Transcript เอกสาร

กลไกการรักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต
Homeostasis
ครูเสกสรรค์ สุวรรณสุข
โรงเรียนแก่นนครวิทยาลัย
www.kruseksan.com
1. การรักษาดุลยภาพของน้ าในพืช
• พืชมีการคายน้าผ่านทางรูปากใบ
• การคายน้าทาให้พืชมีการสูญเสียน้า
• พืชจึงต้องมีวิธีการดูดน้าจากภายนอกเข้าสู่ราก
เพื่อชดเชยน้าที่สญ
ู เสียไป
• วิธีการรักษาสมดุลของน้าในพืช
การรักษาดุลยภาพของน้ าในพืช
การรักษาดุลยภาพของน้ าในพืช
ปากใบ Stoma
การรักษาดุลยภาพของน้ าในพืช
ปากใบ Stoma
ความสัมพันธ์ระหว่างการคายน้ ากับการลาเลียงน้ า
•
เมื่อพืชคายน้าออกทางปากใบจะทาให้เกิดแรงดึง
ระหว่างโมเลกุลของน้าในเซลล์ที่อยู่ติดกับปากใบกับ
โมเลกุลของน้าในเซลล์ถดั ไป และเกิดต่อเนื่ องเช่นนี้
จนถึงเซลล์บริเวณรากที่จะดึงน้าจากดินหรือจาก
แหล่งน้าเข้าสู่พืช
ความสัมพันธ์ระหว่างการคายน้ ากับการลาเลียงน้ า
•
•
•
•
พืชมีการคายน้า โดยไอน้าระเหยออกจากใบผ่านทางปากใบ
เปรียบเสมือนประตูที่ควบคุมปริมาณน้าภายในพืช
การเปิด – ปิดปากใบ ขึน้ อยู่กบั ปัจจัย
- ความเข้มของแสงและความชื้น
โดยทัวไปเมื
่
่ออัตราการคายน้าเร็วกว่าการดูดน้าเข้าสู่เซลล์พืช
ปากใบจะแคบหรือปิดลงเพื่อรักษาปริมาณน้าในพืชเอาไว้
การควบคุมอัตราการคายน้าโดยการปิด – เปิดปากใบเป็ น
การช่วยรักษาดุลยภาพของน้า
ความสัมพันธ์ระหว่างการคายน้ ากับการลาเลียงน้ า
พืชสู ญเสี ยนำ้ ไปโดยกำรคำยนำ้ (transpiration) สู่ บรรยำกำศ
ในรู ปของไอนำ้ ผ่ ำนทำงปำกใบเป็ นส่ วนใหญ่ และทำงผิวใบ
เพียงเล็กน้ อยเพรำะมีสำรคิวทินเคลือบอยู่เป็ นกำรป้องกัน
กำรสู ญเสี ยนำ้
ความสัมพันธ์ระหว่างการคายน้ ากับการลาเลียงน้ า
ในบางครั้งที่อากาศมีความชื้นสัมพัทธ์สูง (Relative
Humidity) น้ าจะระเหยเป็ นไอสู่บรรยากาศได้นอ้ ยลง ทาให้
การคายน้ าลดลง แต่แรงดันน้ าในต้นพืชยังสูงอยู่ จึงสามารถพบหยด
น้ าที่บริ เวณกลุ่มรู เปิ ดที่ผวิ ใบซึ่งเรี ยกว่า ไฮดาโทด (hydathode) มัก
พบอยูใ่ กล้ปลายใบหรื อขอบใบตรงตาแหน่งของปลายท่อลาเลียง
การคายน้ าในลักษณะนี้เรี ยกว่า กัตเตชัน (guttation) ทาให้พืช
สามารถดูดน้ าทางรากเข้าไปใช้ได้ พบทั้งในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบ
เลี้ยงคู่
ความสัมพันธ์ระหว่างการคายน้ ากับการลาเลียงน้ า
พืชนอกจำกจะสู ญเสี ยนำ้ โดยกำรระเหยเป็ นไอออกมำทำงปำกใบ
แล้ วพืชยังสำมำรถสู ญเสี ยนำ้ เป็ นไอนำ้ ออกมำทำงเลนทิเซล
(lenticle) ซึ่งเป็ นรอยแตกที่ผวิ ของลำต้ นได้ อกี ด้ วย
การปรับตัวของพืชให้เหมาะสมกับปริมาณน้ าในแหล่งที่อยู่
1.
Xerophyte เป็ นพืชทีอ่ ยู่ในทีแ่ ห้ งแล้ ง เช่ น ทะเลทรำย โดย
- รำกหยัง่ ลึก มีขนรำกมำก
- ปำกใบอยู่ระดับลึกตำ่ กว่ ำชั้นผิวใบ (Sunken Stoma) เปิ ดปำก
ใบตอนกลำงคืน
- ลำต้ นอวบนำ้ แตกกิง่ ก้ ำนมำก
การปรับตัวของพืชให้เหมาะสมกับปริมาณน้ าในแหล่งที่อยู่
2.
Hydrophyte เป็ นพืชทีเ่ จริญอยู่ในแหล่ งนำ้ มำก โดย
- รำกไม่ หยัง่ ลึก มีขนรำกหรือไม่ มีกไ็ ด้
- ลำต้ นกลวง มีช่องอำกำศมำก ไม่ มีเนือ้ ไม้ ใบขนำดใหญ่
- ปำกใบอยู่ระดับสู งกว่ ำผิวใบ
(Raised stoma)
การปรับตัวของพืชให้เหมาะสมกับปริมาณน้ าในแหล่งที่อยู่
3.
Mesophyte เป็ นพืชทีเ่ จริญอยู่บนบกทัว่ ๆ ไป โดย
- รำกหยัง่ ลึก มีขนรำกมำก ลำต้ นมีเนือ้ แข็ง
- ปำกใบอยู่ระดับเดียวกันกับผิวใบ (Typical stoma)
การปรับตัวของพืชให้เหมาะสมกับปริมาณน้ าในแหล่งที่อยู่
4.
Halophyte เป็ นพืชทีเ่ จริญอยู่บริเวณทีม่ ีดนิ เค็ม เช่ น ป่ ำชำยเลน
- กำรมีรำกหำยใจโดยโผล่ ขนึ้ มำเหนือดิน
พืชมีกลไกกำรรักษำดุลยภำพของนำ้
การคายน้ าทางปากใบ
ปากใบ Stroma
ประตูควบคุมปริ มาณน้ า
เร็ วกว่า การดูดน้ าทางราก
แคบลง
ปิ ด
รักษาดุลยภาพของน้ า
ปัจจัยที่มีผลต่อการดารงชีวิตของมนุษย์
มนุ ษยเป็
ิ หลายเซลล ์
์ นสิ่ งมีชวี ต
สิ่ งแวดลอมภายนอกร
างกาย
้
่
สิ่ งแวดลอมภายในร
างกาย
้
่
> 70%
น้า
อุณหภูม ิ
ความเป็ นกรด เบส
อืน
่ ๆ
2. กำรรักษำสมดุลร่ ำงกำย (Homeostasis)
สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ (ระบบขับถ่าย)
สารที่รา่ งกายจาเป็ นต้องกาจัดออก เรียกว่า ของเสีย
1. การรักษาสมดุลของของเหลวในร่างกาย (Regulation of
body fluid)
- สมดุลเกลือและนำ้
- สมดุลกรด ด่ำงในเลือดและของเหลวนอกเซลล์
- สมดุลของสำรละลำยในเลือดและของเหลวในร่ำงกำย
2. การรักษาอุณหภูมิของร่างกาย (Thermoregulation)
การรักษาสมดุลร่างกาย (Homeostasis)
กำรรักษำสมดุลของเหลวในร่ำงกำยของสัตว์นำ้ จืดและสัตว์นำ้ เ็ม
H2O (osmosis)
Hypertonic น้ำเข้มข้นมำกกว่ำของเหลวในปลำ
น้ าเค็ม
กำรปรับตัวตัว
ดื่มนำ้ มำก เหงือกกำจัดแร่ธำตุส่วนเกินออก
ปั สสำวะน้อยเข้มข้น
Hypotonic น้ำเข้มข้นน้อยกว่ำของเหลวในปลำ
น้ าจืด
ดื่มนำ้ น้อย เหงือกดูดเกลือแร่
(active transport)
ปั สสำวะบ่อยเจือจำง
ผิวหนัง / เกล็ดป้องกันแรธาตุ
่
H2O
สาร
>
น้า
กลุมเซลล
ขั
่
์ บ
แรธาตุ
ส่วนเกิน
่
Hypertonic sol
H2O
ปัสสาวะน้อยและมีความเขมข
้ นสู
้ ง
/ กาจัดทางทวารหนัก
ผิวหนัง / เกล็ดป้องกันน้า
Hypotonic sol
>
สาร
Active transport
กลุมเซลล
ดู
กลับ
่
์ ดแรธาตุ
่
ปัสสาวะบอยและค
อนข
าง
่
่
้
มีความเจือจาง
น้า
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
1. Contractile Vacuole [contract= บีบตัว] พบ
ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น อะมีบา พารามีเซียม นอกจากนี้ยัง
ใช้เยือ่ หุม้ เซลล์ในการขับสารด้วย
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
Contractile Vacuole [contract= บีบตัว] ทาหน้าที่
ขับนำ้ ที่มำกเกินไปออกจำกเซลล์ เพื่อรักษำปริมำณนำ้ ภำยในเซลล์
ให้พอเหมำะ (Osmoregulation)
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
2. Cell membrane พบในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่น ฟองน้ า
และกลุม่ ไฮดรา เป็ นต้น
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
1. โพรโทซัวนำ้ จืด จะกำจัด
- แอมโมเนีย และ CO2 ด้วยกำรแพร่ผำ่ นเยื่อหุม้ เซลล์โดยตรง
เพรำะแอมโมเนีย และ CO2 มีขนำดเลก
- นำ้ ที่มำกเกิน จะใช้็อนแทรกไทล์แว็ิวโอล ็วบ็ุมแรงดัน
Osmoregulator ทำหน้ำที่ ็ล้ำยไต
2. โพรโทซัวนำ้ เ็ม ไม่มี็อนแทรกไทล์แว็ิวโอล เพรำะแรงดัน
ของนำ้ ทะเลสูงกว่ำของร่ำงกำย ทำให้มีโอกำสสูญเสียนำ้
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
3. Flame cell พบในสิ่งมีชีวิต เช่น พลานาเรีย
ท่อขับถ่ำย
Flame cell
พลานาเรีย
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
4. Nephridium พบในสิ่งมีชีวิต เช่น ไส้เดือนดิน ป้องละ1 คู่
เนื่องจากมีโครงสร้างร่างกายที่ซบั ซ้อนมากยิง่ ขึ้น หลักการทางาน
คล้ายไต
Nephriopore
Nephriostome
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
5. Malpighian tubule พบในสิ่งมีชีวิตเช่น แมลง
ท่อมัลพิเกียล
ทวำรหนัก
6. Salt gland ต่อมเกลือ เช่น นกทะเล เต่าทะเล ทาหน้าที่
ขับแร่ธาตุส่วนเกินออก
(Nasal gland)
เต่าทะเล
นกทะเล
www.vcharkarn.com/vcafe/8273
การกาจัดของเสียที่เป็ นสารประกอบไนโตรเจน
การกาจัดของเสียที่เป็ นสารประกอบไนโตรเจน
อวัยวะในการรักษาสมดุลของมนุษย์
กำรขับถ่ำยของสัตว์
สัตว์น้ า
แอมโมเนีย
เลี้ยงลูกด้วยน้ านม
ยูเรีย
สัตว์ปีก/สัตว์เลื้อยคลาน
ยูรกิ
ปลำ, ็รึง่ บก็รึง่ นำ้
สุนขั , มนุ ษย์
นก, ไก่, จิ้งจก, งู
เรื่องของ ขีจ้ งิ้ จก... กับ....คนขีส้ งสั ย
(จำกคำถำมหนึ่ง นำไปสู่ ควำมรู้มำกมำย)
ในโรงเรียนต่ ำงอำเภอ ห่ ำงไกลตัวเมือง ครูในโรงเรียน
ได้ ทำกำรสอนวิชำ วิทยำศำสตร์ เรื่อง
สิ่ งมีชีวติ และสิ่ งแวดล้ อม
อำคำรเรียน ทีก่ ำลังเรียนวิทยำศำสตร์ อยู่น้ันเป็ น
อำคำรไม้ เก่ ำ ผุพงั ลมมำก็เอนตำมลม
ไม่ นำนก่ อนจะพักเที่ยง มีเด็กคนหนึ่งมองไปเห็นจิง้ จก
และขีข้ องมันก็หล่ นมำโดนหัวพอดี
เด็กก็เลยถำมครูผู้สอน
ว่ ำ..............
ทำไมขีจ้ งิ้ จก สี ดำ แต่ ปลำยมีจุดสี ขำวครับ ??
แล้ วทำไม ขีจ้ งิ้ จกของคนถึงมีสีเดียว ??
นำยบอลได้ ยนิ คำถำมแล้ ว หูผงึ่ เมื่อเห็นเด็กคนหนึ่ง กำลังถำมผู้เป็ นครู
ที่นำยบอลสนใจ คือ คำถำมที่ 2 เรื่องขีจ้ งิ้ จกของคน !!!!
"ขีจ้ งิ้ จกหนึ่งก้ อน มีสองสี คอื สี ดำ กับสี ขำว ที่อกี ปลำยนั้นน่ ะ สี ดำคือ
อุจจำระ ส่ วนสี ขำวคือปัสสำวะ โดยเวลำมันถ่ ำยจะถ่ ำยออกมำพร้ อมกัน
ทำงช่ องทวำรเดียวกัน สั ตว์ เลือ้ ยคลำนและสั ตว์ ปีกจะขับถ่ ำยเช่ นนี้ เช่ น
ขีต้ ๊ ุกแก จิง้ เหลน ขีน้ ก ซึ่งแตกต่ ำงจำกสั ตว์ เลีย้ งลูกด้ วยนมอย่ ำงเรำ ๆ "
"แล้ วทำไม ปลำยจุดถึงมีสีขำว ทำไมขีค้ นไม่ มีสีขำว"
"ในสั ตว์ ปีกและสั ตว์ เลือ้ ยคลำน ของเสี ยจำกเลือดจะถูกแยกออกในรู ป
ของแข็ง(สี ขำว) แล้ วถูกขับมำรออยู่ทปี่ ลำยทวำร เมื่ออุจจำระเคลือ่ นมำถึงก็
จะดันเอำก้ อนปัสสำวะให้ ออกมำด้ วย
ก้ อนปัสสำวะสี ขำวนี้ คือ กรดยูริก จะถูกขับมำรอทีป่ ลำยทวำรอยู่
ตลอดเวลำ เหมือนปัสสำวะของคนทีจ่ ะถูกกรองมำเก็บทีก่ ระเพำะปัสสำวะ
ตลอดเวลำ แต่ ในคนเป็ นของเหลวมีปริมำณมำกจึงต้ องแยกช่ องทำงขับถ่ ำย
ต่ ำงหำกและต้ องขับถ่ ำยออกมำบ่ อยๆ ในสั ตว์ เลือ้ ยคลำนปัสสำวะเป็ น
ของแข็งปริมำณไม่ มำก จึงไม่ ต้องถ่ ำยบ่ อยและรอขับถ่ ำยออกมำพร้ อม
อุจจำระได้ "
นายบอลก็พ่ งึ รู ้เหมือนกันนะเนี่ยะ
นายบอลหันไปมองหน้าครู ผสู้ อน
"แล้ วทำไม ขีจ้ งิ้ จกของคนถึงมีสีเดียว ??"
(ครู ) "ขีจ้ งิ้ จกทีต่ กใส่ ตัวคนเหรอ?"
"จุดดำแบบในรู ป...นี้ และ ที่.....ครู ตะหำกล่ ะ...ครับ"
"เค้ ำเรียกว่ ำ ขีแ้ มลงวัน จะคล้ ำยๆไฝ เป็ นจุดดำเล็กๆ แต่ ไม่ เป็ นตุ่มนูน
เหมือนไฝ
ขีแ้ มลงวัน เป็ นจุดสี นำ้ ตำลเข้ มกว่ ำกระ พบบริเวณใดของร่ ำงกำยก็ได้ เกิด
จำกกำรเพิม่ จำนวนเซลล์ เม็ดสี และเม็ดสี ในชั้นหนังแท้ “
เด็กอีกคนถำม
"แล้ วทำไม แมลงวันถึงมำขีใ้ ส่ หน้ ำคนล่ ะคะ ทีม่ ือก็มี เห็นแมงวันมำเกำะ
แป๊ บเดียวเอง"
"ขี้แมลงวัน เกิดจาก เซลล์ที่สร้างเม็ดสีใต้
ผิวหนัง(ทาให้ผิวแต่ละคนมีสีเข้มต่างกัน)
แบ่งตัวจนมีมากขึน้ หรือมีการสร้างเม็ดสี
มากกว่าปกติ ทาให้เห็นจุดนัน้ เข้มกว่าสี ไม่ใช่
แมลงวันมาขี้ใส่นะ"
อวัยวะในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
Kidney พบในสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่มีโครงสร้างค่อนข้าง
ซับซ้อน เช่น หอย หมึก สัตว์มีกระดูกสันหลัง ไตเกิดจากการ
Renal
รวมตัวของ Nephridium
cortex
Renal
medulla
Renal
pelvis
ท่อไต
3. การรักษาดุลยภาพของน้ าและสารในร่างกายคน
ถ้ำปริมำณนำ้ ที่รบั เข้ำและขับออกไม่สมดุลกัน จะเกิดปั ญหำแก่รำ่ งกำย
อย่ำงไร
Renal
cortex
Renal
medulla
Renal
pelvis
ท่อไต
สัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ ทัง้ ็นมีระบบ็วบ็ุมดุลยภำพนำ้
ประกอบด้วยไต (Kinney) ท่อไต (Ureter) และกระเพำะ
ปั สสำวะ (Urinary bladder)
และขับออกทำง ท่อปั สสำวะ (Urethra)
ของเหลวที่ร่างกายรับเข้า
ของเหลวที่ร่างกายขับออก
เครื่ องดื่ม
ปัสสาวะ
อาหาร
1,200 cm3
1,000 cm3
กระบวนการหายใจ
รวม
2,500 cm3
300 cm3
เหงื่อ
500 cm3
หายใจออก
อุจจาระ
รวม
1,500 cm3
350 cm3
150 cm3
2,500 cm3
น้ าในร่ างกายคนเรา ถูกแบ่งด้วยเยือ่ หุม้ เซลล์ออกเป็ น 3 ส่ วน คือ
1. นำ้ นอกเซลล์ (Extracellular) ็ือ นำ้ ในร่ำงกำยอยู่
ภำยนอกเซลล์ หน้ำที่ รักษำสภำพแวดล้อมนอกเซลล์ให้็งที่
ได้แก่ พลำสมำหมุนเวียนในเลือด ส่วนอยู่ระหว่ำงเซลล์ และ
นำ้ เหลือง (Lymph)
2. นำ้ ข้ำมเซลล์ (Transcellular) ็ือ ส่วนนำ้ นอกเซลล์ท่ี
ลักษณะพิเศษ ที่ถูกหลั่งจำกเซลล์เยื่อบุ (Epithelium) ด้วย
วิธีแอกทีฟทรำนสปอร์ต มำหล่อเลี้ยงตำมช่องเฉพำะของร่ำงกำย
ได้แก่ นำ้ ไขสันหลัง
3. นำ้ ในเซลล์ (Intracellular) ็ือ ส่วนที่อยู่ภำยในเซลล์
เปนแหล่งเกิดกระบวนกำรเมตำบอลิซึมในเซลล์ มีปริมำณกว่ ำ
็รึง่ ของนำ้ ทัง้ หมดในร่ำงกำย
อวัยวะในการรักษาดุลยภาพของน้ าในร่างกายมนุษย์
กำร็วบ็ุมกำรทำงำนของไต
เหงื่อ (Sweal) หรือหำยใจทำงปอด
กระหำย
ดื่มนำ้ ลด็วำม
เข้มข้นเลือด
ตัวรับ็วำม
เข้มข้นเลือด
เลือด็วำมเข้มข้นเพิ่ม
แรงดันออสโมติกสูง
ADH
ทาให้ ท่อหน่ วยไต (convoluted tubule)
เพิ่มกำรดูดนำ้ กลับ ขับถ่ำยปั สสำวน้อยลง
ADH (antidiuretic hormone) ฮอร์โมนแอนติไดยูเรติก
Kidney
ควบคุมสมดุลนำ้ และอิเล็กโทรไลต์ ของร่ ำงกำย
ควบคุมควำมเป็ นกรดเบสของของเหลวในร่ ำงกำย
ขับถ่ ำยของเสี ย ซึ่งเกิดจำกเมแทบอลิซึมของร่ ำงกำย
เกิดสำรบำงอย่ ำงทีเ่ ป็ นประโยชน์ ต่อร่ ำงกำย เช่ น กลูโคส
ขับถ่ ำยสำรแปลกปลอมทีร่ ่ ำงกำยรับมำ เช่ น ยำรักษำโรค
สร้ ำงสำรบำงชนิดที่เป็ นประโยชน์ ต่อร่ ำงกำย
เช่ น ฮอร์ โมนเรนิน (renin)
การรักษาดุลยภาพของน้ าในร่ างกายมนุษย์
สมองส่ วนไฮโพทาลามัส
Renal artery
Kidney
กรองและกาจัด
Renal vein
Ureter (ทอไต)
่
ต่อมหมวกไต
Urethra
Urine
Urinary bladder
(กระเพาะปัสสาวะ)
Kidney
ช่ องท้ องค่ อนไปทำงด้ ำนหลัง
2 ข้ ำงระดับเอวตำมแนวกระดูกสั นหลัง
คล้ำยเมล็ดถั่วแดง
กรองของเสี ยออกจำกเลือด
หน้ ำที่
รักษำดุลยภำพของนำ้ + แร่ ธำตุ
Glomerulus
โกลเมอรูลสั
ส่วนประกอบของหน่ วยไตเป็ นเส้นเลือดฝอยภายในกระเปาะโบว์แมนแคปซูล
กรองของเสียออกจากเลือด
ของเหลวที่ไต
Nephron
หน่ วยไต
องคประกอบของไต
์
รีนล
ั คอรเท็
์ กซ ์ (เนื้อไตส่วนนอก)
รีนล
ั เมดัลลา (เนื้อไตส่วนใน)
กรองของเสียออกจากเลือด และรักษาดุลยภาพของน้าและแร่ธาตุ
น้าปัสสาวะ
ปริมาณของสารตางๆ
ในน้าเลือด
่
/ ในของเหลวทีไ่ ต
สำร
ในนำ้ เลือด
( g / 100cm3 )
ผ่ ำนโกลเมอรู ลสั
ในของเหลวทีไ่ ต
( g / 100cm3 )
นำ้
โปรตีน
ยูเรีย
กรดยูริก
กลูโคส
กรดอะมิโน
90
8
0.03
0.004
0.1
0.05
0.9
90
0.03
0.004
0.1
0.05
0.9
ไอออนต่ ำงๆ (Na+ , Cl-)
/ ในน้าปัส
ผ่ ำนท่ อหน่ วยไต
ในนำ้ ปัสสำวะ
( g / 100cm3 )
95
1.8
0.05
< 0.9-3.6
ไต (Kidney) และโครงสร้างหน่วยไต
Kidney หรือ ไต เป็ นอวัยวะขับถ่ายที่สาคัญของมนุษย์และสัตว์
เลี้ยงลูกด้วยน้ านมทั ่วไป ไต เป็ นอวัยวะคู่รูปร่างเหมือนเมล็ดถั ่ว
เป็ นอวัยวะที่มีเลือดมาเลี้ยงถึง 20% ของการบีบตัวของหัวใจ
หนึ่งครั้ง หน้าที่ของไต คือ กรองของเสียออกจากเลือด
Renal
cortex
ช่วยกาจัดสารบางอย่าง ไตส่วนในสร้างฮอร์โมน
Renal
medulla
Erithropoietin ช่วยกระตุน้ ไขสันหลัง
ให้สร้างเม็ดเลือดแดง
ไต มีหน่วยย่อยสุด็ือ Nephron หรือ
หน่วยไต และมีเนื้อเยื่อ 2 ชัน้ ็ือ
Renal cortex (ชัน้ นอก)
Renal medulla (ชัน้ ใน)
โครงสร้างไต
1. ไต มีขนาดยาวประมาณ 10-13
cm กว้ าง 6 cm และหนา 3 cm ผนัง
ช่ องกลวง คือ เนื้อไต ช่ องในไต
เรี ยกว่ า กรวยไต (Pelvis) ก้านของ
กรวย คือ ท่ อไต (Ureter) จากนั้น
นาของเหลวไปรวมกันในกระเพาะ
ปัสสาวะ (Bladder)
2. เนื้อไต แบ่ งเป็ น 2 ชั้น ชั้นนอก คือ Cortex ชั้นใน คือ Medulla และภายใน
เนื้อไต ประกอบด้ วยหน่ วยไต (Nephron) จานวนมากมาย ไตแต่ ละข้ างมี
หน่ วยไตประมาณ 1 ล้ านหน่ วย
www.medindia.net/.../Images/kidney.gif
รายละเอียดโครงสร้างเนื้ อไต
1. Cortex เป็ นเนื้อไตชั้นนอก ประกอบด้ วย
โครงสร้ างส่ วนใหญ่ ของหน่ วยไต (Nephron)
ซึ่งได้ Bowman Capsule ท่ อของหน่ วยไต
ตอนต้ น หรื อท่ อขดส่ วนต้ น หรื อ พรอกซิมอล
คอนโวลเู ตด ทิวบูล (Proximal convoluted
tubule) ท่ อของหน่ วยไตตอนปลาย ดิสตอล
คอนโวลเู ตด ทิวบูล (Distal convoluted tubule)
2. Medulla เป็ นเนื้อไตชั้นใน ตรงกลางมีช่องของกรวยไต (Pelvis) ต่ อกับท่ อไต
(Ureter) ซึ่งเป็ นก้านกรวย ภายในเนื้อไตชั้นเมดัลลา ยังประกอบด้ วย
ห่ วงเฮนเล (Loop of Henle หรื อ Henle loop) มีลกั ษณะเป็ นห่ วงรูปตัวยู
www.medindia.net/.../Images/kidney.gif
Cut Section of Kidney
Capsule
Cortex
Medulla
Renal papilla
Calyx
Fat in renal
sinus
Renal artery
Renal sinus
Renal vein
Renal pelvis
Renal pyramid in
renal medulla
Ureter
www.medindia.net/.../Images/kidney.gif
อวัยวะในการรักษาสมดุลของมนุษย์
กำรทำงำนของไต
ขณะผ่ำนไตมีกำรกรอง
นำ้ ปั สสำวะ
หลอดเลือด นาเลือดไปกรองที่ไต
เป็ นระบบเลือดทีม่ ีออกซิเจนสูง คือ
หลอดเลือดแดง (renal artery) ตอนปลาย
ของรี นัลอาร์ เทอรี แตกแขนงเป็ นกล่ มุ
หลอดเลือดฝอย เรี ยกว่ า Glomerulus ที่
โบร์ แมนแคปซูลห้ ุมรอบก่อน แล้ วแตก
แขนงเป็ นร่ างแหพันรอบส่ วนต่ าง ๆ ของ
ท่ อของหน่ วยไต
ตรงบริ เวณโค้ งรูปตัวยู ของห่ วงเฮนเลน
และวาซาเรกตา (Vasa recta) ทางานเป็ น
ระบบเรี ยกว่ า Counter current multiplier
กรองของเหลวมีความเข้ มข้ นสูง
อวัยวะในการรักษาสมดุลของมนุษย์
กำรทำงำนของไต
ขณะผ่ำนไตมีกำรกรอง
นำ้ ปั สสำวะ
ภายหลังเลือดไปเลีย้ งส่ วนต่ าง ๆ ของท่ อ
หน่ วยไตแล้ ว เลือดทีม่ ีออกซิเจนต่าจะเข้ าสู่
รี นัลเวน (Renal vein) และไหลออกจากไต
ไป
อวัยวะในการรักษาสมดุลของมนุษย์
กำรทำงำนของไต
Cortex
Nephron
Medulla
ท่ อหน่ วยไต (convoluted tubule) แบ่ งเป็ น 3 ส่ วน
1. ท่ อหน่ วยไตตอนต้ น หรื อ Proximal convoluted tubule ดูดสารมีประโยชน์
2. ห่ วงเฮนเลน หรื อ Henle loop หลอดโค้ งตัวยู
3. ท่ อหน่ วยไตตอนท้ าย หรื อ Distal convolud tubule มี ADH
อวัยวะในการรักษาสมดุลของมนุษย์
กำรทำงำนของไต
PCT
Bowman’s capsule
DCT
Collector duct
Loop of Henle
นำ้ ปั สสำวะ
กำรดูดสำรกลับทีท่ ่ อหน่ วยไต (Tubular reabsorption)
กำรทำให้นำ้ ปั สสำวะเข้มข้น โดยกำรดูดกลับ NaCl และ นำ้
300 mmOsm/L
100
กรอง
300 mmOsm/L
H+
NH3
HCO-3
NaCl
H 2O
K+
สารอาหาร
NaCl
NaCl
NaCl
ดูดกลับ
400 mmOsm/L
600 mmOsm/L
900 mmOsm/L
1200 mmOsm/L
Active trans.
Passive trans.
200
NaCl
H2O
H2O
H2O
NaCl
NaCl
300
H2O
400
400
H2O
700 H2O
600
Urea
1200
1200
ในกระบวนการดูดสารกลับของท่อหน่ วยไตใช้การลาเลียง
สาร
แบบไม่ใช้พลังงานของ
เซลล์(Passive transport)
น้า , ยูเรีย , Cl- , HCO-3
แบบใช้พลังงานของ
เซลล์(Active transport)
กลูโคส , กรดอะมิโน , Na+ , K+
สมองส่วนใดของรางกายที
ค
่ วบคุมสมดุลของปริมาณน้าในเลือด
่
ไฮโพทำลำมัส
Hypothalamus
ปลำยประสำทในต่ อมใต้ สมองส่ วนท้ ำย
ADH = Anti – Diuretic Hormone
เลือดทีม
่ ค
ี วามเขมข
้ นมาก
้
เลือดทีม
่ ป
ี ริมาณน้าในเลือดน้อย
ปริมาณปัสสาวะมาก
ปริมาณปัสสาวะน้ อย
ยับยัง้
ไฮโพทำลำมัส
ปริ มาณน้ าในเลือดมาก
ไต
ดูดน้ากลับ กระตุ้นให้หลัง่ ADH
ต่ อมใต้ สมองส่ วนท้ ำย
ยับยัง้ การหลัง่ ADH
ดืม่ นำ้
กระหำยนำ้
อวัยวะในการรักษาสมดุลของมนุษย์
กำรกรองสำรชนิดต่ำงๆ ในหน่วยไต
การขับถ่ายปั สสาวะ (Micturition)
เมื่อของเหลวที่กรองได้ผ่ำนหน่วยไตมำแล้ว และของเหลวไหลมำถึง ท่อรวม
หรือ ็อลเลกติง ทิวบูล จะเรียกว่ำ นำ้ ปั สสำวะ ต่อจำกนัน้ ส่งไปเกบไว้ท่ี
กระเพำะปั สสำวะ กำรขับปั สสำวะอำศัยหลัก 3 อย่ำง
1. ปั สสำวะเพิ่มมำกขึ้น จน็วำมตึงในกระเพำะปั สสำวะสูง ถึงระดับกลัน้
(Threshold)
2. เกิดรีเฟลกซ์กำรถ่ำยปั สสำวะ ทำให้กระเพำะปั สสำวะบีบตัว
3. ยิ่งเพิ่ม็วำมดันในกระเพำะปั สสำวะมำกขึ้นกจะทำให้มี็วำมรูส้ ึกอยำกถ่ำย
ปั สสำวะ
อาการผิดปกติเกี่ยวกับการขับถ่ายโดยไต
1. เบำหวำน (Diabetes mellitus)
เกิดจำกตับอ่อนไม่สำมำรถสร้ำงฮอร์โมน Insulin ได้มำกพอมำ็วบ็ุม
ระดับนำ้ ตำลในเลือดให้ปกติ ท่อหน่วยไตตอนต้น PCT ไม่สำมำรถดูดนำ้ ตำลกับ
็ืนเข้ำสู่เลือด จึงมีนำ้ ตำลกลูโ็สปนออกมำกับปั สสำวะ
2. กระเพำะปั สสำวะอักเสบ (Cystitis)
เกิดจำกกำรติดเชื้อแบ็ทีเรีย ซึ่งปนเปื้ อนจำกอุจจำระ จะปั สสำวะบ่อย
3. โร็นิ่ว
ทัง้ นิ่วในไต หรือท่อไต และนิ่วในกระเพำะปั สสำวะ เกิดจำกตะกอนขำงแร่
ธำตุตำ่ ง ๆ ในปั สสำวะไม่ละลำยแต่รวมตัวกันเปนก้อน ไปอุดตำมทำงเดิน
ปั สสำวะ รักษำ ใช้ยำ หรือกำรผ่ำตัด หรือกำรสลำยนิ่ว
4. โร็ไตวำย (Renal failure)
เปนภำวะที่ไตสูญเสียหน้ำที่กำรทำงำน มีกำรสะสมของเสีย รักษำต้องใช้ยำ
หรือฟอกเลือด หรือใช้ไตเทียม
อาการผิดปกติเกี่ยวกับการขับถ่ายโดยไต
5. เบำจืด (Diabetes insipidus)
ต่อมใต้สมองหลั่งฮอร์โมน ADH น้อยเกินไปทำให้มีกำรดูดท่อกลับ็ืนท่อ
ขด ส่วนท้ำยน้อย ปั สสำวะจึงมีนำ้ มำกกว่ำปกติ
6. Uremia
ผลิตภัณฑ์ของเมแมบอลิซึมของโปรตีนไปสะสมในเลือดมำก เช่น ยูเรีย เกิด
อำกำรชอ็
7. Renal glucosuria
เปน็วำมผิดปกติของท่อหน่วยไตไม่ดูดกลับกลูโ็สได้ ทำให้พบกลู โ็สในนำ้
ปั สสำวะ เปนโร็เบำหวำน
ไตเทียม (Artificial Kidney)
เปนเ็รือ่ งมือทำหน้ำที่แทนไต มีช่ือเรียกทำงวิทยำศำสตร์ ว่ำ
“เ็รือ่ งเฮโมไดอำไลเซอร์ (Hemodialyzer)” อยู่นอกร่ำงกำย ใช้เปน
็รัง้ ็รำวเท่ำนัน้ ประมำณสัปดำห์ละ 2-3 ็รัง้ ็รัง้ ละ 3 ชั่วโมง โดยเอำ
หลอดเลือดอำร์เทอรี และหลอดเลือดเวน ต่อเข้ำกับท่อของเ็รือ่ ง
3. กำรรักษำดุลยภำพของควำมเป็ นกรด – เบสภำยในร่ ำงกำย
ใน็นปกติ pH อยู่ระหว่ำง 7.35 – 7.45 ถ้ำเลือดมี pH ตำ่ กว่ำ 7.35
หมำย็วำมว่ำ เลือดของบุ็็ลนัน้ เปนกรด มำกกว่ำปกติ เรียกว่ำ Acidosis
ถ้ำ pH สูงกว่ำ 7.45 หมำย็วำมว่ำ เลือดของบุ็็ลนัน้ เปนด่ำงมำกกว่ำปกติ
เรียก Alkalosis
Acidosis ต่ำกว่ ำ 7.35
ปกติ (7.35-7.45)
Alkalosis สู งกว่ ำ 7.45
สมกำรรักษำดุลยภำพกรด - เบสในเลือด
CO2 + H2O
H2CO3
กรด็ำร์บอนิก
H+
+ HCO3ไฮโดรเจนไอออน ไอโดรเจน
็ำร์บอเนต
ไอออน
3. กำรรักษำดุลยภำพของควำมเป็ นกรด – เบสภำยในร่ ำงกำย
สมกำรรักษำดุลยภำพกรด - เบสในเลือด
H+
+ HCO3ไฮโดรเจนไอออน ไอโดรเจน
็ำร์บอเนต
ไอออน
ร่ำงกำยรักษำดุลยภำพของกรด – เบส ในเลือดโดยกำรรักษำดุลยภำพของไฮโดรเจน
ไอออน H+ ที่เกิดจำกกระบวนกำรเมแทบอลิซึม กระบวนกำรหลัก ็ือ กระบวนกำร
หำยใจระดับเซลล์ ซึ่งมี CO2 เปนผลผลิต รวมตัวกับนำ้ ในเซลล์เมดเลือดแดง เปน
กรด็ำร์บอนิก แตกตัวจะได้ H+ และ HCO3- ร่ำงกำยมีเมแทบอลิซึมสูงจะมี
CO2 เกิดขึ้นมำก ส่งผลให้ H+ สูง
ไตมีบทบำทในกำรรักษำ็วำมเปนกรด – เบส ของเลือด เมื่อ pH ของเลือดตำ่
หน่วยไตขับสำรที่มีส่วนประกอบของ Na+ และ NH4 ออกจำกเลือด และดูดกลับ
ไอออนบำงประเภท ซึ่งลด็วำมเปนกรด ได้แก่ Na+ และ HCO3CO2 + H2O
H2CO3
กรด็ำร์บอนิก
3. กำรรักษำดุลยภำพของควำมเป็ นกรด – เบสภำยในร่ ำงกำย
ปฏิกิริยาเคมีในร่ างกาย
เอนไซม์
ลดพลังงานกระตุนในปฏกิ
รย
ิ า
้
Metabolism
ช่วยเรงการเกิ
ดปฏิกริ ย
ิ าภายในรางกาย
่
่
ระดับของคา่ pH ในรางกาย
่
การรักษาดุลยภาพของกรด - เบส
ระดับของคา่ pH ในรางกายเหมาะสมกั
บการทางานของเอนไซมในแต
ละชนิ
ด
่
์
่
เอนไซมเพปซิ
น
์
โปรตีน
pH = 2
เอนไซมลิ
์ เพส
ไขมัน
pH = 8
การรักษาดุลยภาพของกรด - เบส
pH
กรด
ตา่
H2CO3
HCO-3
=
H2O
+
การรักษาดุลยภาพของกรด – เบสในเลือด
H+
Metabolism
CO2
Respiration
สม
กรด
ดุล
pH
pH
เพิม
่ ตขึา่ น
้
Na+
HCO-3
Na+
Na+
NH+ 4
H+
HCO-3
Na+
H+
Na+
Nephron
NH+ 4
H+
Na+
NH+ 4
HCO-3
HCO-3
Kidney
4.การรักษาอุณหภูมิของมนุษย์ (Thermoregulation)
1. กำรเปลี่ยนแปลงอัตรำเมเทบอลิซึม
อำกำศหนำว เพิ่มอัตรำเมเทบอลิซึม
เพิ่มฮอร์โมนบำงชนิด เช่น Epinephrine, Thyroxine
2. กำรเพิ่มอัตรำกำรแลกเปลี่ยน็วำมร้อนกับสิงแวดล้อม
เพิ่มอัตรำกำรไหลเวียนมำบริเวณผิวหนัง กำรขยำยตัวของเส้นเลือด กำร
พำและกำรแผ่รงั สี็วำมร้อน
การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิภายในร่างกาย
ระดับของคา่ pH ในรางกายเหมาะสมกั
บการทางานของเอนไซมในแต
ละชนิ
ด
่
์
่
กลไกควบคุมอุณหภูมใิ ห้อยูในช
่
่ วงทีเ่ หมาะสมกับการทางานของ
กระบวนการตางๆในร
างกาย
่
่
อุณหภูมิของร่างกายอยู่ระหว่าง 35.8 – 37.7
oC
35 - 40 oC
ตา่ กวา่ 34 oC
กระบวนการตางๆในร
างกายไม
สามารถท
างานตามปกติ
่
่
่
มากกว่า 40 oC
การรักษาอุณหภูมิของมนุษย์ (Thermoregulation)
Skin Structures
Epidermis
Dermis
subcutaneous tissue
www.med.cmu.ac.th/.../human/lesson/lesson4.php
Sweat gland
Keratin
Epidermis
Melanin
หนังกาพรา้
Collagen
เส้นเลือด / เส้นประสาท
Elastic
Cellulite
เซลลไขมั
น
์
หนังแท้
Dermis
ชัน
้ ไขมัน
ตอมไขมั
น
่
ตอมเหงื
อ
่
่
เส้นขน
subcutaneous tissue
www.sweathelp.org/english/PFF_Hyperhidrosis_O...
กลไกกำรรักษำดุลยภำพของอุณหภูมิในร่ ำงกำย
ไฮโพทำลำมัส
T > 37 OC
T < 37 OC
เพิ่มอัตราเมแทบอลิซึม
ลดอัตราเมแทบอลิซึม
หลอดเลือดขยายตัว
หลอดเลือดหดตัว
ขนเอนราบ
ขนลุก/ร่างกายสัน่
ต่อมเหงื่อไม่สร้างเหงื่อ
ต่อมเหงื่อสร้างเหงื่อ
ลดการระเหย
เพิ่มการระเหย
T ของเลือดเพิ่มขึน
้
T ของเลือดลดลง
T ของเลือดปกติ 37 OC
imusichelp.blogspot.com/2009_07_01_archiv
hilight.kapook.com/view/114
การรักษาอุณหภูมิของมนุษย์ (Thermoregulation)
เมื่ออุณหภูมิสูง
อุณหภูมิรำ่ งกำยเพิ่ม
เมื่ออุณหภูมิต ่า
อุณหภูมิรำ่ งกำยลด
รับรูโ้ ดยไฮโพทำลำมัส
รับรูโ้ ดยไฮโพทำลำมัส
หลอดเลือดขยำย หลั่งเหงื่อ
หลอดเลือดหดตัว กล้ำมเนื้อหด
ลดอัตรำเมแทบอลิซึม อุณหภูมิลด
ขนเอนรำบ
เข้ำสู่ภำวะปกติ
เพิ่มอัตรำเมแทบอลิซึม อุณหภูมิสูง
ขนลุกชัน
เข้ำสู่ภำวะปกติ
ไฮโพทำลำมัส
หน่วยรับรูอุ
้ ณหภูม ิ
ศูนยควบคุ
ม
์
กลามเนื
้อยึดกระดูก
้
หลอดเลือด
เซลลไขมั
น
์
ตอมเหงื
อ
่
่
Homeothermic animal
Poikilothermic animal
สั ตวเลื
์ อดอุน
่
สั ตวเลื
์ อดเย็น
สั ตวที
่ ามารถรักษาอุณหภูมข
ิ อง
์ ส
รางกายไค
ค
างคงที
ไ่ ม่
่
้ อนข
่
้
เปลีย
่ นแปลงไปตามสิ่ งแวดลอม
้
สั ตวที
กษาอุณหภูม ิ
์ ไ่ มสามารถรั
่
ของรางกายให
่
้คงทีโ่ ดยจะ
เปลีย
่ นแปลงไปตามสิ่ งแวดลอม
้
สั ตวปี์ ก / สั ตวเลี
้ งลูกดวยนม
์ ย
้
ปลา / สั ตวสะเทิ
นน้าสะเทินบก
์
สั ตวเลื
้ ยคลาน / แมลง
์ อ
กำรรักษำดุลยภำพของอุณหภูมิภำยในร่ ำงกำย
การปรับเปลี่ยนพฤติกรรม
Hibernation
สัตว์เลือดอุ่น
การหนีหนาว
การหนีร้อน
การจาศีล
Estivation
สัตว์เลือดเย็น
การทีส
่ ั ต วซ
่ นไหวในขณะทีอ
่ ุณหภูมข
ิ องสภาพแวดลอมเปลี
ย
่ นไปจากปกติ
์ ่ อนตัวอยูนิ
่ ่งๆไมเคลื
่ อ
้
อัตราการเตนของหั
วใจจะลดลง รางกายอาศั
ยอาหารทีส
่ ะสมไวอย
้
่
้ างช
่
้าๆ
โดยระยะนี้อต
ั ราเมตาโบลิซม
ึ ของรางกายจะลดลง
่
สั ตวส
ี ารนี้ในการสะสมอาหารในยามทีอ
่ าหารหายาก
์ ่ วนใหญจึ
่ งใช้วิธก
การรักษาอุณหภูมิของมนุษย์ (Thermoregulation)