ระบบขับถ่ายของคนและสัตว์

ในการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตจะมีกระบวนการเผาผลาญสารอาหารและได้ของเสียออกมาในรูปของของเสียไนโตรเจน การกำจัดของเสียเหล่านี้เรียกว่า การขับถ่าย (Excretion) เป็นกระบวนการที่สำคัญเพื่อรักษาดุลยภาพของร่างกาย โดยเป็นกระบวนการที่กำจัดสารที่ร่างกายไม่ต้องการ รวมถึงลดความเป็นพิษของสารต่าง ๆ ก่อนขับถ่ายของเสีย (Waste) เหล่านั้นออกจากร่างกาย

ของเสียที่สำคัญ ได้แก่ CO₂ และ ของเสียในรูปไนโตรเจน การขับถ่ายของเสียเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามชนิดของสัตว์

การขับถ่ายของสัตว์

• สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น พารามีเซียม อะมีบา ยูกลีนา มีการกำจัดของเสียโดยจะแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ออกสู่ภายนอกได้อย่างอิสระ
• กลุ่มฟองน้ำ ไฮดรา แม้เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์แต่ทุกเซลล์นั้นสัมผัสกับน้ำโดยตรง ทำให้การขับถ่ายแอมโมเนียใช้การแพร่ออกจากเยื่อหุ้มเซลล์โดยตรง
• กลุ่มหนอนตัวแบนที่อาศัยในน้ำ เช่น พลานาเรีย
  มีโครงสร้างที่เรียกว่า เฟลมเซลล์ (Flame cell)
  ทำหน้าที่กำจัดของเสีย โดยโครงสร้างนี้มีลักษณะเป็นเซลล์ท่อปลายตันสานเป็นตาข่าย พบกระจายทั่วลำตัวเป็นสองแนวขนานกันไป ปลายท่อตัวมีเซลล์ที่มีซีเลียทำหน้าที่พัดโบกของเหลวไปยังท่อที่รวมของเหลวก่อนจะขับแอมโมเนียออกจากร่างกายผ่านช่องเปิดตามลำตัวและผิวหนัง
• กลุ่มหนอนปล้อง เช่น ไส้เดือนดิน มีอวัยวะที่เรียกว่า Nephridium ใช้กำจัดของเสีย อวัยวะนี้มีโครงสร้างเป็นท่อขดไปมา มีช่องเปิดสองด้าน ปลายด้านที่อยู่ในช่องลำตัวเรียกว่า nephrostome รับของเหลวจากร่างกายผ่านระบบท่อขด ก่อนจะขับออกจากร่างกายผ่านช่องเปิดอีกช่องที่ผิวหนัง โดยชุดเนฟริเดียมจะพบปล้องละหนึ่งคู่ทำหน้าที่ขับถ่ายของเสียกลุ่มแอมโมเนีย ยูเรีย และดูดน้ำหรือแร่ธาตุที่มีประโยชน์กลับสู่ร่างกาย ลักษณะการทำงานของเนฟริเดียมจะคล้ายการทำงานของหน่วยไตในสัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิด
• กลุ่มแมลง มีอวัยวะขับถ่ายที่เรียกว่าระบบท่อมัลพิเกียน (Malpighian tubule) ประกอบท่อปลายตันขนาดเล็กจำนวนมากยื่นออกมาจากระบบทางเดินอาหาร บริเวณรอยต่อของกระเพาะอาหารและลำไส้ ท่อมัลพิเกียนนั้นจะทำหน้าที่ดูดซึมของเสียจากช่องภายในลำตัวเข้าสู่ระบบทางเดินอาหาร และสามารถดูดซึมสารอาหารและแร่ธาตุกลับสู่กระแสเลือด และขับของเสียไนโตรเจนออกมาพร้อมกากอาหาร
• กลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลัง มีไตเป็นอวัยวะที่ใช้ขับถ่ายของเสียและรักษาสมดุลย์น้ำในร่างกาย ปลาเป็นกลุ่มที่ไตมีการพัฒนาต่ำสุด ขับถ่ายของเสียออกมาในรูปแอมโมเนีย
• สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก จะขับถ่ายของเสียออกมาในรูปยูเรีย
• สัตว์เลื้อยคลานและนก ไตของสัตว์สองกลุ่มนี้จะขับของเสียออกมาในรูปของกรดยูริคซึ่งมีปริมาณน้ำต่ำมากเพื่อรักษาปริมาณน้ำในร่างกายเอาไว้
• กลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ไตพัฒนาสูงมาก
  ขับถ่ายของเสียในรูปของยูเรีย

การขับถ่ายของคน

ไตในมนุษย์มี 1 คู่ รูปร่างคล้ายเมล็ดถั่ว อยู่ในช่องท้อง วางตัวข้างกระดูกสันหลังบริเวณเอว ของเสียที่กรองแล้วจะออกจากไตผ่านท่อไต (Ureter) มายังกระเพาะปัสสาวะ (Urinary bladder) ก่อนจะขับถ่ายออกจากร่างกายผ่านท่อปัสสาวะ (Urethra)

           เริ่มจากหลอดเลือดแดงที่พาดเข้ามาในหน่วยไตจะแตกแขนงออกเป็นกลุ่มหลอดเลือดฝอย (Glomerulus) ที่ถูกหุ้มด้วยเนื้อเยื่อทรงกลม (Bowman’s capsule) เป็นจุดที่เกิดการกรองสารจากหลอดเลือดเข้าสู่หน่วยไต โดยอาศัยแรงดันจากหลอดเลือดขาเข้าที่ใหญ่กว่าหลอดเลือดขาออกทำให้เลือดที่ไหลออกจากกลุ่มเส้นเลือดฝอยไหลออกได้ช้าลงเกิดเป็นแรงดันที่จะผลักสารบางชนิดเข้าสู่ Bowman’s capsule ถัดเข้าไปจากนี้จะเป็น
ท่อขด 3 ส่วน คือ

• ท่อขดส่วนต้น (Proximal convoluted tubule) ในส่วนนี้จะมีทั้งการดูดกลับของน้ำ แร่ธาตุ กลูโคสต่างๆรวมถึงยูเรียจะถูกดูดกลับเข้าไปก่อน และขับยูเรียทิ้งออกมาด้วย
• ห่วงเฮนเล (Loop of Henle) มีการดูดกลับของน้ำและแร่ธาตุ และมีการขับทิ้งของยูเรีย
• และท่อขดส่วนปลาย (Distal convoluted tubule) ท่อช่วงแรกจะไม่มีการขับทิ้ง แต่ส่วนปลายจะมีการดูดกลับของน้ำ แร่ธาตุ รวมถึงยูเรีย ในส่วนนี้จะพบการหลั่งของ K⁺ และ H⁺

         ก่อนจะนำของเสียและนำที่กรองแล้วทั้งหมดเข้าสู่ ท่อรวม (Collecting duct) ออกสู่กรวยไตต่อไป 

ทิศทางการไหลเวียนเลือดและการกำจัดของเสียจากหน่วยไตออกสู่ร่างกาย

การควบคุมสมดุลของน้ำและสารต่าง ๆ

กลไกที่ควบคุมการดูดกลับของน้ำและสารต่าง ๆ นี้ถูกควบคุมโดย Antidiuretic hormone: ADH โดย ADH จะกระตุ้นให้ท่อขดส่วนปลายดูดน้ำกลับเข้ากระแสเลือด และ ฮอร์โมน Aldosterone จากต่อมหมวกไตจะเป็นฮอร์โมนที่ควบคุมการดูดกลับของ Na, K, และ P เข้าสู่กระแสเลือด นอกจากนั้นไตยังช่วยควบคุมค่าความเป็นกรดเบสของร่างกายโดยขับ H⁺ ออกและดูด HCO^3- กลับเข้าสู่หลอดเลือดที่ท่อขดส่วนปลาย

ในสภาพอากาศร้อน หรือมีการใช้งานร่างกายหนัก เช่น เล่นกีฬาหรือใช้แรงงานร่างกายจะเสียของเหลวไป 3 - 5% ของของเหลวในร่างกาย เรียกว่า ภาวะการเสียน้ำ (Dehydration)

ถ้าในปัสสาวะของผู้ป่วยโรคเบาหวาน มักจะพบน้ำตาลปะปนออกมาด้วยเนื่องจากหน่วยไตไม่สามารถดูดน้ำตาลกลับได้หมด หรือ ถ้าร่างกายติดเชื้อแบคทีเรียบางชนิดทำให้โกลเมอรูลัสเสียความสามารถในการกรองโปรตีนและเม็ดเลือด ก็จะทำให้พบโปรตีนและเม็ดเลือดปนออกมากับปัสสาวะ

ในเด็กทารกการขับปัสสาวะจะถูกควบคุมด้วยประสาทอัตโนมัติทำให้ไม่สามารถควบคุมการขับถ่ายได้ เมื่อโตขึ้นสมองส่วนต่าง ๆ พัฒนามากขึ้นทำให้ควบคุมการขับปัสสาวะได้ โดยเมื่อมีปัสสาวะประมาณ 200 ml
ปลายประสาทซิมพาเทติกจะส่งกระแสประสาทไปยังไขสันหลังขึ้นไปยังก้านสมองและสมองส่วนซีรีบรัลคอร์เท๊กซ์

       ถ้าสภาพแวดล้อมเหมาะให้ขับปัสสาวะได้จะมีคำสั่งจากก้านสมองให้กล้ามเนื้อรอบกระเพาะปัสสาวะบีบตัว กล้ามเนื้อหูรูดที่กระเพาะปัสสาวะและท่อปัสสาวะคลายตัวให้ปัสสาวะไหลออกได้

การติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะ

         โรคกระเพาะปัสสาวะอักเสบ (Cystitis) พบได้บ่อยในเพศหญิงเกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียจากอุจจาระ รวมถึงการกลั้นปัสสาวะนาน ๆ ทำให้กระเพาะปัสสาวะอักเสบ เกิดอาการปวดบริเวณหัวหน่าวเวลาขับปัสสาวะ และอาจลุกลามเป็นโรคกรวยไตอักเสบ (Pyelonephritis) และไตอักเสบ (Nephritis) ได้ถ้าเชื้อแบคทีเรียเคลื่อนที่ไปถึงส่วนไต

ความผิดปกติของไตและโรคเกี่ยวกับไต

โรคนิ่ว

เกิดได้หลายจุดในระบบปัสสาวะ ทั้งนิ่วในไต ท่อไต กระเพาะปัสสาวะ เกิดจากการตกตะกอนของแร่ธาตุต่าง ๆ ที่ไม่ละลายน้ำ โดยสอดคล้องกับการกินอาหารบางชนิด เช่น ผักใบเขียวบางชนิดที่มีสารออกซาเลตมาก เช่น ผักโขม หรือชะพลู ถ้ากินมากและติดต่อเป็นเวลานานจะทำให้เป็นนิ่วได้ง่าย

การรักษา สามารถทำได้หลายวิธี เช่น การผ่าตัด การสลายก้อนนิ่วด้วยคลื่นอัลตราซาว และการป้องกันการเกิดนิ่วคือ กินอาหารที่มีฟอสฟอรัสเพื่อไปป้องกันการจับตัวกันของออกซาเลต เช่น เนื้อสัตว์ ไข่ ถั่ว นม เป็นต้น และดื่มน้ำสะอาดมาก ๆ เพื่อขับเอาก้อนนิ่วขนาดเล็กออกมาก่อนที่จะตกตะกอนเป็นก้อนใหญ่

โรคไตวาย

คือภาวะที่ไตไม่สามารถทำงานได้ จึงเกิดการสะสมของเสียและเกิดความผิดปกติกับสมดุลน้ำ แร่ธาตุ ความเป็นกรด-เบสของร่างกาย โดยอาจมีสาเหตุจากการติดเชื้อรุนแรง การเสียเลือดหรือของเหลวจำนวนมาก การเป็นโรคเบาหวานเป็นเวลานาน หรือมีนิ่วอุดตัน

การรักษา ทำได้โดยควบคุมชนิดและปริมาณอาหาร ป้องกันการติดเชื้อ ใช้ยาหรือฟอกเลือดด้วยเครื่องไตเทียม หรือผ่าตัดเปลี่ยนไตจากบุคคลที่มีพันธุกรรมชนิดใกล้กันเพื่อเลี่ยงการปฏิเสธการรับอวัยวะ หรือใช้ยากดภูมิคุ้มกันพร้อมกับฉายรังสีเพื่อให้ภูมิคุ้มกันทำงานลดลงไตที่ผ่าตัดใส่เข้ามาสามารถทำงานได้ตามปกติ