หน่วยไต

หน่วยไตประกอบด้วยท่อต่อเนื่องของเซลล์ที่มีความแตกต่างกันอย่างมากซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ กัน ไตแต่ละข้างจะมีหน่วยไตระหว่าง 800,000 ถึง 1,300,000 หน่วย หน่วยไตทั้งหมดในไตทั้งสองข้างมีความยาวประมาณ 110 กิโลเมตร หน่วยไตส่วนใหญ่ (85%) อยู่ในคอร์เทกซ์ (หน่วยไตคอร์เทกซ์) ส่วนที่เล็กกว่า (15%) อยู่ที่ขอบของคอร์เทกซ์และเมดัลลาในบริเวณที่เรียกว่า juxtamedullary zone (หน่วยไต juxtamedullary nephrons) หน่วยไตแต่ละหน่วยมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทั้งในด้านโครงสร้างและการทำงาน โดยในหน่วยไตคอร์เทกซ์ ห่วงเฮนเลจะสั้น โดยสิ้นสุดที่ขอบของโซนด้านนอกและด้านในของเมดัลลา ในขณะที่ห่วงเฮนเลของหน่วยไตคอร์เทกซ์จะเข้าไปลึกในชั้นในของเมดัลลา

หน่วยไตแต่ละหน่วยประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างหลายอย่าง ตามคำศัพท์สมัยใหม่ที่ได้รับการกำหนดมาตรฐานในปี 1988 องค์ประกอบของหน่วยไตประกอบด้วย:

• โกลเมอรูลัสของไต
• ท่อส่วนต้น (ส่วนที่ม้วนงอและตรง)
• ส่วนที่ลาดลงมาบางส่วน;
• ส่วนโค้งบางที่ลาดขึ้น
• ท่อตรงส่วนปลาย (เดิมทีห่วงหนาที่ขึ้นเป็นแนวของเฮนเล)
• หลอดไตส่วนปลายที่ขดงอ
• คลองเชื่อม;
• ท่อเก็บรวบรวมเปลือกสมอง
• ท่อรวบรวมของโซนด้านนอกของเมดัลลา
• ท่อรวบรวมของโซนด้านในของเมดัลลา

ช่องว่างระหว่างโครงสร้างทั้งหมดของหน่วยไต ทั้งในคอร์เทกซ์และเมดัลลา เต็มไปด้วยฐานเนื้อเยื่อเกี่ยวพันหนาแน่น ซึ่งแสดงโดยเซลล์ระหว่างเซลล์ที่ตั้งอยู่ในเมทริกซ์ระหว่างเซลล์

โกลเมอรูลัสของไต

โกลเมอรูลัสของไตเป็นส่วนเริ่มต้นของหน่วยไต เป็น "ลูกบอลเครือข่าย" ที่ประกอบด้วยห่วงหลอดเลือดฝอย 7-20 ห่วงที่บรรจุอยู่ในแคปซูลของโบว์แมน หลอดเลือดฝอยของโกลเมอรูลัสก่อตัวจากหลอดเลือดแดงโกลเมอรูลัสที่รับเข้ามา แล้วจึงมารวมกันที่ทางออกของโกลเมอรูลัสกับหลอดเลือดแดงโกลเมอรูลัสที่ส่งออกไป มีการเชื่อมต่อระหว่างห่วงหลอดเลือดฝอย ส่วนกลางของโกลเมอรูลัสมีเซลล์เมแซนเจียลล้อมรอบโดยเมทริกซ์เมแซนเจียล ซึ่งจะยึดห่วงหลอดเลือดฝอยของโกลเมอรูลัสกับขั้วหลอดเลือดของโกลเมอรูลัส ซึ่งเป็นที่จับ ซึ่งเป็นจุดที่หลอดเลือดแดงที่รับเข้ามาเข้าและหลอดเลือดแดงที่ส่งออกไป ขั้วปัสสาวะซึ่งอยู่ตรงข้ามกับโกลเมอรูลัสโดยตรงคือจุดที่ท่อไตส่วนต้นเริ่มต้น

หลอดเลือดฝอยของไตมีส่วนร่วมในการสร้างตัวกรองของไตซึ่งออกแบบมาเพื่อกระบวนการกรองเลือด ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกของการสร้างปัสสาวะ ซึ่งประกอบด้วยการแยกส่วนของเหลวของเลือดที่ไหลผ่านหลอดเลือดกับสารที่ละลายอยู่ในนั้น ในขณะเดียวกัน องค์ประกอบที่เกิดขึ้นในเลือดและโปรตีนไม่ควรเข้าไปในตัวกรองแบบกรอง

โครงสร้างของตัวกรองไต

ตัวกรองของไตประกอบด้วยชั้นต่างๆ สามชั้น ได้แก่ เยื่อบุผิว (พอโดไซต์) เยื่อฐาน และเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด ชั้นเหล่านี้แต่ละชั้นมีความสำคัญในกระบวนการกรอง

โพโดไซต์

เซลล์เหล่านี้แสดงโดยเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีความแตกต่างอย่างมากโดยมี "ร่างกาย" ซึ่งกระบวนการขนาดใหญ่และขนาดเล็ก (ขาของพอโดไซต์) ยื่นออกมาจากด้านข้างของแคปซูลของไต กระบวนการเหล่านี้เชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด ห่อหุ้มพื้นผิวของหลอดเลือดฝอยของไตจากภายนอก และจมอยู่ในแผ่นนอกของเยื่อฐาน ระหว่างกระบวนการขนาดเล็กของพอโดไซต์จะมีไดอะแฟรมช่อง ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของรูกรอง ไดอะแฟรมช่องป้องกันไม่ให้โปรตีนแทรกซึมเข้าไปในปัสสาวะเนื่องจากรูพรุนมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก (5-12 นาโนเมตร) และปัจจัยทางเคมีไฟฟ้า: ไดอะแฟรมช่องถูกปกคลุมด้านนอกด้วยไกลโคคาลิกซ์ที่มีประจุลบ (สารประกอบไซอาโลโปรตีน) ซึ่งป้องกันไม่ให้โปรตีนจากเลือดแทรกซึมเข้าไปในปัสสาวะ

ดังนั้น โพโดไซต์จึงทำหน้าที่เป็นตัวรองรับโครงสร้างของเยื่อฐาน และนอกจากนี้ ยังสร้างกำแพงกั้นแอนไอออนระหว่างการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันทางชีวภาพอีกด้วย แสดงให้เห็นว่าโพโดไซต์มีกิจกรรมในการจับกินและหดตัว

เยื่อฐานของหลอดเลือดฝอยไต

เยื่อฐานมี 3 ชั้น: ชั้นที่บางกว่าสองชั้นจะอยู่ด้านนอกและด้านในของเยื่อ ส่วนชั้นในซึ่งมีความหนาแน่นกว่านั้นประกอบด้วยคอลลาเจนชนิดที่ 4 ลามินิน กรดไซอาลิกและไกลโคสะมิโนไกลแคน โดยส่วนใหญ่คือเฮปารินซัลเฟต ซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการกรองแมโครโมเลกุลของโปรตีนในพลาสมาของเลือดที่มีประจุลบผ่านเยื่อฐาน

เยื่อฐานประกอบด้วยรูพรุน ซึ่งโดยปกติแล้วขนาดใหญ่ที่สุดจะไม่เกินขนาดของโมเลกุลอัลบูมิน โปรตีนที่กระจัดกระจายละเอียดที่มีน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่าอัลบูมินสามารถผ่านรูพรุนได้ แต่โปรตีนที่มีขนาดใหญ่กว่าจะผ่านไม่ได้

ดังนั้น อุปสรรคประการที่สองในการผ่านของโปรตีนในพลาสมาเข้าสู่ปัสสาวะคือเยื่อฐานของหลอดเลือดฝอยของไต เนื่องจากรูพรุนมีขนาดเล็กและมีประจุลบในเยื่อฐาน

เซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดของหลอดเลือดฝอยของไต เซลล์เหล่านี้มีโครงสร้างคล้ายกันซึ่งป้องกันไม่ให้โปรตีนแทรกซึมเข้าไปในปัสสาวะ ได้แก่ รูพรุนและไกลโคคาลิกซ์ รูพรุนของเยื่อบุผนังหลอดเลือดมีขนาดใหญ่ที่สุด (ยาวถึง 100-150 นาโนเมตร) กลุ่มแอนไอออนิกจะอยู่ในไดอะแฟรมรูพรุน ซึ่งจำกัดการแทรกซึมของโปรตีนเข้าไปในปัสสาวะ

ดังนั้น การคัดเลือกการกรองจึงได้รับการรับรองโดยโครงสร้างของตัวกรองไต ซึ่งทำให้โมเลกุลโปรตีนที่มีขนาดใหญ่กว่า 1.8 นาโนเมตรผ่านตัวกรองได้ยาก และปิดกั้นการผ่านของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่กว่า 4.5 นาโนเมตรได้อย่างสมบูรณ์ และประจุลบของเอนโดทีเลียม โพโดไซต์ และเยื่อฐาน ซึ่งทำให้การกรองโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีประจุลบทำได้ยาก และเอื้อต่อการกรองโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีประจุบวก

เมทริกซ์เมแซนเจียล

ระหว่างห่วงของหลอดเลือดฝอยของไตมีเมทริกซ์เมแซนเจียล ซึ่งมีองค์ประกอบหลักคือคอลลาเจนชนิดที่ 4 และ 5 ลามินิน และไฟโบนิคติน ปัจจุบันเซลล์เหล่านี้มีการทำงานหลายอย่าง เซลล์เมแซนเจียลจึงทำหน้าที่หลายอย่าง ได้แก่ เซลล์เหล่านี้หดตัวได้ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการไหลเวียนของเลือดในไตภายใต้อิทธิพลของเอมีนและฮอร์โมนจากสิ่งมีชีวิต มีกิจกรรมในการจับกิน มีส่วนร่วมในการซ่อมแซมเยื่อฐาน และสามารถผลิตเรนินได้

ท่อไต

ท่อไตส่วนต้น

ท่อไตจะอยู่เฉพาะในคอร์เทกซ์และโซนใต้คอร์เทกซ์ของไต โดยทางกายวิภาคจะแบ่งออกเป็นส่วนที่ม้วนงอและส่วนตรงที่สั้นกว่า (ส่วนลง) ซึ่งต่อเนื่องไปจนถึงส่วนลงของห่วงเฮนเล

ลักษณะโครงสร้างของเยื่อบุผิวหลอดคือการมีขอบแปรงในเซลล์ - การเจริญเติบโตของเซลล์แบบยาวและแบบสั้นที่เพิ่มพื้นผิวการดูดซึมมากกว่า 40 เท่าซึ่งทำให้มีการดูดซึมสารที่กรองแล้วแต่จำเป็นต่อร่างกายกลับคืน ในส่วนนี้ของหน่วยไต อิเล็กโทรไลต์ที่กรองแล้วมากกว่า 60% (โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส แคลเซียม ฯลฯ) ไบคาร์บอเนตและน้ำมากกว่า 90% จะถูกดูดซึมกลับ นอกจากนี้ กรดอะมิโน กลูโคส และโปรตีนที่กระจัดกระจายละเอียดก็จะถูกดูดซึมกลับเช่นกัน

มีกลไกการดูดซึมกลับหลายประการ:

• การขนส่งแบบกระตือรือร้นต่อการไล่ระดับทางเคมีไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับการดูดซึมโซเดียมและคลอรีนกลับคืน
• การลำเลียงสารแบบพาสซีฟเพื่อคืนสมดุลออสโมซิส (การลำเลียงน้ำ)
• ปินไซโทซิส (การดูดซึมกลับของโปรตีนที่กระจัดกระจายอย่างละเอียด)
• การขนส่งร่วมที่ขึ้นอยู่กับโซเดียม (การดูดซึมกลับของกลูโคสและกรดอะมิโน)
• การขนส่งที่ควบคุมโดยฮอร์โมน (การดูดซึมฟอสฟอรัสกลับภายใต้อิทธิพลของฮอร์โมนพาราไทรอยด์) และอื่นๆ

ลูปแห่งเฮนเล

ทางกายวิภาคศาสตร์ ห่วงเฮนเลมี 2 แบบ คือ ห่วงสั้นและห่วงยาว ห่วงสั้นจะไม่ทะลุผ่านโซนด้านนอกของเมดัลลา ห่วงเฮนเลยาวจะทะลุเข้าไปในโซนด้านในของเมดัลลา ห่วงเฮนเลแต่ละอันประกอบด้วยส่วนบางที่เคลื่อนลง ส่วนบางที่เคลื่อนขึ้น และท่อไตตรงส่วนปลาย

หลอดไตส่วนปลายตรงมักเรียกว่าส่วนเจือจาง เนื่องจากเป็นจุดที่ปัสสาวะเจือจาง (ความเข้มข้นของออสโมซิสลดลง) เนื่องจากส่วนนี้ของห่วงไม่สามารถซึมผ่านน้ำได้

ส่วนที่ขึ้นและลงนั้นอยู่ติดกับวาซาเรกตาซึ่งผ่านเมดัลลาและไปยังท่อรวบรวม ความใกล้ชิดของโครงสร้างเหล่านี้สร้างเครือข่ายหลายมิติซึ่งเกิดการแลกเปลี่ยนสารละลายและน้ำในทิศทางตรงข้าม ทำให้หน้าที่หลักของห่วงคือการเจือจางและทำให้ปัสสาวะเข้มข้นขึ้น

หน่วยไตส่วนปลาย

ประกอบด้วยหลอดไตส่วนปลายที่ขดเป็นเกลียวและท่อเชื่อมต่อ (connecting tubule) ซึ่งเชื่อมต่อหลอดไตส่วนปลายที่ขดเป็นเกลียวกับส่วนเปลือกของท่อรวบรวม โครงสร้างของหลอดเชื่อมต่อแสดงโดยเซลล์เยื่อบุผิวสลับกันของหลอดไตส่วนปลายที่ขดเป็นเกลียวและท่อรวบรวม หน้าที่ของหลอดเชื่อมต่อจะแตกต่างกัน ในหน่วยไตส่วนปลาย จะมีการดูดซับไอออนและน้ำกลับ แต่ในปริมาณที่น้อยกว่าในหน่วยไตส่วนต้นมาก กระบวนการขนส่งอิเล็กโทรไลต์เกือบทั้งหมดในหน่วยไตส่วนปลายถูกควบคุมโดยฮอร์โมน (อัลโดสเตอโรน พรอสตาแกลนดิน ฮอร์โมนต่อต้านการขับปัสสาวะ)

ท่อเก็บรวบรวม

ส่วนสุดท้ายของระบบท่อไตไม่ได้จัดอยู่ในกลุ่มเนฟรอนอย่างเป็นทางการ เนื่องจากท่อรวบรวมมีต้นกำเนิดจากตัวอ่อนที่แตกต่างกัน ท่อเหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากการเจริญเติบโตของท่อไต ตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาและการทำงาน ท่อเหล่านี้แบ่งออกเป็นท่อรวบรวมคอร์เทกซ์ ท่อรวบรวมของโซนด้านนอกของเมดัลลา และท่อรวบรวมของโซนด้านในของเมดัลลา นอกจากนี้ ท่อที่มีปุ่มไตยังถูกแยกออก โดยไหลผ่านบริเวณปลายสุดของปุ่มไตไปยังฐานไตส่วนเล็ก ไม่พบความแตกต่างในการทำงานระหว่างส่วนคอร์เทกซ์และเมดัลลาของท่อรวบรวม ปัสสาวะส่วนสุดท้ายจะก่อตัวขึ้นในส่วนเหล่านี้

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]