การกำจัดของเสียออกนอกร่างกาย

การกำจัดของเสียออกนอกร่างกาย

ระบบขับถ่ายในสัตว์

          ในเซลล์หรือในร่างกายของสัตว์ต่าง ๆ จะมีปฏิกิริยาเคมีจำนวนมากเกิดขึ้นตลอดเวลา 

และผลจากการเกิดปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้จะทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตและของเสียที่ต้องกำจัดออกด้วยการขับถ่าย 💚💚💚

          สัตว์แต่ละชนิดจะมีอวัยวะและกระบวนการกำจัดของเสียออกนอกร่างกายแตกต่างกันออกไป 

          สัตว์ชั้นต่ำที่มีโครงสร้างง่าย ๆ เซลล์ที่ทำหน้าที่กำจัดของเสียจะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมโดยตรง 💚💚💚 

          ส่วนสัตว์ชั้นสูงที่มีโครงสร้างซับซ้อน 

การกำจัดของเสียจะมีอวัยวะที่ทำหน้าที่เฉพาะ

   

                             💕💕💕💕💕💕

          ระบบขับถ่ายของสัตว์ชนิดต่าง ๆ มีดังต่อไปนี้

 1. ฟองน้ำ 

          - เยื่อหุ้มเซลล์เป็นบริเวณที่มีการแพร่ของเสียออกจากเซลล์ของฟองน้ำ

                            💕💕💕💕💕💕💕

    2. ไฮดรา แมงกะพรุน 

         

       
 - ใช้ปาก  โดยของเสียจะแพร่ไปสะสมในช่องลำตัวแล้วขับออกทางปากและของเสียบางชนิดจะแพร่ทางผนังลำตัว กำจัดของเสียในรูปแอมโมเนีย

                                 💕💕💕💕💕💕

    3. พวกหนอนตัวแบน เช่น พลา

    นาเรีย พยาธิใบไม้

    - ใช้เฟลมเซลล์(Flame Cell) ซึ่งกระจายอยู่ทั้งสองข้างตลอดความยาวของลำตัว เป็นตัวกรองของเสียออกทางท่อซึ่งมีรูเปิดออกข้างลำตัว กำจัดของเสียในรูปแอมโมเนีย

                            💕💕💕💕💕💕

    4. พวกหนอนตัวกลมมีปล้อง เช่น ไส้เดือนดิน

     -ใช้เนฟริเดียม (Nephridium) รับของเสียมาตามท่อ และเปิดออกมาทางท่อซึ่งมีรูเปิดออกข้างลำตัว  กำจัดของเสียในรูปแอมโมเนียและยูเรีย

    5. แมลง 

      - ใช้ท่อมัลพิเกียน (Mulphigian Tubule) ซึ่งเป็นท่อเล็ก ๆ จำนวนมากอยู่ระหว่างกระเพาะกับลำไส้ ทำหน้าที่ดูดซึมของเสียจากเลือด และส่งต่อไปทางเดินอาหาร และขับออกนอกลำตัวทาง

ทวารหนักร่วมกับกากอาหาร  กำจัดของเสียในรูปกรดยูริก

    6. สัตว์มีกระดูกสันหลัง 

-  มีไต (kidney) เป็นอวัยวะขับถ่ายทำหน้าที่ขับถ่ายของเสียและรักษาสมดุลของน้ำและเเร่ธาตุโดยทำงานร่วมกับระบบหมุนเวียนเลือด

สัตว์เลื้อยคลานและสัตว์ปีก (Reptile and Aves)
           สัตว์เลื้อยคลานและสัตว์ปีกมีไต (Kidney) เป็นอวัยวะขับถ่าย สุดท้ายจะขับถ่ายออกทางช่องเปิดของโคลเอกา (Cloaca opening) อวัยวะขับถ่ายสามารถเปลี่ยนของเสียประเภทแอมโมเนียให้กลายเป็นกรดยูริก (Uric acid) ซึ่งไม่เป็นพิษ 

           ดังนั้นน้ำปัสสาวะของสัตว์พวกนี้จะอยู่ในลักษณะกึ่งแข็งกึ่งเหลว (Semisolid) กรดยูริกที่มายังโคลเอกาจะตกตะกอนเป็นผลึกสีขาวรวมตัวกับอุจจาระ  ช่วงที่เป็นเอ็มบริโอกรดยูริกจะเก็บสะสมไว้ในถุงแอลแลนทอยด์ (Allantosis)

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม(Mammal)

           สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม อวัยวะขับถ่ายประกอบด้วย ไต 1 คู่ 

         โครงสร้างของไตประกอบด้วยเนื้อเยื่อชั้นนอก คือ คอร์เทกซ์ (Cortex) และเยื่อชั้นใน คือ เมดัลลา (Medulla) ในเนื้อเยื่อของไตมีหน่วยไต (Nephron) เป็นจำนวนมาก ทำหน้าที่สร้างน้ำปัสสาวะและลำเลียงไปตามท่อไต (Ureter) และเก็บไว้ที่กระเพาะปัสสาวะ (Urinary bladder) ก่อนจะขับถ่ายออกนอกร่างกายทางท่อปัสสาวะ (Urethra)สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมจะขับถ่ายของเสียซึ่งเป็นสารประกอบไนโตรเจนเป็นยูเรีย

โครงสร้างภายในของไต

1.รีนัลแคปซูล (Renal capsule) เป็นส่วนที่อยู่ด้านนอกสุดหุ้มรอบไต

2. เนื้อไต ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ

-เนื้อไตชั้นนอก--> คอร์เทกซ์ (Cortex)ประกอบด้วยกลุ่มเส้นเลือดฝอยเรียกว่า โกลเมอรูลัส (Glomerulus) และถุงโบว์แมนส์แคบซูล (Bowman's Capsule) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการกรองของเสียออกจากเลือด และเป็นที่อยู่ของท่อหน่วยไตส่วนต้น (Proximal convoluted tubule) และท่อหน่วยไตส่วนปลาย (Distal convoluted tubule) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของหน่วยไต (Nephron)

-เนื้อไตชั้นใน--> เมดัลลา (medulla)มีสีจางกว่าเนื้อไตชั้นนอก มีลักษณะเป็นเส้น ๆ หรือหลอดเล็ก ๆ รวมกันเป็นกลุ่ม ๆ น้ำปัสสาวะจะส่งเข้าสู่กรวยไต

3. กรวยไต (Renal pelvis) ซึ่งทำหน้าที่รองรับน้ำปัสสาวะและส่งต่อไปสู่ท่อไต (Ureter) นำเข้าสู่กระเพาะปัสสาวะและส่งต่อไปยังท่อปัสสาวะ

ไตแต่ละข้างจะประกอบด้วยหน่วยไต หรือเนฟรอน (Nephron)ประมาณ 1 ล้านหน่วย เป็นหน่วยย่อยที่ทำหน้าที่สร้างน้ำปัสสาวะ (Functional unit) โดยหน่วยไต (Nephron) แต่ละอันประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ ๆ คือ

1. ส่วนที่เกี่ยวข้องกับการกรอง(Filtering unit)ซึ่งประกอบด้วย

- โกลเมอรูลัส (Glomerulus) --> กลุ่มหลอดเลือดฝอย (Glomerulus capillaries) ที่ขดรวมกันอยู่ในโบว์แมนส์แคบซูล (Bowman's capsule) ทำหน้าที่กรองสารออกจากพลาสมาให้เข้ามาในท่อหน่วยไต

- โบว์แมนส์แคบซูล (Bowman's capsule) --> ส่วนต้นของท่อหน่วยไต มีลักษณะคล้ายถ้วย ของเหลวที่กรองได้จะผ่านเข้ามายังบริเวณนี้

2. ส่วนท่อของหน่วยไต (Renal tubule)ประกอบด้วยท่อส่วนต่าง ๆ ดังนี้

- ท่อขดส่วนต้น (Proximal convoluted tubule) เป็นส่วนถัดจากโบว์แมนส์แคบซูล (Bowman’s capsule)ขดไปมาอยู่ในชั้นคอร์เทกซ์ (Cortex) เป็นบริเวณที่มีการดูดกลับสารต่างๆ เข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดมากที่สุด

- ห่วงเฮนเล (Henle’s loop) หลอดโค้งรูปตัวยู ยื่นเข้าไปในชั้นเมดัลลา (Medulla) ประกอบด้วย ท่อขาลง ( Discending) และท่อขาขึ้น (Ascending)

- ท่อขดส่วนปลาย (Distal convoluted tubule) ถัดจาก Henle’s loop เป็นท่อขดไปมาในชั้นคอร์เทกซ์ (Cortex) และเปิดรวมกันที่ท่อรวม (Cellecting tubule)

- ท่อรวม (Collecting duct) ต่อกับท่อขดส่วนปลาย ทำหน้าที่นำน้ำปัสสาวะส่งต่อไปยังกรวยไต (Pelvis) ท่อไต (Ureter) กระเพาะปัสสาวะ (Urenary bladder) และท่อปัสสาวะ (Urethra) ตามลำดับ

หน่วยไตทำหน้าที่ในการสร้างน้ำปัสสาวะ (Urine formation) ประกอบด้วยกระบวนการที่สำคัญ 3 ขั้นตอน ได้แก่ การกรองสารที่โกลเมอรูลัส (Glomerular filtration) การดูดสารกลับที่ท่อหน่วยไต (Tubular reabsorption) และการหลั่งสารโดยท่อหน่วยไต (Tubular Secretion)

การกรองสารที่โกลเมอรูลัส(Glomerular filtration / Ultrafiltration)

- เป็นกระบวนการแรกที่สร้างน้ำปัสสาวะ

- แต่ละนาทีจะมีเลือดเข้าสู่ไตจำนวน 1200 ml เลือดกรองผ่านโกลเมอรูลัส ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นเยื่อกรอง ของเหลวที่ผ่านจากการกรอง เรียกว่า Glomerular Filtrate หรือ Ultrafiltrate ได้แก่ น้ำ ยูเรีย กลูโคส โซเดียมคลอไรด์ เกลือแร่ต่าง ๆ จะเข้าสู่โบว์แมนส์แคปซูลประมาณ 125 ml หลังจากนั้นเลือดจะออกจากโกลเมอรูลัสไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของท่อหน่วยไต และเปลี่ยนเป็นเลือดดำแล้วออกจากไตไปทางหลอดเลือดรีนัลเวน

- การกรองอาศัยแรงดันของของเหลวในเส้นเลือดฝอยบริเวณโกลเมอรูลัส โดยเยื่อกรองจะยอมให้น้ำและสารที่มีขนาดโมเลกุลเล็กกว่ารู เช่น ยูเรีย โซเดียม กลูโคส ผ่านออกมาได้ แต่จะไม่ยอมให้สารขนาดใหญ่ผ่าน เช่น เซลล์เม็ดเลือด โปรตีน ไขมัน

- ในคนปกติพบว่าพลาสมาจะถูกกรองประมาณวันละ 180 ลิตร แต่มีปัสสาวะออกมาเพียง 1.5-2 ลิตร ซึ่งเป็นเพียง 1% จะถูกขับออกมา อีก 99 % ซึ่งเป็นสารที่มีประโยชน์จะถูกดูดกลับหมด

การดูดสารกลับที่ท่อหน่วยไต(Tubular reabsorption)

- ท่อขดส่วนต้น เกิดการดูดกลับมากที่สุด (ประมาณ 80%) มีการดูดกลับแบบใช้พลังงาน (Active transport) ได้แก่ กลูโคส โปรตีนโมเลกุลเล็ก กรดอะมิโน วิตามิน Na+K+และการดูดกลับแบบไม่ใช้พลังงาน (Passive transport) ได้แก่ ยูเรีย น้ำ Cl-HCO-3

- ห่วงเฮนเล (Henle’s loop)ท่อขาลงจะเกิดการเคลื่อนที่ของน้ำออกจากห่วงเฮนเลโดยกระบวนการออสโมซิสท่อขาขึ้นจะมีการดูด NaCl กลับทั้งแบบไม่ใช้พลังงานและแบบใช้พลังงาน และผนังส่วนขาขึ้นนี้มีคุณสมบัติไม่ยอมให้น้ำผ่าน (Impermeable)

- ท่อขดส่วนปลาย มีการดูดน้ำกลับแบบไม่ใช้พลังงาน โดยการควบคุมของฮอร์โมน ADH (Antidiuretic hormone) ส่วน NaCl และ HCO-3จะถูกดูดกลับแบบใช้พลังงาน โดยการควบคุมของฮอร์โมน Aldosterone

- ท่อรวม (Collecting tubule) มีการดูดน้ำกลับแบบไม่ใช้พลังงาน ดูดกลับของ Na+แบบใช้พลังงาน และยอมให้ยูเรียแพร่ออก โดยการดูดกลับ อยู่ภายใต้อิทธิพลของฮอร์โมน ADH

การหลั่งสารโดยท่อหน่วยไต(Tubular Secretion)

- เป็นการขนส่งสารจากเลือดเข้าไปยังท่อหน่วยไต ที่ท่อขดส่วนต้น มีการหลั่งสารหลายชนิด เช่น H+K+NH+3และที่บริเวณท่อหน่วยไตส่วนปลายมีการหลั่ง H+K+ยาและสารพิษบางชนิด

- เมื่อน้ำในเลือดน้อยทำให้ความเข้มข้นของเลือดเพิ่มมากขึ้นทำให้แรงดันออสโมติกของเลือดสูงขึ้น ไปกระตุ้นตัวรับรู้ (Receptor) การเปลี่ยนแปลงแรงดันออสโมติกในสมองส่วนไฮโพทามัส และต่อมใต้สมองส่วนท้าย (Posterior lobe of piuitary gland) ปล่อยฮอร์โมนแอนติไดยูเรติก (Antidiuretic hormone; ADH หรือ Vasopressin) ส่งไปยังท่อหน่วยไตส่วนปลายและท่อรวม ทำให้เกิดการดูดน้ำกลับเข้าสู่เลือดมากขึ้น ปริมาตรของเลือดมากขึ้นพร้อมกับขับน้ำปัสสาวะออกน้อยลง นอกจากนี้ภาวะที่มีการขาดน้ำของร่างกายยังกระตุ้นศูนย์ควบคุมการกระหายน้ำในสมองส่วนไฮโพทาลามัสทำให้ เกิดการกระหายน้ำ เมื่อดื่มน้ำมากขึ้นแรงดันออสโมติกในเลือดจึงเข้าสู่สภาวะปกติ

- แอลโดสเตอโรน (Aldosterone) จากต่อมหมวกไตกระตุ้นให้มีการดูดกลับ โซเดียม โพแทสเซียม และฟอสเฟต โดยสารดังกล่าวกลับเข้าสู่กระแสเลือด

- ไตช่วยรักษาสมดุลของกรด-เบสในร่างกายด้วยการขับไฮโดรเจนไอออนออก และดูดซึมไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออนกลับจากท่อไตที่ท่อขดส่วนต้นและส่วนปลาย

โรคนิ่ว (Calculus) --> เกิดจากตะกอนของแร่ธาตุต่าง ๆ ในน้ำปัสสาวะรวมตัวเป็นก้อนอุดตันในท่อปัสสาวะ อาจจะเกิดการอักเสบติดเชื้อ หรือ การบริโภคผักบางชนิด เช่น ใบชะพลู ผักโขม เป็นต้น ซึ่งมีสารออกซาเลตสูงทำให้มีโอกาสเป็นนิ่วได้ง่าย รักษาโดยการใช้ยา ผ่าตัด หรือสลายนิ่วโดยใช้คลื่นเสียงที่มีความถี่สูง (Ultra sound) ป้องกันได้โดยการรับประทานอาหารประเภทโปรตีน ซึ่งฟอสฟอรัสช่วยไม่ให้สารพวกออกซาเลตจับตัวเป็นก้อนนิ่ว และควรหลีกเลี่ยงการบริโภคอาหารที่มีออกซาเลตสูง นอกจากนี้การดื่มน้ำสะอาดวันละมาก ๆ อาจทำให้ก้อนนิ่วขนาดเล็กออกมาพร้อมกับน้ำปัสสาวะได้

โรคไตวาย (Renal failure) --> ไตสูญเสียการทำงาน ทำให้ของเสียจะถูกสะสมอยู่ในร่างกายไม่สามารถขับถ่ายออกทางน้ำปัสสาวะ ส่งผลให้เกิดความผิดปกติในการรักษาสมดุลน้ำ แร่ธาตุ และความเป็นกรด-เบส ของสารในร่างกาย หรืออาจมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อที่รุนแรง การสูญเสียเลือดจำนวนมาก หรืออาจเกิดจากการเป็นโรคเบาหวานเป็นเวลานาน รักษาโดยการควบคุมชนิดและปริมาณของอาหาร ใช้ยา หรือการฟอกเลือดโดยใช้ไตเทียม (Artificial kidney)

(https://www.scimath.org/lesson-biology/item/6993-excretory-system)