย<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษในไตมีส่วนสำคัญในกระบวนการเหล่านี้<br />จุดมุ่งหมาย<br />1. เพื่อที่จะทบทวน Anatomy ของระบบขับถ่าย โดยเฉพาะไต<br />2. เพื่อที่จะแยกแยะส่วนที่เป็นท่อใหญ่และท่อแขนงของ Nephron<br />3. เพื่อที่จะเปรียบเทียบความแตกต่างของ เซลล์ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะของ Tubular epithelium<br />4. เพื่อที่จะศึกษาโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของ Juxtaglomerular apparatus<br />อะไรคือสิ่งที่คุณต้องรู้<br />โครงสร้างที่มีลักษณะเฉพาะตัวของ epithelial cells<br />Epithelial Cells<br />เซลล์ในชั้นเนื้อเยื่อปฐมภูมิ เป็นส่วนที่ปกคลุมพื้นผิว ช่องว่างภายใน และสร้างเป็นต่อม<br />มีอยู่ 3 ลักษณะ คือ squamous, cuboidal และ columnar<br />ระบบขับถ่าย<br />ระบบขับถ่ายประกอบด้วย ไตและท่อไต (ureter) ที่อยู่เป็นคู่, กระเพาะปัสสาวะ (urinary bladder)<br />และท่อปัสสาวะ (urethra)<br />ปัสสาวะ (urine)<br />ถูกผลิตที่ไตและไหลตามท่อไตไปยังกระเพาะปัสสาวะ ที่ซึ่งบรรจุปัสสาวะ<br />ปัสสาวะถูกปล่อยออกจากร่างกายผ่านทางท่อปัสสาวะ<br />lefttop<br />โครงสร้างภายนอกของไต<br />ไตมีลักษณะคล้ายเมล็ดถั่ว เป็น retroperitoneal วางตัวอยู่ด้านหลังช่องท้อง (peritoneal cavity)<br />ในส่วน upper abdomen<br />ต่อมหมวกไต (Adrenal gland) อยู่ด้านบนของไต<br />Perirenal fat capsule อยู่รอบๆ ไต<br />Renal vein ,Renal hilium และท่อไต จะไปรวมที่ Inferior vena cava<br />เลือดที่มาเลี้ยงไต<br />ไตเป็นส่วนที่เต็มด้วยเลือดมาเลี้ยงโดยไหลผ่านการกรองแบบต่อเนื่อง (continuously filter)<br />และทำความสะอาดเลือด<br />เมื่อเอา Renal vein ออกจะเห็น Renal artery ที่จะไปรวมยัง Abdominal aorta<br />ด้านในจะมี Segmental arteries แล้วแยกต่อไปเป็น Interlobar arteries<br />ภายในไตของคนเราประกอบด้วย 3 ส่วน<br />renal cortex, renal medulla และ pelvis<br />1. Renal cortex อยู่ส่วนนอกของไต ประกอบด้วย nephron จำนวนมาก<br />หน่วยไต (Nephron) ที่อยู่ในชั้น cortex คือ cortical nephrons<br />Nephron ที่อยู่ในชั้น cortex และ medulla คือ juxtamedullary nephrons<br />Cortical nephrons<br />nephrons ส่วนใหญ่อยู่ใน cortex ยกเว้นในส่วน loop of Henle<br />ที่เข้าไปยัง medulla เล็กน้อย<br />Juxtamedullary nephrons<br />nephrons และ glomeruli อยู่ติดกับ cortical/medullary juction<br />และในส่วน loop of Henle อยู่ลึกเข้าไปในชั้น medulla<br />2. Renal medulla<br />อยู่ในชั้นกลางของไต ประกอบด้วย renal pyramids<br />Renal pyramids<br />เนื้อเยื่อมีลักษณะเป็นโคน อยู่ในส่วน medulla มีลักษณะเป็นเส้นๆ เพราะในส่วนนี้จะสร้างขึ้นเป็น<br />มัดของท่อและเส้นเลือด capillaries ที่มีการสะสมของปัสสาวะเกือบทั้งหมด<br />Renal columns<br />เป็นส่วนที่ขยายมาจาก renal cortex แทรกตัวอยู่ระหว่าง renal pyramids ในส่วน medulla<br />Renal pelvis<br />มีลักษณะคล้ายกรวย ตั้งอยู่แถวๆ renal sinus และเป็นส่วนที่ต่อไปยังท่อไต (ureter)<br />Renal sinus<br />เป็นช่องว่างที่ประกอบด้วย renal pelvis และกลุ่มของเส้นเลือด artery และ vein<br />Nephron overview<br />หน่วยไต (nephron) เป็นส่วนที่มีโครงสร้างและหน้าที่ของไต<br />ประกอบด้วยท่อที่มีลักษณะโครงสร้างพิเศษและอยู่ใกล้กับเส้นเลือดเชื่อมโยง (associated blood vessels)<br />หน่วยไต (Nephron)<br />หน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของไต ประกอบด้วย glomerulus และท่อไต (renal tubule)<br />และเส้นเลือดที่เกี่ยวข้อง<br />Nephron overview: Associated blood vessels<br />Interlobar artery<br />เป็นเส้นเลือดที่เดินทางผ่าน renal colums ซึ่งแตกแขนงมาจาก segmental artery<br />และเชื่อมโยงสู่ arcuate artery<br />Arcuate artery<br />ตั้งอยู่ใน medulla-cortex junction ร่วมกับ arcuate veins<br />เส้นเลือดทั้งสอง โค้งรอบๆ ฐานของ renal pyramids นำเลือดไปยัง cortical radiate arteries<br />Cortical radiate artery <br />เป็นกิ่งที่แยกออกมาจาก arcuate artery ต่อเนื่องไปยังส่วนนอกของไต<br />กิ่งที่แยกออกไปอีกจะสร้างเป็น afferent arterioles<br />Afferent arteriole<br />เป็นกิ่งที่แยกออกมาจาก cortical radiate artery และนำเลือดไปยัง glomerulus<br />เป็นส่วนที่สำคัญในกลไก autoregulation<br />Glomerulus<br />เป็นแหล่งรวมเส้นเลือดฝอยวางตัวอยู่ระหว่าง afferent arterioles และ efferent arterioles<br />และถูกล้อมรอบด้วย glomerular capsule (Bowman's capsule)<br />Efferent arteriole<br />เป็นเส้นเลือดที่ออกมาจาก glomerulus และกระจายตัวไปยัง peritubular capillaries<br />Peritubular capillaries<br />เป็นโครงข่ายของเส้นเลือดที่มาจาก efferent arteriole และอยู่รอบๆ ท่อไต<br />ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่ในส่วนของ renal cortex<br />Vasa recta<br />เป็นห่วงของเส้นเลือดอยู่ในส่วน medulla เป็นส่วนที่นำแร่ธาตุเข้าสู่เซลล์<br />โดยไม่กำจัดสารละลายที่ใช้ในการดูดซึม<br />Cortical radiate vein<br />นำเลือดที่ไหลมาจาก peritubular capillaries และ vasa recta และเชื่อมต่อไปยัง arcuate vein<br />Arcuate vein<br />เป็นเส้นเลือดที่อยู่ในส่วน medulla-cortex junction ร่วมกับ arcuate arteries<br />เส้นเลือดทั้งสอง โค้งรอบๆ ฐานของ renal pyramids นำเลือดไปยัง Interlobar veins<br />Interlobar vein<br />นำเลือดมาจาก arcuate vein และเชื่อมต่อกับ renal vein<br />Nephron overview: Tubular segments<br />โครงสร้างที่เป็นท่อของหน่วยไต (nephron) เป็นส่วนที่มีการเชื่อมโยงกันหลากหลาย<br />Glomerular (Bowman's) Capsule<br />มีลักษณะเป็นถ้วยปลายปิดของท่อหน่วยไต ล้อมรอบ glomerulus เป็นส่วนที่รับเลือดที่จะทำการกรองต่อไป<br />ท่อไตส่วนต้น (Proximal convoluted tubule (PCT))<br />เป็นส่วนของท่อไตที่ตั้งอยู่ระหว่าง glomorular capsule กับ loop of Henle<br />เซลล์ที่อยู่บริเวณนี้มีการดูดซึมแบบ Active 65% ของการกรองทั้งหมด<br />ท่อไตรูปตัว U (Loop of Henle)<br />เป็นท่อไตที่เป็นรูปตัว U ประกอบด้วย descending และ ascending limbs.<br />Descending loop of Henle (มีส่วนท่อบาง)<br />Ascending loop of Henle (มีส่วนท่อบางและหนา)<br />ท่อไตส่วนปลาย (Distal convoluted tubule (DCT))<br />เป็นส่วนของท่อไตที่ต่อจาก juxtaglomerular apparatus ไปยัง cortical collecting duct<br />Cortical collecting duct<br />สร้างมาจากการเชื่อมต่อของปลายท่อ distal convoluted tubules จาก nephrons หลายท่อ<br />อยู่ในส่วนของ cortex<br />Medullary collecting duct<br />ต่อเนื่องมาจาก cortical collecting ducts ที่ซึ่งขยายไปยังส่วน medulla<br />เป็นส่วนสุดท้ายที่มีปัสสาวะเกิดขึ้นในบริเวณนี้<br />คุณสมบัติของเซลล์ใน renal corpuscle<br />Glomorulus<br />เป็นแหล่งรวมเส้นเลือดระหว่าง afferent และ efferent arterioles<br />และถูกล้อมรอบด้วย glomerular (Bowman's) capsule<br />Afferent arteriole<br />เป็นแขนงของเส้นเลือดแยกมาจาก cortical radiate artery และนำเลือดไปยัง glomerulus<br />เป็นส่วนที่สำคัญในกลไก autoregulation<br />Efferent arteriole<br />เป็นเส้นเลือดที่ออกมาจาก glomerulus และกระจายตัวไปยัง peritubular capillaries<br />Glomerular (Bowman's) Capsule<br />มีลักษณะเป็นถ้วยปลายปิดด้วยท่อ nephron ล้อมรอบ glomerulus เป็นส่วนที่รับเลือดที่จะทำการกรองต่อไป<br />Renal corpuscle<br />เป็นหน่วยที่มีการกรองของ nephron ประกอบด้วย glomerulus และ glomerular capsule<br />Parietal layer<br />เป็นพื้นผิวของ glomerular capsule ที่ไม่ได้เกี่ยวของกับ glomerulus โดยตรง<br />Visceral layer (podocytes)<br />เป็นพื้นผิวของ glomerular capsule ที่ตั้งอยู่เป็นเนื้อเยื่อพื้นฐานของ glomerulus<br />Capsular space<br />เป็นส่วนที่อยู่ภายใน glomerular capsule ซึ่งเป็นส่วนที่มีการสะสมของเหลวที่กรองไปยังเลือด<br />คุณสมบัติของเซลล์ของ Renal corpuscle<br />ตอนนี้เรากำลังดูเส้นเลือดฝอย glomerular ในแนวตามยาว (longitude)<br />Capillary endothelium<br />เป็นเนื้อเยื่อชั้นเดียวชนิด simple squamous cells<br />Fenestrations<br />เป็นช่องเล็กๆ สำหรับแลกเปลี่ยนน้ำ, แร่ธาตุ และโมเลกุลขนาดเล็ก<br />คุณสมบัติของเซลล์ของ renal corpuscle<br />basement membrane ที่มีรู จะอยู่ติดกับ capillary endothelium<br />Basement membrane<br />เป็นส่วนที่อยู่นอกเซลล์ ที่ซึ่งแร่ธาตุอยู่ใต้พื้นผิวของ epithelial cells<br />รอบๆ basement membrane คือพื้นผิวของ podocytes<br />Podocyte<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษสร้างมาจาก visceral layer ของ glomerulus capsule<br />มีนิวเคลียสใน cell body<br />Pedicels<br />เป็น foot process ของ podocyte อยู่ติดกับ basement membrane ของ glomerular capillary<br />มีส่วนในการสร้างของ filtration membrane<br />Filtrations slits<br />เป็นพื้นที่ขนาดเล็กระหว่าง pedicels แต่ละอันของ filtration membrane<br />รวมทั้งหมด fenestrated capillary endothelium, basement membrane และ podocyte<br />รวมกันเป็น filtration membrane<br />Filtration membrane<br />เป็นพื้นผิว 3 ชั้น ทำหน้าที่เป็นตัวกรองภายในไต<br />ประกอบด้วย fenestrated capillary endothelium, basement membrane และ filtration slits<br />ที่ถูกสร้างโดย pedicels ของ podocytes<br />โครงสร้างของ filtration membrane ในรูป cross-section<br />Photomicrograph ของ filtration membrane ในรูปแบบ cross-section<br />Podocyte<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษสร้างมาจาก visceral layer ของ glomerulus capsule<br />Nucleus<br />Pedicel<br />เป็น foot process ของ podocyte อยู่ติดกับ basement membrane ของ glomerular capillary<br />มีส่วนในการสร้างของ filtration membrane<br />Capsular space<br />เป็นขอบเขตภายใน glomerular capsule ที่ซึ่งมีการสะสมของของเหลวที่ผ่านการกรอง (filtrate)<br />ที่จะนำออกไปสู่กระแสเลือด<br />Filtrations slits<br />เป็นพื้นที่ขนาดเล็กระหว่าง pedicels แต่ละอันของ filtration membrane<br />Basement membrane<br />พื้นที่นอกเซลล์อยู่ระหว่าง epithelial cells กับส่วนใต้ของ connective tisssue cells<br />Capillary endothelium<br />พื้นผิวชั้นเดียวชนิด simple squamous cells ซึ่งวางตัวเป็นกำแพงโค้งของหัวใจและหลอดเลือด<br />Capillary fenestration<br />รูขนาดเล็ก เปิดให้แร่ธาตุผ่านไปได้<br />สังเกตว่า filtration membrane ยอมให้สารขนาดเล็กผ่าน ขณะที่ป้องกันสารขนาดใหญ่ (โปรตีน)<br />ออกจากกระแสเลือด และผ่านไปยัง capsular space<br />เซลล์ของ Proximal convoluted tubule (PCT)<br />Simple cuboidal cells ของ PCT เรียกว่า brush border cells เพราะว่ามี microvilli จำนวนมาก<br />ซึ่งรวมกันเข้ามาในช่องว่างของท่อ<br />PCT<br />เป็นส่วนของไตที่อยู่ใน glomerular capsule และ loop of Henle<br />เซลล์ที่อยู่ในนี้จะทำการดูดกลับ 65% ของของเหลวที่ผ่านการกรอง<br />Brush border cells<br />เป็น epithelial cells ของ PCT ที่มี microvilli จำนวนมาก<br />Microvilli<br />เป็นส่วนที่ขยายจาก plasma membrane ทำให้มีพื้นที่ผิวในการดูดซึมมากขื้น<br />Lumen<br />เป็นช่องว่างภายในท่อ เป็นส่วนที่ของเหลวไหลผ่าน<br />Luminal membrane<br />เป็น plasma membrane ที่ออกมายัง tubular lumen<br />Tight junctions<br />เป็นส่วนที่เชื่อมกันระหว่างเชลล์<br />สร้างขึ้นเพื่อป้องกันน้ำและสารละลายระหว่างเซลล์ที่อยู่ติดกัน<br />Intersititial space<br />เป็นพื้นที่ระหว่างเซลล์ เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า interstitium<br />Basolateral membrane<br />อยู่รวมกับส่วนของ plasma membrane ของเซลล์ไตทั้งหมด<br />ที่ซึ่งอยู่ติดกับ interstitial space<br />Mitochondrion<br />เป็น organell ที่มี cytoplasm ที่ซึ่งผลิตพลังงานที่เป็นโมเลกุลของ ATP<br />มีเซลล์ชนิดนี้เป็นจำนวนมากเพื่อใช้ในการ metabolism<br />คุณสมบัติที่สำคัญ:<br />มีการซึมผ่านของน้ำและแร่ธาตุจำนวนมาก<br />Solutes<br />อนุภาคที่ถูกละลายในตัวทำละลาย (solvent) เพื่อที่จะสร้างสารละลาย (solution)<br />Squamous cells ของ Thin loop of Henle<br />เซลล์ที่อยู่ในส่วน thin segment ของ loop of Henle เป็นเซลล์เยื่อบุผิวชนิด<br />Simple squamous epithelial cells<br />คุณสมบัติที่สำคัญ: มีการซึมผ่านของน้ำจำนวนมากแต่ไม่มีการซึมผ่านของแร่ธาตุ<br />เซลล์ของ Thick ascending loop of Henle และ DCT<br />Cuboidal epithelium ของ thick ascending loop of Henle และ DCT เช่นกัน<br />คุณสมบัติที่สำคัญ:<br />ascending limb ยอมให้สารละลายผ่านได้มาก โดยเฉพาะ NaCl แต่ไม่ยอมให้น้ำผ่าน<br />DCT จะยอมให้น้ำผ่านมากกว่า ascending limb<br />Cuboidal epithelia<br />เซลล์มีรูปร่างคล้ายลูกบาศก์ เซลล์เหล่านี้มีส่วนสำคัญในการขับและการดูดซึม<br />และเป็นเซลล์หลักๆ ที่พบเจอในท่อไต (renal tubule)<br />Ascending loop of Henle<br />เป็นส่วนของท่อไตที่สารที่ผ่านการกรองกลับมาจาก medulla มุ่งหน้าไปยัง renal cortex<br />DCT<br />ส่วนของท่อไตที่ขยายจาก juxtaglomerular apparatus ไปยัง cortical collect duct<br />โดยหน้าที่ของมันจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนต้นและส่วนท้าย<br />Glycoprotein<br />เป็นสารประกอบเคมีที่ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน<br />Photomicrograph ของ Glomerulus และ Adjacent tubules<br />Photomicrograph แสดงถึงการตัดตามขวางของ glomerulus ถูกล้อมรอบโดย glomerular capsule<br />Glomerular capsule<br />มีลักษณะเป็นถ้วยปลายปิดของท่อหน่วยไต ล้อมรอบ glomerulus เป็นส่วนที่รับเลือดที่จะทำการกรองต่อไป<br />Parietal layer<br />เป็นพื้นผิวของ glomerular capsule โดยไม่ติดต่อกับ glomerulus โดยตรง<br />Visceral layer<br />เป็นพื้นผิวของ glomerular capsule โดยอยู่ติดกับ basement membrane ของ glomerulus<br />Distal convoluted tubule (DCT)<br />เป็นส่วนของท่อไตที่ต่อจาก juxtaglomerular apparatus ไปยัง cortical collecting duct<br />โดยหน้าที่ของมันจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนต้นและส่วนท้าย<br />Proximal convoluted tubules (PCT)<br />เป็นส่วนของท่อไตที่ตั้งอยู่ระหว่าง glomorular capsule กับ loop of Henle<br />เซลล์ที่อยู่บริเวณนี้มีการดูดซึมแบบ Active 65% ของการกรองทั้งหมด<br />Juxtaglomerular apparatus<br />ขณะที่ thick ascending loop of Henle เปลี่ยนไปยัง DCT<br />ท่อนั้นวิ่งไปติดกับส่วน afferent และ efferent arterioles<br />Thick ascending loop of Henle<br />ส่วนของท่อไตรูปตัว U ที่ filtrate จะย้อนกลับมาจากชั้น medulla มายัง cortex<br />Efferent and Afferent arteriole<br />ที่ซึ่งโครงสร้างเหล่านี้จะติดต่อกับโครงสร้างที่ดูแลอยู่เรียกว่า juxtaglomerular apparatus (JGA)<br />ที่ประกอบไปด้วย macula densa และ granular cells<br />Juxtaglomerular apparatus (JGA)<br />กลุ่มของโครงสร้างที่มีหน้าที่พิเศษ<br />อยู่ในผนังกั้นของส่วนปลายของ ascending loop of Henle และ afferent arteriole<br />ที่ซึ่งกลุ่มเซลล์เหล่านี้จะติดกับ glomerulus<br />Granular cells<br />เป็น smooth muscle cells ที่ถูกเปลี่ยนแปลง (modified)<br />มีบทบาทในกลไก autoregulation ของ GFR และ blood regulation<br />โดยหลั่งฮอร์โมน rennin เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า juxtaglomerular (JG) cells<br />Macula densa cells<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษ อยู่ในส่วนปลายของ loop of Henle<br />เป็นส่วนหนึ่งของ juxtaglomerular apparatus และมีความไวต่อสิ่งกระตุ้น เช่น สารและอัตราการกรองของ filtrate<br />เซลล์ของ Cortical collecting duct<br />Cuboidal cells ของ cortical collecting duct มีเซลล์ที่ทำหน้าที่อยู่ 2 อย่างคือ<br />Principal cells และ intercalated cells<br />Cuboidal cells<br />เซลล์มีรูปร่างคล้ายลูกบาศก์ เซลล์เหล่านี้มีส่วนสำคัญในการขับและการดูดซึม<br />และเป็นเซลล์หลักๆ ที่พบเจอในท่อไต (renal tubule)<br />Principal cells<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษของท่อไตรวม (collecting duct)<br />ซึ่งมีความไวต่อฮอร์โมน aldersterone และ antidiuratic hormone<br />เซลล์พวกนี้มีความสำคัญในสมดุลของ Na และ K ions<br />Intercalated cells<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษของท่อไตรวม ซึ่งเกี่ยวข้องกับ acid-base regulation<br />คุณสมบัติที่สำคัญ:<br />1) Principal cells: ยอมให้น้ำและสารละลายผ่านได้ ควบคุมโดยฮอร์โมน<br />2) Intercalated cells: หลั่ง H+ เพื่อความสมดุลของกรด-เบส<br />เซลล์ของ Medullary collecting duct<br />Medullary collecting duct ประกอบด้วย principal cells เป็นส่วนใหญ่<br />Medullary collecting duct<br />เป็นส่วนที่ต่อจาก cortical collecting duct ที่ขยายไปทะลุถึง medulla<br />เป็นส่วนสุดท้ายที่ความเข้มข้นของ urine จะปรากฏในบริเวณนี้<br />Principal cells<br />เซลล์ที่มีลักษณะพิเศษของท่อไตรวม (collecting duct)<br />ซึ่งมีความไวต่อฮอร์โมน aldersterone และ antidiuratic hormone<br />เซลล์พวกนี้มีความสำคัญในสมดุลของ Na และ K ions<br />คุณสมบัติที่สำคัญ:<br />ฮอร์โมนจะทำการควบคุมการผ่านของน้ำและยูเรีย<br />Urea<br />ของเสียจากการสลายโปรตีน ที่มี nitrogenous waste เป็นส่วนสำคัญในการที่จะกำจัดออกในปัสสาวะ (urine)<br />Photomicrograph ของ collecting ducts<br />Photomicrograph เหล่านี้แสดงถึงภาพที่ตัดตามยาวและตัดตามขวางของท่อไตรวม (collecting ducts)<br />สรุป<br />1. ระบบขับถ่ายประกอบด้วย ไต ท่อไต กระเพาะปัสสาวะ และท่อปัสสาวะ<br />2. ไตประกอบด้วย 3 ส่วน renal cortex, renal medulla และ renal pelvis<br />3. หน่วยที่ทำงานของไต คือ หน่วยไต (nephron) ประกอบไปด้วย ส่วนที่เป็นท่อและเส้นเลือดที่มาเกี่ยวข้อง<br />4. ในแต่ละส่วนของท่อของหน่วยไต จะมีคุณสมบัติเฉพาะตัวของ epithelial cells ที่จะทำหน้าที่ของมัน<br />Early filtrate processing<br />เมื่อได้สร้างของเหลวที่ผ่านการกรอง (filtrate) ขึ้นมา ส่วนของท่อแรกๆ ของหน่วยไต จะมีการดูดกลับน้ำและสารละลายไปยังเลือด เพื่อที่จะฟื้นฟูระดับปริมาตรและองค์ประกอบต่างๆ กลับมา<br />กระบวนการนี้ได้กำจัดสารละลายบางตัวออกจากเลือด<br />และคัดหลั่งออกไปยัง filtrate เพื่อที่จะปรับสภาวะของเลือดให้ปกติ<br />จุดมุ่งหมาย<br />1. เพื่อที่จะแยกแยะระหว่างกระบวนการ passive กับ active ของการดูดกลับ (reabsorbtion) และการคัดหลั่ง (secretion)<br />2. เพื่อที่จะเข้าใจ filtrate processing แตกต่างกันในส่วนของท่อในส่วนแรก<br />3. เพื่อที่จะเข้าใจบทบาทของ countercurrent multiplier<br />ในการสร้าง medullary osmotic gradient<br />อะไรคือส่งที่คุณต้องรู้<br />โครงสร้างของ nephron<br />คำนิยามของ passive transport<br />คำนิยามของ primary active transport<br />คำนิยามของ secondary active transport<br />คำนิยามของ osmolarity<br />Passive Transport<br />เป็นกระบวนการที่ไม่ต้องใช่พลังงานจากเซลล์ที่จะขนส่งสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์<br />Primary active transport<br />ใช้พลังงานจาก ATP ถูกขนส่งโดยตรงมายัง carrier molecule เพื่อใช้ในการขนส่ง<br />Secondary active transport<br />เป็นกระบวนการขนส่งที่ใช้พลังงานจากสารตั้งต้นเคลื่อนที่ลงมาตาม concentration gradient<br />เพื่อที่จะขนส่งสารอีกสารหนึ่งเคลื่อนที่ต้าน concentration gradient ข้าม membrane<br />การเคลื่อนที่ต้าน concentration gradient สร้างโดย primary active transport<br />เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า cotransport<br />Osmolarity<br />ความเข้มข้นโดยรวมของตัวทำละลายในสารละลาย<br />ความคล้ายคลึงกันของการดูดกลับ (reabsorption)<br />การทำความสะอาดห้องเด็ก คือการนำของที่ถูกทิ้งอย่างเกะกะในห้อง <br />ลงไปยังถังขยะจะคล้ายกับการกรองจาก glomerulus<br />การดูดกลับ (reabsorption) เป็นการเอา “สารที่มีค่า” กลับมาจากการถูกกรองมาแล้ว<br />สารที่ไม่เอากลับมา จะถูกทิ้งเป็นของเสีย<br />กระบวนการดูดกลับ (reabsorption pathways)<br />มีอยู่ 2 กระบวนการ ผ่าน tubular cell barrier<br />Transcellular pathway<br />ผ่าน luminal และ basolateral membranes<br />Paracellular pathway<br />ผ่าน tight junctions<br />Transcellular pathway จะประกอบด้วย<br />Peritubular capillary<br />Tubular cell<br />Interstitial space<br />Basolateral membrane<br />Luminal membrane<br />Paracelluar pathway จะประกอบด้วย<br />Peritubular capillary<br />Tubular cell<br />Tight junction<br />Interstitial space<br />Lateral intercellular space<br />Reabsorption Overview: การแพร่ผ่านของน้ำ<br />ทำอย่างไร ถึงจะทำให้น้ำสามารถผ่าน lumen ของ tight junctions จาก tubule ไปยัง interstitial space ได้?<br /> Decrease the osmolarity of the interstitium<br />ไม่ จะทำให้น้ำผ่านจาก intersitium ไปยัง tubule เพราะเกิดการ dehydration<br />Increase the osmolarity of the interstitium<br />ใช่ น้ำจะเคลื่อนที่จากที่ที่มีความเข้มข้นสูงผ่าน tight junction ไปยังที่ที่ความเข้มข้นต่ำใน interstitium<br />และน้ำจะผ่าน plasma membrane เมื่อเซลล์นั้นยอมให้น้ำผ่านอีกด้วย<br />Reabsorption Overview: Interstitial Osmolarity<br />เราจะเพิ่มค่า osmolarity ของ interstitium ได้อย่างไร<br />ขนส่ง sodium ion จากเซลล์ไปยัง interstitium<br />ใช่ การขนส่ง sodium ไปยัง interstitium จะเป็นการเพิ่มค่า osmolarity<br />น้ำจะแพร่จาก tubule ผ่าน tight junction และ plasma membrane ไปยัง interstitium<br />เพื่อที่จะสมดุลค่า osmolarity ทั้งสองด้าน<br /> ขนส่งน้ำจากเซลล์ไปยัง interstitium<br />ไม่ จะทำให้ลดค่า interstitial osmolarity ลง<br />Reabsorption Overview: Membrane Activity<br />ความเข้มข้นของ sodium ion ภายในเซลล์ลดลงได้อย่างไร จากการเกิด basolateral transport<br />ผ่าน luminal membrane?<br /> เพิ่ม sodium ions จะทำให้ออกจากเซลล์โดยการเคลื่อนที่ไปยัง filtrate ผ่าน lumial membrane<br /> Sodium ions จะเคลื่อนที่จากความเข้มข้นสูงกว่าใน filtrate ไปยัง intracellular ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า<br />ใช่ การขนส่ง sodium ions ผ่าน basolateral membrane<br />จะทำให้เกิดการ reabsorption ของ ions ผ่าน luminal membrane มากขึ้น<br />Reabsorption Overview: สรุป<br />สรุปได้ดังนี้ basolateral transport ของ sodium ions ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่สำคัญ 2 ประการ<br />1. Interstitial osmolarity เพิ่มขึ้น เพราะว่าน้ำได้แพร่ออกจาก tubular lumen<br />2. ความเข้มข้นภายในเซลล์ ทำให้เกิดการดูดกลับ sodium ions มากขึ้นผ่าน luminal membrane<br />Sodium ion transport ทำให้เกิดแรงที่จะดูดกลับสารต่างๆ ในหน่วยไตมากขึ้น<br />PCT Basalateral membrane: กระบวนการขนส่งแบบ Active<br />เซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะบริเวณนี้จะประกอบด้วยการกรองอยู่ 2 แบบด้วยกัน<br />การดูดกลับของสารหลายๆอย่าง ขึ้นอยู่กับการดูดกลับของ Na+<br />โดยใช้ Na+-K+ ion pumps ขนส่ง Na+ ออกจากเซลล์ และขนส่ง K+ เข้าเซลล์<br />Interstitial fluid จะมีความเข้มข้นมากขึ้น โดยสังเกตได้จากสีที่เข้มขึ้น<br />ผลที่เกิดขึ้นโดยรวม<br />1. ลดความเข้มข้นของ Na+<br />2. เพิ่มค่า osmolarity ใน interstitial fluid<br />PCT Basolateral membrane: Diffusion<br />Potassium ion channel ยอมให้ K+ กลับไปยัง interstitium ด้วยกระบวนการ Diffusion<br />เพื่อป้องกันการพร่องของ K+ ในเลือดและ K+ สะสมในเซลล์<br />Glucose carrier molecules ขนส่ง glucose ออกจากเซลล์โดยกระบวนการที่ไม่ต้องใช้พลังงาน<br />เรียกว่า facilitated diffusion<br />Glucose สามารถเคลื่อนที่ไปได้โดยความต่างของความเข้มข้น โดยปกติแล้วความเข้มช้นนี้จะมีอยู่ในเซลล์มากกว่า<br />PCT Luminal membrane activity<br />Luminal membrane ประกอบด้วยโปรตีนขนส่งหลายชนิด<br />รวมไปถึง Na+-H+ countertransport และ Na+-glucose cotransport carrier carrier molecules<br />กลไกการขนส่งเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับการทำงานของ Na+-K+ ATPase ion pumps ใน Basolateral membrane<br />การคัดหลั่งของ H+ โดย countertransport molecule ขึ้นอยู่กับการดูดกลับของ Na+ ที่จะเป็นตัวกระตุ้น<br />Countertransport molecules สามารถทำงานได้เฉพาะภาวะที่มี concentration gradient <br />ซึ่งมาจาก primary active transport pumps ของ basolateral membrane<br />การดูดกลับของน้ำตาลกลูโคสผ่าน cotransport molecule ขึ้นอยู่กับการดูดกลับของ Na+ ที่จะเป็นตัวกระตุ้น Cotransport molecule สามารถทำงานได้เฉพาะภาวะที่มี concentration gradient ซึ่งมาจาก primary active transport pumps ของ basolateral membrane เช่นเดียวกัน<br />ปัจจัยที่มีผลจำกัดการดูดกลับของสารต่างๆ คือจำนวนของ transport carriers<br />ซึ่งค่านี้เรียกว่า Transport maximum (Tm)<br />ผลกระทบจากภาวะ Hyperglycemia<br />ในภาวะ Hyperglycemia คือการที่มีปริมาณน้ำตาลสูงมากในเลือด<br />เป็นสาเหตุของโรคเบาหวาน (diabetes mellitus)<br />คุณคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อจำนวนของ cotransport molecules<br />ไม่เพียงพอที่จะรับมือกับภาวะที่มีน้ำตาลกลูโคสสูงขึ้นใน filtrate<br /> Cotransporters จะทำงานเร็วขึ้น<br />ไม่ เพราะ cotransport molecules จะเปลี่ยนรูปร่าง comformation ในความเร็วที่จำกัด<br /> Glucose จะไม่ถูกดูดกลับทั้งหมด<br />ใช่ เพราะเมื่อขนส่งน้ำตาล glucose เกินค่า Tm จะทำให้น้ำตาล glucose ที่เหลือถูกขับออกทางปัสสาวะ<br /> Glucose จะถูกดูดกลับทั้งหมดแต่ว่านานขึ้น<br />ไม่ เพราะน้ำตาลกลูโคสจะผ่านท่อ PCT และไปยัง loop of Henle ในส่วนนี้จะไม่มีการดูดกลับ<br /> Tubular cells จะฟอร์มตัวเป็น cotransport carriers<br />ไม่ เพราะจำนวนของ cotransport carriers มีการจำกัดจำนวนไว้อยู่แล้ว<br />และไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของน้ำตาล glucose<br />Glucose reabsorption analogy<br />Normal sugar rate<br />โดยปกติแล้ว กลไกการขนส่งใน PCT จะเพียงพอต่อการดูดกลับของน้ำตาล glucose, กรดอะมิโน และสารอินทรืย์อื่นๆ<br />Increase sugar rate<br />ในภาวะ hyperglycemia ของคนที่เป็นโรคเบาหวาน (diabetes mellitus)<br />ปริมาณของน้ำตาล glucose มีมากสูงกว่าค่า transport maximum (Tm) จะทำให้น้ำตาลกลูโคสถูกขับออกมาในปัสสาวะ<br />PCT Paracellular Pathway<br />ในส่วนของ tight junction ของ PCT นั้นไม่แน่น (tight) เหมือนชื่อของมัน<br />ใน PCT น้ำจะแพร่ผ่าน tight junction โดยอาศัย concentration gradient<br />Na+ Cl- และ K+ จะตามมาด้วย กระบวนการนี้เรียกว่า solvent drag<br />ค่า Osmolarity ของ filtrate และ interstitial fluid จะเข้าสู่สมดุล equilibrium<br />โดยการดูดกลับของน้ำและสารละลายมีสัดส่วนเท่าๆ กัน<br />สรุปการดูดกลับใน PCT<br />สรุปว่า PCT ทำหน้าที่อะไรบ้าง<br />1. Na+-K+ ATPase ion pumps เป็นตัวขับเคลื่อนการดูดกลับของน้ำและสารละลายโดยการเพิ่มค่าความเข้มข้นของ Na+ ใน interstitium<br />2. H+ ions จะถูกคัดหลั่งไปยัง filtrate เพื่อที่จะรักษาสมดุลกรด-เบส<br />3. transport molecules หลายชนิดเป็นตัวพาให้สารละลายต่างๆ แพร่ผ่านระหว่าง filtrate กับ cytosol<br />4. น้ำและสารละลายผ่านแบบ bulk flow จาก interstitium ไปยัง peritubular capillaries<br />ผลสุทธิ:<br />สารที่มีประโยชน์ในที่นี้จะถูกดูดกลับถึง 65% ของของเหลวที่ผ่านการกรอง (filtrate) ในส่วนนี้จะมีการดูดกลับน้ำตาล glucose และกรดอะมิโน 100%<br />การดูดกลับในส่วน Thin Descending ของ Loop of Henle<br />เยื่อบุผนังจะเปลี่ยนรูปจาก cuboidal epithelial cells ไปเป็น simple squamous epithelial cells<br />เยื่อบุผิว (membrane) จะยอมให้น้ำซึมผ่านได้แต่ NaCl ผ่านไม่ได้<br />โปรตีนในเยื่อบุผิวจะเป็น channels หรือ transporter molecules<br />ผลสุทธิ:<br />เพิ่มค่า osmolarity ใน filtrate<br />การดูดกลับของท่อในส่วน Ascending Loop of Henle: Luminal Membrane<br />การซึมผ่านของน้ำจะถูกยับยั้งโดย tight junction และ glycoprotein converting ของ luminal membrane<br />Luminal membranes:<br />1. มี microvilli สั้น และมีจำนวนน้อย<br />2. ประกอบด้วยหลาย ion channels และ secondary active transport carriers<br />Carrier molecule จะขนส่ง K+, 2Cl- และ Na+<br />ความเข้มข้นของ K+ ภายในเซลล์จะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเพราะ K+ จะถูกเอากลับไป filtrate และ interstitiumผ่านช่องของมัน<br />Cl- ที่เข้ามากับ Na+ จะไปยัง basolateral membrane และแพร่ไปยัง interstitium<br />การดูดกลับของท่อในส่วน Ascending Loop of Henle: Basolateral Membranes<br />Basolateral membranes ใน ascending loop of Henle มีความสามารถเหมือนกับ Na+-K+ ATPase ion pumps และ K+ channels ใน PCT<br />Chlorid channel ยอมให้ Cl- แพร่ผ่านพร้อมกับการเคลื่อนที่ของ Na+<br />การยับยั้งการผ่านของน้ำ เป็นการป้องกันสมดุล equilibrium ของ luminal filtrate และ interstitial fluid<br />Osmotic gradient ระหว่าง interstitial fluid และ tubular filtrate มีค่าประมาณ 200 mmole<br />สรุปการเคลื่อนผ่านใน Ascending Loop<br />ใน ascending limb of loop of Henle สรุปได้ดังนี้<br />1. Filtrate ที่เคลื่อนที่ขึ้นไปจะเจือจางลง<br />2. Interstitial osmolarity มึค่า 200 mmole มีค่ามากกว่า filtrate ที่อยู่ระดับนั้น<br />3. ค่า osmolarity ในส่วนที่ลึกๆ จะมีค่ามากกว่าส่วนที่ใกล้ cortex (medullary osmotic gradient)<br /> Loop of Henle: A Countercurrent Multiplier<br />การสร้างค่า osmotic gradient เรียกว่าทฤษฎี countercurrent multiplier เพราะว่าการแพร่ผ่านของ loop of Henle มีอยู่ 2 ส่วน<br />การทำงานอย่างซับซ้อนของ acending limbs และ descing limbs เพื่อที่จะรักษาสภาพของ interstitial osmolarity gradient ในชั้น medulla<br />ค่า medullary gradient นี้มีความจำเป็นต่อความเข้มข้นของปัสสาวะ<br />ใน ascending limb จะขนส่ง NaCl ไปยัง interstitium เป็นการเพิ่มความเข้มข้น<br />interstitium รอบๆ ท่อจะมีความเข้มข้นมากขึ้น ขณะที่ของเหลวภายในท่อจะเจือจางลง<br />ความเข้มข้นสูงสุดของสารละลายจะอยู่ใกล้ส่วนล่างสุดของ loop<br />ใน descending limb ของ loop จะเป็นการชดเชยความเข้มข้นของ NaCl ไปยัง ascending limb<br />เซลล์เหล่านี้จะไม่ยอมให้สารละลายผ่าน แต่จะทำให้ filtrate ความเข้มข้นมากขึ้นโดยเอาน้ำออก<br />Medullary interstitium แสดงถึงความแตกต่างกันของความเข้มข้นจาก 300-1200 mmole<br />ของเหลวจะไปยังส่วน cortical ของ loop of Henle โดยถูกเจือจางแล้วเหลือประมาณ 100 mmole<br />ของเหลวที่อยู่ในท่อมีความเข้มข้น 200 mmole น้อยกว่าความเข้มข้นใน interstitial fluid<br />The Vasa Recta: A Countercurrent Exchanger<br />Vasa recta มีหน้าที่นำสารอาหารต่างๆ มาเลี้ยง medullary cells โดยที่ไม่ได้กำจัดสารต่างๆ ในสารละลายใน medullary osmotic gradient<br />เลือดใน vasa recta ขนส่งสารอาหารไปยังเซลล์ในส่วนต่างๆ<br />กลไก countercurrent exchange ทำงานได้ดังนี้<br />1. เลือดเคลื่อนที่ลงไปยังส่วน descending ของ vasa recta loop มีการสูญเสียน้ำไปยัง interstitium และได้รับ NaCl<br />2. เลือดเคลื่อนที่ขึ้นไปยังส่วน ascending loop เพื่อที่จะรับน้ำกลับคืนมา และเสีย NaCl กลับไปยัง interstitium<br />ผลสุทธิคือ เลือดได้นำสารอาหารไปยังเซลล์ในส่วน medulla โดยไม่ได้นำสารละลายไปมาก เพราะมีการเปลี่ยนแปลงค่า osmotic gradient น้อยมาก<br />สรุป<br />1. 65% ของสารละลายที่ผ่านการกรอง (filtrate) ถูกดูดกลับในส่วนของ PCT ด้วนกระบวนการ Active และ Passive<br />2. ความเข้มข้นของ filtrate ใน descending loop of Henle จะสูญเสียน้ำ ขณะที่ได้รับสารละลาย<br />3. Filtrate จะถูกเจือจางในส่วน ascending loop of Henle จะสูญเสียสารละลาย ขณะที่ได้รับน้ำกลับคืนมา<br />4. การดูดกลับของน้ำและ NaCl ที่ไม่สมมาตรกัน ใน ascending และ descending limb ของ loop of Henle ทำให้เกิด osmotic gradient ในส่วนของ medulla<br />5. Vasa recta หมุนเวียนเลือดผ่าน medull เพื่อที่จะให้สารอาหาร โดยไม่ได้กำจัดสารละลาย และเปลี่ยนแปลงค่า osmotic gradient เล็กน้อย<br />Glomerular filtration<br />การสร้างน้ำปัสสาวะโดยไต ประกอบด้วย 3 กระบวนการ:<br />การกรอง (filtration), การดูดกลับ (reabsorption) และการคัดหลั่ง (secretion)<br />ระหว่างการกรองนั้น น้ำและสารละลายปริมาณมากผ่านเยื่อกรอง (filtration membrane) จากเลือดไปยัง glomerular capsule<br />เป้าหมาย<br />1. เพื่อที่จะทบทวนกระบวนการหลัก 3 กระบวนการในไต<br />2. เพื่อที่จะเข้าใจการทำงานของเยื่อกรอง (filtration membrane)<br />3. เพื่อที่จะเข้าใจองค์ประกอบของของเหลวที่ผ่านการกรองจาก glomerulus (glomerular filtrate)<br />4. เพื่อที่จะพิจารณากลไกควบคุมของการกรองจาก glomerulue (glomerular filtration)<br />อะไรคือสิ่งที่คุณต้องรู้<br />1. โครงสร้างของหน่วยไต (nephron)<br />2. คำจำกัดความของ hydrostatic pressure<br />3. คำจำกัดความของ osmotic pressure<br />หน่วยไต (nephron)<br />หน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของไต ประกอบไปด้วย glomerulus กับท่อไต (renal tubule) และเส้นเลือดที่มาเกี่ยวข้อง<br />Hydrostatic Pressure<br />ความดันของของเหลวภายในระบบหรือส่วนที่บรรจุ<br />Osmotic Pressure<br />ความดันที่ต้องการที่จะป้องกันการเคลื่อนที่ของตัวทำละลาย (เช่น น้ำ) ไปยังสารละลาย (solution) ที่บรรจุตัวถูกละลาย (solute) เมื่อสารละลายถูกแยกโดยเยื่อหุ้มที่มีความจำเพาะ<br />Renal Process<br />การกรอง (Filtration)<br />การสร้างน้ำปัสสาวะเริ่มจากการกรองระหว่างของเหลวกับตัวถูกละลาย (solute) ไหลจาก glomerulus ไปยัง capsular space<br />การดูดกลับ (Reabsorption)<br />เมื่อสารละลายที่ผ่านการกรอง (filtrate) ผ่านท่อออกไป สารบางอย่างจะถูกดูดกลับไปยังเลือดในส่วน peritubular capillaries<br />การคัดหลั่ง (Secretion)<br />สารบางอย่างจะถูกเอาออกจากเลือดใน peritubular capillaries โดย tubular cells ไปยัง filtrate<br />กระบวนการกรอง<br />เครื่องทำกาแฟบอกถึงตัวอย่างการกรองในทุกวัน<br />1. ใช้กระดาษกรอง (filtration membrane)<br />2. น้ำและตัวถูกละลายขนาดเล็กจะผ่านไปได้ แต่ถ้ามีขนาดใหญ่จะผ่านไม่ได้<br />3. ใช้แรงโน้มถ่วง<br />แรงอะไร ที่จะทำให้เกิดการกรองผ่าน glomerulus<br /> แรงโน้มถ่วง<br /> ความดันเลือด<br /> ความดันใน glomerular capsule<br /> ไม่จำเป็นต้องใช้แรง<br />Filtration Membrane และการกรองผ่าน glomerulus (Glomerular Filtration)<br />เยื่อกรอง (filtration membrane) ประกอบด้วยเยื่อ 3 ชั้น ได้แก่<br />1. Fenestred glomerular endothelium<br />2. Basement membrane<br />3. Filtration slits<br />Filtration slits ถูกสร้างจาก pedicels ของ podocyted<br />สารจะถูกกรองผ่านโดยขนาดของรูและการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า<br />การกรองผ่าน glomerulus เป็นกระบวนการที่เรียกว่า bulk flow ถูกขับเคลื่อนโดย hydrostatic pressure ของเลือด<br />น้ำและตัวถูกละลาย (solute) ขนาดเล็ก จะถูกแรงผลักออกผ่านเยื่อกรอง ขณะที่โปรตีนขนาดใหญ่และเม็ดเลือดแดงจะไม่ผ่านเยื่อ<br />Glomerular filtrate<br />การสะสมของของเหลวใน capsular space เรียกว่า glomerular filtrate<br />จากการวิเคราะห์หาองค์ประกอบต่างๆ ใน glomerular filtrate ได้ดังนี้<br />Organic molecules = Glucose, Amino acids<br />Nitrogenous waste = Urea, Uric acids, Creatinine<br />Ions = Sodium, Potassium, Chloride<br />Water<br />โดยความเข้มข้นของสารเหล่านี้ใน glomerular filtrate จะคล้ายกับความเข้มข้นของสารเหล่านี้ในพลาสมา<br />ความเสียหายที่เกิดขึ้นในเยื่อกรอง (Filtration Membrane)<br />อะไรที่อาจจะเกิดขึ้นบ้าง เมื่อเกิดความเสียหายหรือการถูกทำลายของเยื่อกรอง<br /> ปริมาตรของการกรองลดลง<br /> การเพิ่มขึ้นของโปรตีน<br /> การเพิ่มขึ้นของน้ำตาลกลูโคส (น้ำตาลกลูโคสผ่านเยื่อกรองได้อยู่แล้ว)<br /> เซลล์เม็ดเลือดหลุดเข้าไปใน filtrate (ทำให้เกิดภาวะปัสสาวะมีเลือด “hematuria”)<br /> แรงที่มีผลต่อการกรอง<br />1. Glomerular hydrostatic pressure (blood pressure) เพิ่มการกรอง = 60 mmHg<br />2. Capsular hydrostatic pressure ต้านการกรอง = 15 mmHg<br />3. Glomerular osmotic pressure ต้านการกรอง = 28 mmHg<br />4. แรงของการกรองสุทธิ: 60 mmHg – (15 mmHg + 28 mmHg) = 17 mmHg<br />ตัวอย่างเปรียบเทียบของแรงที่มีผลต่อการกรอง<br />เป็นการเปรียบเทียบนักรักบี้ (60) พยายามที่จะวิ่ง touchdown ขณะที่ผู้เล่น 2 คนต้านเอาไว้ (15 กับ 28)<br />นักรักบี้ 60 ยังสามารถวิ่งต่อไปได้<br />เมื่อเรามีความดันเลือดต่ำใน glomerulus ความดัน hydrostatic pressure จะไม่สามารถผ่านสู้กับแรงต้าน เพื่อให้เกิดการกรองได้<br />อัตราการกรองผ่าน Glomerulus (Glomerular Filtration Rate: GFR)<br />ความผันผวนของปริมาตรการกรองสุทธิ (net filtration pressure) ทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนค่า GFR<br />การเปลี่ยนแปลงค่า GFR จะส่งผลต่อการขับถ่ายน้ำและสารละลาย<br />กลไก autoregulation เป็นการลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงค่า GFR<br />Autoregulation ของ GFR<br />สภาวะปกติ<br />1. Systemic pressure ปกติ: 120 mmHg<br />2. Glomerular hydrostatic pressure ปกติ<br />3. เส้นผ่านศูนย์กลางของ afferent arteriole ปกติ<br />4. อัตราการกรองสุทธิ ปกติ: GFR = 125 ml/นาที<br />เพิ่มความดันโดยไม่ผ่านกลไก autoregulation<br />1. Systemic pressure เพิ่มขึ้น: 140 mmHg<br />2. Glomerular hydrostatic pressure เพิ่มขึ้น<br />3. เส้นผ่านศูนย์กลางของ afferent arteriole ปกติ<br />4. อัตราการกรองสุทธิ เพิ่มขึ้น: GFR = 146 ml/นาที<br />เพิ่มความดันโดยผ่านกลไก autoregulation (afferent arterilole หดตัว)<br />1. Systemic pressure เพิ่มขึ้น: 140 mmHg<br />2. Glomerular hydrostatic pressure ปกติ<br />3. เส้นผ่านศูนย์กลางของ afferent arteriole ลดลง<br />4. อัตราการกรองสุทธิ ปกติ: GFR = 125 ml/นาที<br />ลดความดันโดยไม่ผ่านกลไก autoregulation<br />1. Systemic pressure ลดลง: 100 mmHg<br />2. Glomerular hydrostatic pressure ลดลง<br />3. เส้นผ่านศูนย์กลางของ afferent arteriole ปกติ<br />4. อัตราการกรองสุทธิ ลดลง: GFR = 104 ml/นาที<br />ลดความดันโดยผ่านกลไก autoregulation (afferent arterilole คลายตัว)<br />1. Systemic pressure ลดลง: 100 mmHg<br />2. Glomerular hydrostatic pressure เพิ่มขึ้น<br />3. เส้นผ่านศูนย์กลางของ afferent arteriole เพิ่มขึ้น<br />4. อัตราการกรองสุทธิ ปกติ: GFR = 125 ml/นาที<br />กลไกควบคุม GFR: Myogenic Mechanism<br />เซลล์กล้ามเนื้อเรียบของท่อจะหดตัว เมื่อเกิดการขยาย เพื่อลด blood flow<br />เซลล์กล้ามเนื้อเรียบของท่อจะขยายตัว เมื่อไม่เกิดการขยาย เพื่อเพิ่ม blood flow<br />ในกลไก autoregulation นี้เรียกว่า myogenic mechanism<br />การขยายผนังเส้นเลือด arteriole ทำให้เกิด reflexive vasoconstriction<br />เมื่อเกิดความดันไปอย่างนี้เรื่อยๆ เส้นเลือดก็ยังคงหดตัว<br />เมื่อความดันต้านผนังเส้นเลือดลดลง จะทำให้เส้นเลือดคลายตัว อย่างไรก็ตามผลที่เกิดจากการหดตัวหรือคลายตัวของเส้นเลือดนี้ จะส่งผลต่อ glomerular blood flow ด้วย<br />กลไกควบคุม GFR: Tubuloglomerular mechanism<br />กลไกนี้คือความรับรู้ของ macula densa cells ของ juxtaglomerular apparatus ต่อความเข้มข้นของ NaCl ใน filtrate ในส่วนของ terminal portion ของ ascending loop of Henle<br />High Flow:<br />การตอบสนองต่อ high filtrate flow rate เซลล์ macula densa จะหลั่งสาร vasoconstrictor เพื่อที่จะลดเส้นผ่านศูนย์กลางของ afferent arteriole<br />ผลของการหลั่งสาร vasoconstrictor:<br />1. GFR ลดลง<br />2. Tubular filtrate flow ช้าลง<br />3. การดูดกลับของไอออน Na+ Cl- เพิ่มขึ้น<br />Low Flow:<br />การตอบสนองต่อ low flow rate เซลล์ macula densa:<br />1. หลั่งสาร vasoconstrictor ลดลง<br />2. ส่งสัญญานไปยัง granular cells เพื่อที่จะหลั่งสาร rennin<br />กลไกควบคุม GFR: การควบคุมโดยระบบประสาท Sympathetic<br />เส้นประสาท sympathetic จะมีเส้นประสาทไปถึงหลอดเลือดของไต<br />ในภาวะที่มีความเครียดหรือเสียเลือดมาก จะกระตุ้น sympathetic เพื่อที่จะยกเลิก autoregulation ของไต<br />การเพิ่มการปล่อยสัญญาณ sympathetic ทำให้เกิดการหดตัวของเส้นเลือดอย่างแรง<br />1. เลือดเดินทางจะไปยังส่วนอื่นๆ<br />2. GFR ลดลง ทำให้เลือดเสียของเหลวน้อยลง<br />การกรองที่ลดลงทำให้ของเสียไม่ผ่านการกรองและมีเพิ่มขึ้นในเลือดอย่างไม่สมดุล<br />Emergency<br />ยาฉีดทางเส้นเลือดดำ ทำให้เพิ่มปริมาตรเลือด<br />เพิ่มปริมาตรเลือดเพื่อฟื้นฟูความดันเลือดให้อยู่ในสภาวะปกติ<br />ลดการกระตุ้น sympathetic เพื่อที่จะให้เส้นผ่านศูนย์กลางของ arteriole ปกติ<br />GFR และ filtrate flow กลับสู่ปกติ<br />สรุป<br />1. Glomerular filtrate ถูกสร้างโดยการกรองของน้ำและตัวถูกละลายขนาดเล็กผ่าน filtration membreane<br />2. ความดันกรองสุทธิ (net filtration pressure) คือค่าของความดัน glomerular hydrostatic pressure ลบด้วยแรงต้านของ capsular hydrostatic pressure และ glomerular osmotic pressure<br />3. ความดันเลือดและการกรองในหน่วยไตถูกควบคุมโดยกลไก autoregulation เพื่อที่จะรักษา GFR ให้ปกติ<br />4. ระหว่างการสูญเสียเลือดจำนวนมาก การกระตุ้นระบบประสาท sympathetic จะทำให้ยกเลิกกระบวนการ autoregulation เพื่อที่จะสร้างทางลัดของเลือดไปยังส่วนที่มีการเสียเลือดมาก<br />Late Filtrate Processing<br />กระบวนการสุดท้ายของ filtrate ใน DCT และ collecting duct ภายใต้การควบคุมทางสรีระวิทยา<br />ในส่วนนี้ การซึมผ่านเยื่อเมมเบรนและการทำงานของเซลล์ถูกเปลี่ยนแปลงโดยการตอบสนองของความต้องการทางร่างกาย เพื่อที่จะเก็บสารที่มีประโยชน์หรือคัดสารที่ไม่ต้องการออก<br />จุดมุ่งหมาย<br />1. เพื่อที่จะเข้าใจบทบาทของฮอร์โมน aldosterone ในการดูดกลับของโซเดียมและหลั่งโพแทสเซียมออก<br />2. เพื่อที่จะเรียนรู้บทบาทของ ADH ในความเข้มข้นของปัสสาวะ<br />3. เพื่อที่จะเข้าใจบทบาทของ medullary osmotic gradient ในความเข้มข้นของปัสสาวะ<br />อะไรคือสิ่งที่คุณต้องรู้<br />1. โครงสร้างของหน่วยไต<br />2. บทบาทการซึมผ่านในส่วนของหน่วยไต<br />3. คำจำกัดความของ osmolarity<br />4. การสร้างค่า medullary osmotic gradient ได้อย่างไร<br />Late Filtrate Processing Analogy<br />การดูดกลับจะเริ่มเกิดขึ้นในส่วน early tubular segment <br />อัตราการดูดกลับและการคัดหลั่งใน early tubular segment มีความสัมพันธ์กันอย่างคงที่<br />เพราะว่าการที่เมมเบรนยอมให้สารผ่านมีการฟิกซ์ไว้แล้ว<br />ในส่วน later tubular segment การซึมผ่านของเมมเบรนสามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อควบคุมการดูดกลับและการคัดหลั่งในขั้นตอนสุดท้าย<br />เปรียบเทียบได้กับกระบวนที่จะเกิดขึ้นในการเติมสารดังต่อไปนี้<br />1. เติมน้ำไปเกือบถึงระดับที่ต้องการ<br />2. เติมน้ำอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้ระดับที่แม่นยำ<br />กระบวนการกรองใน CCD: การคัดหลั่ง H+<br />ในส่วนท่อ cortical collecting duct ประกอบไปด้วย principle cells และ intercalated cells<br />Intercalated cells หลั่ง H+ ไปยัง filtrate<br />Principle cells เตรียมฮอร์โมนเพื่อที่จะควบคุมการดูดกลับน้ำและโซเดียม และการคัดหลั่งโพแทสเซียม<br />กระบวนการกรองใน CCD: บทบาทของ Aldosterone<br />Principal cells ยอมให้น้ำและ NaCl ผ่านเท่านั้นโดยการทำงานของ aldosterone และ ADH<br />Aldosterone ในระดับน้อยทำให้ Na+-K+ ATPase ion pump และ luminal Na+, K+ channels ทำงานได้น้อย<br />Aldosterone: Adrenal gland<br />1. Aldosterone ทำให้เพิ่มจำนวนของ Na+-K+ ATPase ion pump และ luminal Na+, K+ channels<br />2. เมื่อไม่มี basolateral K+ channels ไอออนของ K+ จะไปยัง filtrate แทนที่จะกลับไปยัง interstitium<br />3. Aldosterone มีผลกับเซลล์คล้ายกับ DCT<br />4. ไม่มีการเพิ่มการผ่านของน้ำ ทำให้ค่า interstitial osmolarity เพิ่มขึ้น<br />กระบวนการกรองใน CCD: บทบาทของ Antidiuretic Hormone<br />Principle cells ยอมให้น้ำผ่านเท่านั้นถูกควบคุมโดยฮอร์โมน ADH<br />ADH: Pituitary gland<br />ADH จากต่อมไต้สมองส่วนหลัง (posterior pituitary) กระตุ้นเซลล์เพื่อที่จะเพิ่ม Water channels เพื่อเพิ่มการผ่านของน้ำมากขึ้น<br />สังเกตว่าค่า interstitial osmolarity ลดลง เมื่อโมเลกุลของน้ำสามารถผ่านเยื่อเมมเบรน ค่า osmolarity ทั้งสองด้านจะเข้าสู่สมดุล<br />การตอบสนองต่อภาวะ Dehydration และ Overhydration<br />Dehydration<br />ในภาวะ dehydration เหงื่อเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการเสียน้ำ ร่างกายจะตอบสนองโดยการเพิ่มระดับ ADH ในเลือด ของเหลวในร่างกายจะเก็บไว้ และปริมาณปัสสาวะลดลง<br />Overhydartion<br />ในภาวะ overhydration ทำให้ ADH ลดลง ลดการดูดกลับน้ำ เพิ่มปริมาณของเหลงที่จะเข้า medullary collecting duct เพิ่มปริมาณปัสสาวะ<br />ความเข้มข้นของปัสสวะ: Medullary Collecting Duct<br />ความเข้มข้นสุดท้ายชองปัสสาวะเกิดขึ้นใน medullary collecting duct มีการผ่าน 125 ml/นาที ของ glomerular filtrate โดย 6 ml/นาที (5%) ADH ยังคงควบคุมการดูดกลับน้ำปริมาตรสุดท้ายใน collecting duct<br />Medullary osmotic gradient จำเป็นต่อกระบวนการนี้<br />สิ่งที่ส่งผลกระทบต่อความเข้มข้นของปัสสาวะ<br />ค่า Osmotic gradient ทำให้ปัสสาวะเข้มข้นโดยนำน้ำจาก filtrate ผ่าน medullary collecting duct<br />ระดับความเข้มข้นถูกควบคุมโดย ADH<br />ADH มีอยู่หลายระดับ ขึ้นอยู่กับการตอบสนองต่อสถานะของน้ำในส่วนต่างๆ<br />ระดับ Normal hydration<br />1. เกิดผลของ ADH ในบาง Water channels<br />2. ADH ทำให้เกิดการผ่านของ urea ออกในชั้น medullary collecting duct<br />3. Urea ตอบสนอง 40% ต่อ interstitial osmolarity<br />4. Urea กลับไปหมุนเวียนที่ loop of Henle และกลับไปยัง collecting ducts<br />5. ปัสสาวะมีความเข้มข้นประมาณ 2 เท่าของค่า body osmolarity (600 mOsm)<br />ระดับ Under hydration<br />1. ระดับ ADH ที่สูงขึ้นจะทำให้มีการแพร่ผ่านของน้ำและยูเรียมากขึ้น<br />2. สมดุลใน filtrate จะเพิ่มขึ้น<br />3. ถ้าสูญเสียน้ำมาก ปริมาณของปัสสาวะจะมีความเข้มข้นสูงถึง 1400 mOsm<br />ระดับ Over hydration<br />1. ระดับ ADH จะลดลงหรือไม่มีเลย และเซลล์บุท่อยังคงยอมให้น้ำและยูเรียผ่าน<br />2. Filtrate จะไม่สมดุลต่อการเปลี่ยนแปลง osmolarity<br />3. ปัสสาวะมีความเจือจางและมีปริมาตรสูง<br />4. ปัสสาวะสุดท้ายจะมีค่า osmolarity น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 mOsm<br />ปริมาตรปัสสาวะสุดท้าย<br />น้ำ 95% ถูกดูกกลับ 125 ml/นาที จาก filtrate โดยถูกสร้างโดยไต ก่อนที่จะเข้าสู่ medullary collecting duct<br />Final volume of urine<br />Normal: ADH level Normal<br />0.9 % ของ filtrate 1.10 ml/นาที 1.5 ลิตร/วัน<br />Dehydration: ADH level High<br />0.2 % ของ filtrate 0.24 ml/นาที 0.4 ลิตร/วัน<br />Overhydration: ADH level Low<br />12.5 % ของ filtrate 16.0 ml/นาที 22.5 ลิตร/วัน<br />สรุป<br />1. Late filtrate processing จะประกอบด้วยการดูดกลับและการคัดหลั่ง<br />2. Late filtrate processing ของโซเดียม น้ำ และยูเรีย อยู่ภายใต้การควบคุมของฮอร์โมน aldosterone และ antidiuratic<br />3. Medullary osmotic gradient และ ADH ทั้งสองมีส่วนในความเข้มข้นของปัสสาวะ<br />4. ในภาวะปกติ ประมาณ 99% ของ glomerular filtrate ถูกดูดกลับระหว่างผ่านท่อต่างๆ<br />

×