สรีรวิทยาไต

สรีรวิทยาไต เป็นการศึกษาสรีรวิทยาของไต อันครอบคลุมการทำหน้าที่ทุกอย่างของไต รวมถึงการดูดซึมกลับซึ่งกลูโคส กรดอะมิโน และสารโมเลกุลเล็กอื่น การกำกับแร่ธาตุโซเดียม โพแทสเซียมและอิเล็กโทรไลต์อื่น การกำกับสมดุลของเหลวและความดันเลือด การธำรงสมดุลกรด-เบส การผลิตฮอร์โมนหลายชนิด รวมถึงอีรีโทรปอยอีติน และการปลุกฤทธิ์วิตามินดี

สรีรวิทยาไตส่วนมากศึกษาที่ระดับหน่วยไต อันเป็นหน่วยทำหน้าที่เล็กที่สุดของไต แต่ละหน่วยเริ่มต้นด้วยส่วนกรองซึ่งกรองเลือดที่เข้าสู่ไต ของเหลวที่กรองได้จะไหลตามความยาวของหน่วยไต ซึ่งเป็นโครงสร้างรูปท่อบุด้วยเซลล์ที่เปลี่ยนไปทำหน้าที่เฉพาะชั้นเดียวและล้อมรอบด้วยหลอดเลือดฝอย หน้าที่หลักของเซลล์บุเหล่านี้ คือ การดูดน้ำและสารโมเลกุลเล็กจากของเหลวที่กรองได้กลับเข้าสู่เลือด และหลั่งของเสียจากเลือดออกมาเป็นปัสสาวะ

การทำหน้าที่ที่เหมาะสมของไตจำเป็นต้องได้รับและกรองเลือดอย่างเพียงพอ การกรองเกิดขึ้นในระดับที่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยหน่วยกรองหลายแสนหน่วย เรียก เม็ดไต (renal corpuscle) ซึ่งแต่ละหน่วยประกอบด้วยโกลเมอรูลัสและโบว์แมนแคปซูล การประเมินการทำหน้าที่ของไตสากลมักใช้การประมาณอัตราการกรอง เรียก อัตราการกรองของโกลเมอรูลัส (glomerular filtration rate; GFR)

หน้าที่ของไต

หน้าที่ของไตสามารถแบ่งได้เป็นสามกลุ่ม คือ การหลั่งฮอร์โมน การสร้างกลูโคส (gluconeogenesis) และภาวะธำรงดุลนอกเซลล์ของ pH และองค์ประกอบของเลือด หน่วยไตเป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ของไต

การหลั่งฮอร์โมน

• การหลั่งอีรีโทรปอยอีติน (erythropoietin) ซึ่งกำกับการผลิตเม็ดเลือดแดงในไขกระดูก
• การหลั่งเรนิน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในระบบเรนิน-แองจิโอเทนซิน-อัลโดสเตอโรน (renin-angiotensin-aldosterone system)
• การหลั่งรูปกัมมันต์ของวิตามินดี (แคลซิไตรออล, calcitriol) และพรอสตาแกลนดิน (prostaglandin)

การสร้างกลูโคส

ไตในมนุษย์สามารถผลิตกลูโคสได้จากแลกเตด กลีเซอรอลและกลูตามีน ไตรับผิดชอบการสร้างกลูโคสเกือบครึ่งหนึ่งของทั้งหมดในมนุษย์ที่อดอาหาร การกำกับการผลิตกลูโคสในไตเป็นฤทธิ์ของอินซูลิน แคตีโคลามีนและฮอร์โมนอื่น การสร้างกลูโคสของไตเกิดขึ้นในไตส่วนนอก ส่วนไตส่วนในไม่สามารถผลิตกลูโคสได้เนื่องจากขาดเอ็นไซม์ที่จำเป็น

ภาวะธำรงดุลนอกเซลล์

ไตรับผิดชอบต่อการรักษาสมดุลของสารต่อไปนี้

สาร	คำอธิบาย	หลอดไตส่วนต้น	ห่วงเฮนเล	หลอดไตส่วนปลาย	ท่อรวม
กลูโคส	หากกลูโคสไม่ถูกไตดูดซึมกลับ กลูโคสจะปรากฏในปัสสาวะ เป็นภาวะปัสสาวะมีน้ำตาล ซึ่งสัมพันธ์กับเบาหวาน	การดูดซัมกลับ (เกือบ 100%) ผ่าน โปรตีนขนส่งโซเดียม-กลูโคส (ยอด) และ GLUT (ฐานข้าง)	–	–	–
โอลิโกเปปไทด์, โปรตีน, และกรดอะมิโน	ทั้งหมดถูกดูดซึมกลับแทบทั้งหมด	การดูดซึมกลับ	–	–	–
ยูเรีย	การกำกับออสโมแลลิตี แปรผันตาม ADH	การดูดซึมกลับ (50%) โดย การลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน	การหลั่ง	–	การดูดซึมกลับในท่อรวมส่วนนอก
โซเดียม	ใช้ แอนตีพอร์ต Na-H, ซิมพอร์ต Na-กลูโคส, ช่องไอออนโซเดียม (เล็กน้อย)	การดูดซึมกลับ (65%, ออสโมลเสมอ)	การดูดซึมกลับ (25%, ส่วนขึ้นหนา, ซิมพอร์ต Na-K-2Cl)	การดูดซึมกลับ (5%, ซิมพอร์ตโซเดียม-คลอไรด์)	การดูดซึมกลับ (5%, เซลล์พรินซิพอล), กระตุ้นโดย อัลโดสเตอโรน ผ่าน ENaC
คลอไรด์	มักตามโซเดียม ใช้พลังงาน (ผ่านเซลล์) และไม่ใช้พลังงาน (ข้างเซลล์)	การดูดซึมกลับ	การดูดซึมกลับ (ส่วนขึ้นบาง, ส่วนขึ้นหนา, ซิมพอร์ต Na-K-2Cl)	การดูดซึมกลับ (ซิมพอร์ตโซเดียม-คลอไรด์)	–
น้ำ	ใช้ช่องน้ำเอควาพอริน ดูเพิ่มที่ การขับปัสสาวะ	การดูดตามออสโมติกร่วมกับสารละลาย	การดูดซึมกลับ (ส่วนลง)	–	การดูดซึมกลับ (กำกับโดย ADH ผ่าน ตัวรับอาร์จินีนวาโซเพรสซิน 2)
ไบคาร์บอเนต	ช่วยรักษาสมดุลกรด-เบส	การดูดซึมกลับ (80–90%)	การดูดซึมกลับ (ส่วนขึ้นหนา)	–	การดูดซึมกลับ (เซลล์แทรก ผ่าน แบนด์ 3 และ เพนดริน)
โปรตอน	ใช้ โปรตอนเอทีพีเอสช่องว่าง	–	–	–	การหลั่ง (เซลล์แทรก)
โพแทสเซียม	แปรผันตามความต้องการอาหาร	การดูดซึมกลับ (65%)	การดูดซึมกลับ (20%, ส่วนขึ้นหนา, ซิมพอร์ต Na-K-2Cl)	–	การหลั่ง (พบมาก, ผ่าน Na+/K+- เอทีพีเอส, เพิ่มขึ้นโดย อัลโดสเตอโรน), หรือการดูดซึมกลับ (พบน้อย, ไฮโดรเจนโพแทสเซียมเอทีพีเอส)
แคลเซียม	ใช้แคลเซียมเอทีพีเอส, ตัวแลกโซเดียม-แคลเซียม	การดูดซึมกลับ	การดูดซึมกลับ (ส่วนขึ้นหนา) ผ่านการลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน	การดูดซึมกลับสนองต่อ PTH และ ↑ การดูดซึมกลับด้วยยาขับปัสสาวะไทอะไซด์	–
แมกนีเซียม	แคลเซียมและแมกนีเซียมแย่งกัน และส่วนเกินของธาตุหนึ่งอาจนำไปสู่การหลั่งอีกธาตุหนึ่ง	การดูดซึมกลับ	การดูดซึมกลับ (ส่วนขึ้นหนา)	การดูดซึมกลับ	–
ฟอสเฟต	ขับออกในรูปกรดไทเทรตได้	การดูดซึมกลับ (85%) โดย ตัวส่งร่วมโซเดียม/ฟอสเฟต ยับยั้งโดย ฮอร์โมนพาราไทรอยด์	–	–	–
คาร์บอกซิเลต		การดูดซึมกลับ (100%) ผ่าน ตัวส่งคาร์บอกซิเลต	–	–	–