สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน เมนู 4
เล่มที่ ๔
เรื่องที่ ๑ การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต
เรื่องที่ ๒ การหายใจ
เรื่องที่ ๓ ความสมดุลของของเหลวในร่างกาย
เรื่องที่ ๔ ไวรัส
เรื่องที่ ๕ ปรากฏการณ์ของอากาศ
เรื่องที่ ๖ ภูมิอากาศ
เรื่องที่ ๗ รถไฟ
เรื่องที่ ๘ การศาสนา
เรื่องที่ ๙ การต่างประเทศสมัยรัตนโกสินทร์
เรื่องที่ ๑๐ ลำดับพระมหากษัตริย์ไทย
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๔ / เรื่องที่ ๓ ความสมดุลของของเหลวในร่างกาย / กลไกการขจัดของเสียที่เป็นของเหลว

กลไกการขจัดของเสียที่เป็นของเหลว
กลไกการขจัดของเสียที่เป็นของเหลว

ก. คอนแทรกไทล์แวคิวโอล (Contractile Vacuole) ของโปรโตซัว

โปรโตซัว และสัตว์หลายเซลล์ชั้นต่ำบางชนิด ไม่มีอวัยวะทำหน้าที่ขับถ่ายของเสียที่เป็นของเหลว ของเสียดังกล่าว สามารถซึมผ่านผิวเซลล์ออกสู่น้ำ ที่อยู่นอกตัวมันได้โดยตรง

อย่างไรก็ตามมีเซลล์เดียวหลายชนิดที่มีโครงร่างในเซลล์เรียก คอนแทรกไทล์ แวคิวโอล ทำหน้าที่สำหรับขจัดของเสีย ที่เป็นของเหลวจากเซลล์ โดยดูดของเหลวที่เป็นของเสียมาสะสมเอาไว้ และเมื่อมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยไปจนถึงขีดหนึ่ง จะบีบตัวขับของเหลวในแวคิวโอลออกสู่ภายนอกเซลล์ ดังนั้น คอนแทรกไทล์แวคิวโอล จึงทำหน้าที่กำจัดน้ำที่มีมากเกินต้องการ ออกนอกร่างกาย และบางส่วนของของเสีย ที่เกิดจากเมตาโปลิซึมของโปรตีน ก็อาจขับออกทางนี้ได้ด้วย
การรักษาสมดุลของของเหลวในตัวยูกลีนา
การรักษาสมดุลของของเหลวในตัวยูกลีนา
คอนแทรกไทล์แวคิวโอลพบมากในโปรโตซัวที่อยู่ในน้ำจืดซึ่งจำเป็นจะต้องขจัดน้ำที่ร่างกายดูดเข้ามาจากภายนอกโดยวิธีออสโมซิส เพื่อรักษาระดับความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์ให้คงที่อยู่ได้ อัตราการบีบตัวของคอนแทรกไทล์แวคิวโอล ขึ้นอยู่กับความดันออสโมซิสของน้ำ ที่สัตว์นั้นอาศัยอยู่ กล่าวคือ อัตราการบีบตัวจะลดต่ำลง ถ้าความดันออสโมซิสของน้ำที่มันอาศัยอยู่เพิ่มขึ้น แต่จะเร็วขึ้นถ้าความดันออสโมซิสของน้ำลดลง

ข. ระบบเฟลมเซลล์ (Flame Cells) ของหนอนและพยาธิตัวแบน

เป็นระบบขับถ่ายระบบแรกที่มีท่อเป็นทางออก พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายเซลล์ พวกตัวพลานาเรีย พยาธิใบไม้ และพยาธิตัวตืด ซึ่งเป็นสัตว์ขนาดเล็กมาก ไม่มีเส้นเลือด และไม่มีช่องว่างของลำตัวที่แท้จริง ระบบขับถ่ายนี้โดยทั่วๆ ไป ประกอบไปด้วยหลอดที่มีกิ่งก้านสาขาอยู่ ๒ ข้าง ตลอดความยาวของลำตัว ในพลานาเรียซี่งเป็นหนอนตัวแบนที่หากินเป็นอิสระ อยู่ในน้ำจืด และดินชื้นๆ หลอดเหล่านี้จะมาเปิดเป็นท่อมากมาย ที่บริเวณผิวของลำตัว
ระบบเฟลมเซลล์ในพลานาเรีย
ระบบเฟลมเซลล์ในพลานาเรีย
ในพวกพยาธิใบไม้ หลอดเล็กๆ อาจมารวมกันเป็นถุงขนาดใหญ่ก่อนเปิดติดต่อกับภายนอก ส่วนสำคัญของระบบขับถ่ายแบบนี้ ประกอบไปด้วย กลุ่มของเซลล์ ที่ทำหน้าที่ขับถ่าย มีลักษณะคล้ายเป็นเบ้าเล็กๆ ยื่นออกมาจากข้างหลอดขับถ่ายมากมาย แต่ละอันก็จะมีเซลล์ ซึ่งมีช่องว่างอยู่ตอนกลาง ซึ่งในช่องว่างนี้ มีขนยาวๆ เรียกว่า ซิเลีย (cilia) รวมกันอยู่เป็นกลุ่ม ยื่นเข้ามาในช่องว่าง ทำหน้าที่พัดโบกน้ำ และของเสียจากเซลล์ขับถ่าย ซึ่งเรียกว่า เฟลมเซลล์ เข้าสู่ช่องว่างตอนกลาง ซี่งติดต่อกับท่อขับถ่าย การพัดโบกของกลุ่มขนของเฟลมเซลล์นี้มีลักษณะคล้ายกับเปลวไฟที่ปลายเทียนไข จึงมักมีผู้เรียกเซลล์ขับถ่ายนี้ว่า เฟลมเซลล์ เช่นเดียวกับคอนแทรกไทล์แวคคิวโอล เฟลมเซลล์ทำหน้าที่สำคัญ ในการรักษาระดับสมดุลของน้ำในร่างกาย เพราะส่วนใหญ่ของเสีย ซึ่งเป็นของเหลว ที่เกิดจากเมตาโบลิซึมในสัตว์พวกนี้ จะถูกขจัดออกไปกับช่องทางเดินอาหาร ซึ่งทำหน้าที่เป็นทางผ่านของเลือด และขับถ่ายของเสียได้ด้วย เราเรียกช่องว่างนี้ว่า ช่องว่างแกสโตรวาสคูลาร์ (Gastrovascular cavity) ซึ่งได้กล่าวไว้แล้วในเรื่องการหายใจ

ค. ระบบเนฟริเดียของไส้เดือน

ต่างกับระบบเฟลมเซลล์ เพราะระบบเฟลมเซลล์ยังไม่มีเส้นเลือดมาเกี่ยวข้องด้วย แต่ระบบเนฟริเดียมีเส้นเลือดมาเกี่ยวข้อง ทำให้มีโอกาสได้แลกเปลี่ยนโดยตรง ระหว่างเลือดและอวัยวะขับถ่าย

ไส้เดือนดินมีลำตัวแบ่งเป็นปล้องๆ ภายในมีเยื่อบางๆ กั้นระหว่างปล้องทำให้แต่ละปล้องแยกออกจากกัน ในแต่ละปล้อง จะมีอวัยวะขับถ่ายอยู่คู่หนึ่ง เรียกว่า เนฟริเดีย (nephridia เอกพจน์ nephridium) อวัยวะขับถ่ายแต่ละข้างไม่ติดต่อถึงกัน ต่างก็มีท่อเปิดสู่ภายนอกโดยตรง ปลายข้างหนึ่งของเนฟริเดียแต่ละอัน เปิดอยู่ในช่องว่างของลำตัว ที่ปลายเปิดนี้มีขนเล็กๆ อยู่โดยรอบ และมีลักษณะเป็นปากแตร เรียกว่า เนโฟรสโตม (nephrostome) จากนี้ก็จะมีท่อขดไปมา ตอนปลายท่อจะพองใหญ่ออกคล้ายถุง เรียกว่า แบลดเดอร์ (bladder) ปลายของแบลดเดอร์เปิดออกสู่ภายนอกที่บริเวณ ซึ่งมีหลอดขดไปมา มีเส้นเลือดฝอยแผ่อยู่เต็ม ของเสียจากช่องว่างของลำตัวเข้าสู่เนฟริเดียทางเนโฟรสโตม นอกจากนี้ สารบางอย่างจะถูกดูดจากเส้นเลือด เข้าสู่หลอดขับถ่ายเล็กๆ ที่ขดไปมาด้วย และเชื่อกันว่า ที่บริเวณนี้ อาจสามารถดูดเอาสารบางอย่างจากหลอดขับถ่ายกลับเข้าสู่เลือดได้ด้วย การขับของเหลวออกสู่ภายนอกร่างกาย ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการบีบตัวของกล้ามเนื้อรอบผนังลำตัว ในขณะที่ไส้เดือนเคลื่อนที่
อวัยวะขับถ่ายของไส้เดือน
อวัยวะขับถ่ายของไส้เดือน
ลักษณะภายนอกของส่วนหัวของไส้เดือน แสดงรูเปิดของอวัยวะขับถ่าย ซึ่งพบมีเป็นคู่ๆในแต่ละปล้อง แต่ตำแหน่งที่เปิดไม่แน่นอน
ง. ระบบขับถ่ายของพวกแมลง

แม้ว่าสัตว์พวกแมลงกับไส้เดือนดินจะมีลักษณะสำคัญหลายอย่างคล้ายคลึงกัน เช่น มีลำตัวแบ่งออกเป็นปล้องๆ แต่แมลงก็มีลักษณะแตกต่างจากไส้เดือนดิน ที่สำคัญ คือ มี ระบบเส้นเลือดเป็นวงจรเปิด ไม่มีเส้นเลือดฝอยซอกแซกไปตามอวัยวะต่างๆ เหมือนไส้เดือนดิน แต่แมลง และสัตว์ในไฟลัมอาร์โทรโปดา (Artropoda) ส่วนมากมีวิวัฒนาการ ระบบขับถ่ายขึ้นมาใหม่ เพื่อให้เหมาะสมกับระบบเส้นเลือดที่เป็นวงจรเปิดโดยมีอวัยวะขับถ่ายที่เรียกว่า "มัลปิเกียน ทิวบูลล์" (mulpighian tubules) เป็นหลอดเล็กยาวยื่นออกมา จากบริเวณระหว่างลำไส้ส่วนกลาง และลำไส้ส่วนท้าย หลอดเหล่านี้มีจำนวนแตกต่างกัน ในสัตว์แต่ละชนิด แต่ละหลอดเปิดมีปลาย ซึ่งอยู่ในช่องว่างของลำตัว ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของเลือด ปลายหลอดมัลปิเกียนนี้สามารถดูดของเสียจากเลือด ซึมผ่านเข้าไปได้ ขณะที่ของเสียดูดผ่านเข้ามา เกลือแร่ต่างๆ และน้ำบางส่วน อาจถูกดูดกลับออกมาสู่ช่องว่างของลำตัวได้อีก แต่กรดยูริค ซึ่งเป็นของเสียจากเมตาโบลิซึมของโปรตีน และละลายน้ำได้ยาก จะตกตะกอนผ่านลงสู่ลำไส้ส่วนท้าย และไส้ตรง ที่บริเวณไส้ตรงนี้ มีกลุ่มเซลล์ ที่มีประสิทธิภาพในการดูดน้ำกลับคืนสู่ร่างกายได้อย่างดียิ่ง กลุ่มเซลล์นี้จะดูดน้ำที่เหลือเข้าสู่ร่างกายเกือบหมดสิ้น ทำให้ทั้งปัสสาวะและอุจจาระของแมลง ที่ขับออกมา มีลักษณะเป็นก้อนแข็ง
การขับถ่ายของแมลง
การขับถ่ายของแมลง แสดงให้เห็นหลอดมัลปิเกี้ยนในพวกตั๊กแตน
จ. ไต ระบบขับถ่ายของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง

ไตของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีส่วนสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเส้นเลือดฝอยที่มาหล่อเลี้ยง เช่นเดียวกับระบบเนฟริเดียของสัตว์พวกไส้เดือน แต่เนื่องจากระบบเส้นเลือดของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง สามารถนำของเสียที่เป็นของเหลว มาให้อวัยวะขับถ่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น จึงไม่จำเป็นต้องมีอวัยวะขับถ่ายกระจัดกระจายอยู่ทั่วร่างกาย เหมือนอย่างไส้เดือนดิน ซึ่งเป็นกลุ่มของสัตว์พวกแรก ที่มีระบบหมุนเวียนของโลหิต เป็นแบบวงจรปิด อวัยวะขับถ่ายของสัตว์มีกระดูสันหลังคือ ไต มีลักษณะเป็นต่อมขนาดใหญ่ที่รวมเป็น หน่วยขับถ่ายย่อยๆ ไว้ภายในมากมาย ในคน ไตอยู่ทางด้านท้ายของช่องท้อง

หน่วยย่อยทำหน้าที่ขับถ่ายของไตแต่ละหน่วยเรียกว่า เนฟรอน (nephron) เนฟรอนแต่ละอันประกอบไปด้วยเยื่อบางๆ รูปถ้วย หุ้มกลุ่มเส้นเลือดเอาไว้ เรียกว่า บาวแมนแคปซูล (Bowman's capsule) หรือ รีนัลแคปซูล (renal capsule) ต่อจากบาวแมนแคปซูล เป็นหลอดยาวขดไปขดมา ส่วนแรกเป็นหลอดขดไปมา เรียกว่า หลอดขดส่วนต้น (proximal convoluted tubule) ต่อจากส่วนนี้ไปเป็นห่วงเรียกว่า ห่วงเฮนเล (Hanle's loop) และส่วนที่ขดไปขดมาส่วนสุดท้าย เรียกว่า หลอดขดส่วนสุดท้าย (distal convoluted tubule) ปลายของส่วนนี้เปิดร่วมกับเนฟรอนหน่วยอื่น เรียกหลอดร่วมนี้ว่า คอลเลคติง ทิวบูล (collecting tubule) หลอดร่วมเหล่านี้จะมารวมกับหลอดร่วมของเนฟรอนหน่วยอื่นๆ อีกมากมาย มาเปิดเข้าสู่ช่องว่างตรงส่วนตอนกลางของไต เรียกว่า เพลวิส (pelvis) จากเพลวิสจะมีท่อใหญ่นำปัสสาวะออกจากส่วนท้ายของไต เรียกว่า หลอดไต (ureter) นำปัสสาวะไปเปิดออกสู่กระเพาะปัสสาวะ ซึ่งมีลักษณะเป็นถุงบางใหญ่ ทำหน้าที่เก็บปัสสาวะ ก่อนที่จะออกสู่ภายนอก

ไตสัตว์มีกระดูกสันหลังไม่จำเป็นจะต้องดูดของเสียจากร่างกายด้วยตัวเองอีกต่อไป การแลกเปลี่ยนสารภายในหน่วยของไตเกือบทั้งหมด เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างหน่วยเนฟรอน และเส้นเลือดฝอยภายในไต หลอดเลือดแดงรีนัลนำเลือดเข้าสู่ไตตรงบริเวณรอย บุ๋มตอนกลางของไต จากนี้ หลอดเลือดแดงรีนัลก็จะแตกเป็นแขนงเล็กๆ เข้าไปในเนื้อใน ของไต (เรียกขั้นเมดัลลา) ผ่านมาสู่บริเวณเนื้อชั้นนอก (เรียกคอร์เทกซ์) แล้วเส้นเลือดแดงเล็กๆ จะแตกแขนงเป็นกลุ่มตาข่ายเส้นเลือด เรียกโกลเมอรูลัส (glomerulus) เข้าไป อยู่ในบาวแมนแคปซูลแต่ละอันของเนฟรอน แล้วจึงผ่านออกไปแผ่เป็นเส้นเลือดฝอยอยู่รอบๆ แต่ละหน่วยของหลอดเนฟรอน ก่อนที่จะมารวมตัวเป็นหลอดเลือดดำเล็กๆ แล้วแต่ละหน่วยจะมารวมกันเป็นหลอดเลือดดำรีนัล ออกจากไตนำเลือดไปเปิดเข้าหลอดเลือดดำใหญ่วีนาคาวา ส่วนท้ายอีกทีหนึ่ง

การสกัดปัสสาวะของไต

ในปี ค.ศ. ๑๙๔๔ นักสรีรวิทยา ชื่อ คาร์ล ลุดวิค (Carl Ludwig) ให้ข้อคิดเห็นว่า โกลเมอรูลัสภายในบาวแมนแคปซูลแต่ละอัน ทำหน้าที่เป็นตัวกรองสารที่มีโมเลกุลเล็กๆ ในเลือดให้ผ่านบาวแมนแคปซูลเข้าไปในเนฟรอน การกรองสารเกิดขึ้นก็เนื่องจาก แรงดันไฮโดรสแตติกภายในโกลเมอรูลัสเอง ถ้าทฤษฎีของการกรองที่ลุดวิคตั้งถูกต้องจริง ของเหลวที่ผ่านจากเลือด เข้าไปในช่องภายในเนฟรอน ก็จะต้องมีปริมาณเท่าที่ตรวจพบในเลือด ยกเว้นสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น เม็ดเลือด และโปรตีน ที่ละลายอยู่ในน้ำเลือด ที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่เกินกว่าที่จะซึมผ่านผนังเส้นเลือด ฝอยออกมาได้ การวัดปริมาณของสารภายในบาวแมนแคปซูลนั้น ทำได้ยากมาก เพราะ นอกจากจะมีปริมาณเพียงเล็กน้อยแล้ว ยังนำมาวิเคราะห์ได้ยากอีกด้วย เพราะหน่วยเนฟรอนแต่ละหน่วยมีขนาดเล็กมากจนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ในระยะหลังๆ ได้มีการทดลอง นำเอาหลอดแก้วเล็กๆ สอดเข้าไปดูดของเหลวภายในบาวแมนแคปซูลได้สำเร็จ และสามารถดูดเอาของเหลวปริมาณเล็กน้อยมาวิเคราะห์หาปริมาณของสารต่างๆ เปรียบเทียบ กับปริมาณที่วัดได้ในน้ำเลือด และพบว่าปริมาณของสารในบาวแมนแคปซูลเหมือนกับ ที่ได้ตรวจพบในน้ำเลือดทุกประการ สารที่นำมาหาปริมาณได้แก่ น้ำตาลกลูโคส ยูเรีย เกลือ แร่ต่างๆ กรดอะมิโน ฯลฯ นอกจากนี้ยังพบด้วยว่า ขณะที่แรงดันไฮโดรสแตติกในโกลเมอรูลัสเพิ่มสูงขึ้น จะทำให้ปริมาตรของเหลวภายในบาวแมนแคปซูลเพิ่มสูงขึ้นเป็นสัดส่วนโดยตรงอีกด้วย เป็นการพิสูจน์ให้เห็นว่า การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของเหลวที่บาวแมนแคปซูลกรองออกมาได้จากโกลเมอรูลัสนั้น ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการใช้ออกซิเจนในไต เหมือนกับที่ควรจะเกิดขึ้น ถ้าไตไม่มีเส้นเลือดทำหน้าที่ดูดสารจากโกลเมอรูลัส เข้าสู่บาวแมนแคปซูล หลักฐานเหล่านี้สนับสนุนทฤษฎีของ ลุดวิค ที่กล่าวไว้ว่า ขบวนการกรองสารจากโกลเมอรูลัสเข้าสู่บาวแมนแคซูล เป็นการกรองธรรมดา ไม่มีแอคทีฟทรานสปอร์ต นำสารจากเลือดเข้าสู่บาวแมนแคปซูลเกิดขึ้นแต่อย่างไร การกรองสารนี้จะเกิดขึ้นได้ดี ขึ้นอยู่กับการเต้นของหัวใจ ซึ่งจะมีผลไปเพิ่มความดันไฮโดรสแตติกของเลือด ในโกลเมอรูลัสของเนฟรอน และหากลองคิดดูว่า ถ้าสารที่กรองจากโกลเมอรูลัส เข้ามาใน บาวแมนแคปซูลถูกขจัดออกไปนอกร่างกายหมดแล้ว ร่างกายก็จะสูญเสียสารที่มีคุณค่า หลายชนิดในเลือด ลำพังแต่น้ำอย่างเดียวเราจะต้องดื่มเข้าไปชดเชยกับที่จะสูญเสียไปจาก ไตถึงวันละประมาณ ๑๗๐ ลิตร ไตซึ่งทำงานเป็นปกติ จะไม่ยอมปล่อยให้สารที่มีคุณค่าต่างๆ หมดไปจากร่างกายหลังจากที่ถูกกรองผ่านบาวแมนแคปซูลออกไปได้ง่ายๆ เพราะระหว่างที่สารที่ถูกกรองผ่านมาตามหลอดเล็กๆ ของเนฟรอนนั้น หน่วยของเนฟรอนจะ ดูดเอาน้ำและสารต่างๆ หลายชนิด ที่จำเป็นต่อร่างกาย กลับคืนสู่เส้นเลือดฝอยที่ปกคลุมอยู่ ตลอดหน่วยของเนฟรอน
ไตผ่าซีกตามยาวเพื่อแสดงส่วนประกอบภายใน
ไตผ่าซีกตามยาวเพื่อแสดงส่วนประกอบภายใน
ในคนพบว่าบาวแมนแคปซูลและหลอดทั้งส่วนต้นและส่วนท้ายของไตฝังอยู่ในชั้น คอร์เทกซ์ของเนื้อไต ส่วนห่วงเฮนเลและคอเลกติง ทิวบูลส์ฝังอยู่ในส่วนกลางของเนื้อไต (เมดัลลา) ขณะที่สารซึ่งถูกกรองเคลื่อนที่ผ่านไปตามหลอดของเนฟรอนนั้นร้อยละ ๙๙ ของน้ำ ที่ถูกกรองเข้ามา อาจจะถูกเซลล์ที่อยู่รอบหลอดไตดูดกลับเข้าสู่เลือดภายในหลอดเส้นเลือดฝอย ที่ปกคลุมเนฟรอน เป็นผลให้ไตสามารถที่จะผลิตปัสสาวะที่มีความเข้มข้นสูงกว่าในเลือดมาก ทั้งๆ ที่ปัสสาวะที่ถูกกรองออกมาจากเลือดครั้งแรกนั้น มีความเข้มข้นเท่ากับที่พบในเลือด เกี่ยวกับขบวนการสร้างปัสสาวะที่เข้มข้นโดยหน่วยของเนฟรอน พบว่า การเคลื่อนที่ของโซเดียมอิออน (Na+) ในห่วงเฮนเล ซึ่งฝังอยู่ในเมดุลลา ของไตมีบทบาท สำคัญอย่างยิ่ง
กลไกการสร้างปัสสาวะที่มีความเข้มข้นสูง โดยหน่วยเนฟรอนในไต
กลไกการสร้างปัสสาวะที่มีความเข้มข้นสูง โดยหน่วยเนฟรอนในไต
ตัวเลขที่แสดงในรูปเป็นหน่วยเปรียบเทียบของความเข้มข้นของสารละลายภายใน เนฟรอน และน้ำเหลวรอบๆ ซึ่งจะพบว่า ระดับความเข้มข้นของสารจะสูงมากขึ้น เมื่ออยู่ลึกเข้ามาในชั้นเมดุลลา ตามรูปจะเห็นได้ว่ามีขบวนการแอคทีฟ ทรานสปอร์ตของ Na+ เกิด ขึ้น ที่ส่วนวกขึ้น (ascending loop) ของห่วงเฮนเลมีการดูดเอา Na+ ออกไปจากหลอดไต ทั้งๆ ที่ มีความเข้มข้นของสารละลายน้อยกว่าของเหลวที่อาบอยู่รอบๆ Na+ บางส่วนจาก ภายนอกอาจถูกดูดกลับเข้าไปในส่วนวกลง (decending loop) ของห่วงเฮนเลทำให้ส่วนนี้ของห่วงเฮนเลดูดน้ำจากภายในหลอดกลับออกมา เพื่อรักษาระดับของความเข้มข้นภายในหลอดเฮนเล ให้เท่ากับของเหลวที่อยู่รอบๆ สิ่งที่น่าสังเกต คือ ผนังของห่วงเฮนเลส่วนวกขึ้น ไม่มีการดูดน้ำออกในขณะที่ Na+ ถูกดูดออกไปโดยวิธีแอคทีฟ ทรานสปอร์ต แสดงว่าส่วนนี้ ของเนฟรอนไม่ยอมให้น้ำซึมผ่าน ดังนั้นของเหลวที่ผ่านเข้าไปอยู่ในหลอดขดส่วนท้าย ของหน่วยเนฟรอนจึงมีความเข้มข้นเจือจางกว่าของเหลวที่อยู่รอบๆ และเจือจางกว่าที่กรองมาจากเลือดครั้งแรกมาก เมื่อมาเปิดสู่หลอดร่วมซึ่งกลับเข้ามาอยู่ในชั้นเมดัลลาของไต อันเป็นบริเวณที่เข้มข้นสูงมากกว่า ชั้นคอร์เทกซ์ก็จะค่อยๆ ถูกดูดเอาน้ำออกมาจาก หลอดร่วมเรื่อยๆ เพราะผนังของหลอดร่วม ยอมให้น้ำซึมผ่านได้จนกระทั่งความเข้มข้นของปัสสาวะในหลอดเท่ากับความเข้มข้นของของเหลวที่อยู่ด้านในสุดของเมดัลลา ซึ่งจะ ทำให้ปัสสาวะที่ถูกขับออกมาภายนอกไตมีความเข้มข้นกว่าสารละลายที่พบในเลือดมาก

การที่หลอดร่วมจะสร้างปัสสาวะเข้มข้นหรือเจือจางมากน้อยเท่าไรขึ้นอยู่กับว่าขณะ นั้นร่างกายได้รับน้ำมามากหรือน้อย เพราะปริมาณน้ำในเลือดมีผลต่อการทำงานของศูนย์ ประสาทภายในสมอง ซึ่งควบคุมการขับฮอร์โมนแวสโซเพรสซิน (vasopressin) เมื่อมีน้ำ มากจะไม่มีการขับฮอร์โมนนี้ แต่เมื่อร่างกายขาดน้ำ ฮอร์โมนนี้จึงจะถูกขับออกมาจากต่อมใต้สมองส่วนหลัง และทำหน้าที่ควบคุมหลอดขดหน่วยสุดท้ายของเนฟรอน และหลอดร่วม ให้ดูดน้ำกลับได้มากขึ้น น้ำก็จะถูกดูดกลับมาสู่เลือดได้อีก เป็นการช่วยประหยัดน้ำแก่ ร่างกาย

อันที่จริงสารที่ถูกดูดกลับโดยหลอดของเนฟรอนไม่ใช่น้ำแต่อย่างเดียว คนที่มีสุขภาพสมบูรณ์ จะมีการดูดกลับของน้ำตาลกลูโคสทั้งหมด กรดอะมิโนเกือบทั้งหมดและเกลือ แร่ที่จำเป็นต่อร่างกายหลายชนิดเข้าสู่เลือด ขบวนการดูดกลับนี้ต้องอาศัยพลังงาน เพราะ เป็นแอคทีฟ ทรานสปอร์ต นำเอาสารจากที่ที่มีความเข้มข้นมากกว่าสู่ที่ที่เจือจางกว่า เช่น เดียวกันการดูด Na+ ออกจากหลอดเฮนเลส่วนวกขึ้น อย่างไรก็ตามแม้หลอดของเนฟรอนจะสามารถดูดสารหลายชนิด กลับเข้าสู่เลือดได้ (ยกเว้น ยูเรีย และกรดยูริคเล็กน้อย) แต่การดูดกลับจะเกิดขึ้นได้ก็ขึ้นอยู่กับระดับของสารเหล่านี้ในเลือดด้วย โดยถ้าเกินจาก ระดับที่เรียกว่า "เทรชโฮลด์" (threshold) นี้แล้ว ไตจะไม่สามารถดูดกลับคืนมาได้ ระดับเทรชโฮลด์ของสารแต่ละชนิดไม่เหมือนกัน เช่น น้ำตาลกลูโคสมีระดับเทรชโฮลด์ค่อนข้างสูงมาก คนปกติน้ำตาลในเลือดระดับเทรชโฮลด์ไม่เกิน ๑๐๐ มิลลิกรัมในเลือด ๑๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร เนฟรอนของไตจึงดูดกลับคืนเข้าสู่เลือดไปให้เซลล์ต่างๆ ของร่างกายใช้ประโยชน์ได้ แต่ในคนที่เป็นโรคเบาหวาน (diabetes mellitus) เกิดจากต่อมไร้ท่อที่ตับอ่อน ทำงานบกพร่อง ร่างกายไม่สามารถนำน้ำตาลไปใช้ประโยชน์ได้ เพราะน้ำตาลในเลือดสูง เกินระดับเทรชโฮลด์ (ประมาณ ๑๖๐ มิลลิกรัมในเลือด ๑๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร) ไตไม่ สามารถดูดคืนเข้าสู่เลือดได้หมด ทำให้ปัสสาวะของคนที่เป็นโรคเบาหวานมีน้ำตาลปนอยู่ ด้วย เมื่อตั้งทิ้งไว้มดอาจขึ้นได้

เส้นเลือดที่อยู่รอบๆ เนฟรอนนั้น เดิมทีเดียวนักชีววิทยาเชื่อว่ามีหน้าที่เพียงดูดสาร จากหลอดไตคืนเข้าสู่เลือดเท่านั้น แต่ในปัจจุบัน มีผู้พบว่า เส้นเลือดเหล่านี้สามารถขับสาร เคมีบางอย่างจากเลือดเข้าไปในหลอดเนฟรอน แล้วถูกกำจัดออกมาเป็นปัสสาวะได้ด้วย เส้นเลือดรอบๆ เนฟรอนจึงทำหน้าที่ช่วยกลุ่มเส้นเลือดโกลเมอรูลัสกำจัดของเสียที่ไม่ต้อง การออกจากเลือดได้ด้วย

อันที่จริงไตของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังชนิดต่างๆ มีความสามารถในการสกัดปัส- สาวะเข้มข้นได้ไม่เหมือนกัน ไตของปลาทะเลไม่สามารถสกัดปัสสาวะที่เข้มข้นจากเลือดได้ จึงมีเซลล์พิเศษบริเวณเหงือกกำจัดเกลือแร่ส่วนเกินออกจากร่างกาย พวกนกทะเล นกเพนกวิน และนกอัลบาทรอส รวมทั้งเต่าทะเลต่างก็มีไตซึ่งทำหน้าที่ได้ไม่ดีนัก สัตว์พวกนี้มีต่อมพิเศษ ที่บริเวณศรีษะ ใกล้ๆ กับลูกตา ขับเอาเกลือแร่ส่วนเกินออกมาได้ใน สภาพของสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงมาก นักวิทยาศาสตร์เรียกชื่อต่อมของสัตว์พวกนี้ว่า ต่อมเกลือ (salt gland)
โครงร่างของต่อมเกลือที่บริเวณศีรษะของนกทะเล
โครงร่างของต่อมเกลือที่บริเวณศีรษะของนกทะเล
ในพวกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อาศัยในทะเล เช่น แมวน้ำ และปลาวาฬ มักจะไม่ ดื่มน้ำเพราะได้น้ำจากปลาที่มันกินเป็นอาหารอยู่แล้ว เนื่องจากปลามีโปรตีนประกอบอยู่ มาก สัตว์ดังกล่าวจึงจำเป็นต้องถ่ายเอาของเสียออกมา ไตของสัตว์พวกนี้จึงสามารถขับถ่าย ปัสสาวะซึ่งมียูเรียประกอบอยู่มากได้ ปลาวาฬตัวโตชนิดบลูเวลซึ่งกินสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเป็นอาหาร มีปริมาณของเกลือแร่ในอาหารสูงกว่าปลาซึ่งมันกินเป็นอาหาร ไตของ ปลาวาฬพวกนี้จึงขับถ่ายปัสสาวะที่มีเกลือแร่สูงกว่ายูเรีย

หนูแกงการู (kankaroo rat) ซึ่งเป็นสัตว์ทะเลทรายมีลักษณะแตกต่างจากหนู ธรรมดา ตรงมีขาหลังแข็งแรงคล้ายจิงโจ้กระโดดได้ไกลมาก และมีหางยาว หนูพวกนี้ไม่มี โอกาสที่จะหาน้ำดื่มได้เลย แต่ก็มีชีวิตรอดอยู่ได้โดยการกินเมล็ดพืช เช่น เมล็ดทานตะวัน ข้าว หญ้าที่ขึ้นอยู่ในทะเลทรายเป็นอาหาร ร่างกายได้น้ำจากเมตาโบลิซึมของอาหารโดยการ หายในที่ระดับเซลล์ เนื่องจากได้น้ำมาอย่างยากเย็น หนูแกงการูจึงมีวิธีที่สงวนน้ำที่ได้มาให้ สูญเสียออกไปจากร่างกายน้อยที่สุด โดยไม่ออกไปหากินเวลากลางวันที่มีแดดร้อนจัด แต่ จะหลบซ่อนอยู่ในรูทำให้ไม่มีการสูญเสียน้ำไปกับเหงื่อ และอุจจาระก็แห้งไม่มีน้ำปนออก มาเหมือนสัตว์อื่น ไตของมันก็มีประสิทธิภาพในการดูดน้ำกลับได้อย่างดีเยี่ยม ปัสสาวะ ของหนูชนิดนี้ มีความเข้มข้นสูงมากกว่าที่พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ แทบทุกชนิด นอกจากนี้ยังพบว่า หนูชนิดนี้มีต่อมใต้สมองพูหลังโตมากและหลั่งฮอร์โมนแวสโซเพรสซิน ออกมาได้มากกว่าสัตว์อื่นๆ ด้วย
หนูแกงการู สัตว์ทะเลทรายที่ไม่ต้องการน้ำดื่ม
หนูแกงการู สัตว์ทะเลทรายที่ไม่ต้องการน้ำดื่ม
เมื่อเทียบกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ไตของคนมีประสิทธิภาพในการขับยูเรีย และเกลือแร่ที่มีความเข้มข้นได้ไม่ดีนัก นอกจากนี้ร่างกายของคนยังไม่มีกลไกอื่นใดที่จะ ช่วยในการประหยัดน้ำเหมือนกับในพวกปลา นก และเต่าทะเล ถ้าคนต้องอยู่ในทะเล นานๆ อาจได้รับอันตราย เพราะถ้าเกิดการกระหายน้ำ แล้วดื่มน้ำทะเลเข้าไป น้ำทะเล จะไปกระตุ้นให้ไตขับปัสสาวะออกมามากยิ่งขึ้น มากกว่าปริมาณน้ำทะเลที่ดื่มเข้าไปเพื่อ กำจัดเกลือแร่ส่วนเกินที่ได้จากน้ำทะเล ทำให้ร่างกายสูญเสียน้ำมากยิ่งขึ้น เป็นผลให้มี การอ่อนเพลียและสิ้นสติสัมปชัญญะได้โดยง่าย ผิดกับนกทะเลซึ่งจะไม่พบว่ามีผลกระทบ กระเทือนแต่อย่างไร เพราะร่างกายไม่สูญเสียน้ำออกมามากเหมือนกับคน

นอกจากการดื่มน้ำทะเลเป็นอันตรายดังกล่าวแล้ว การจับปลาทะเลมากินก็เป็น อันตรายเช่นกัน เพราะจะมีผลทำให้มีการสร้างยูเรียในเลือดเพิ่มมากขึ้น ร่างกายจะสูญเสีย น้ำออกไปกับยูเรีย ซึ่งขับออกมากับปัสสาวะ เพราะไตของคนไม่สามารถที่จะปรับตัวให้ เข้ากับชีวิตในทะเลหรือชีวิตที่แห้งแล้งมากๆ ได้ ทางแก้ก็มีอยู่ทางเดียว คือ จะต้องมีน้ำจืด ดื่มอย่างเพียงพอจึงจะสามารถทนอยู่ในสภาพดังกล่าวได้

เปรียบเทียบการสูญเสียน้ำในร่างกายระหว่างคนกับนก เปรียบเทียบการสูญเสียน้ำในร่างกายระหว่างคนกับนก
เปรียบเทียบการสูญเสียน้ำในร่างกายระหว่างคนกับนก

อูฐเป็นสัตว์ซึ่งอยู่ในทะเลทรายและที่แห้งแล้งได้เป็นเวลานานๆ แม้ว่าร่างกายของ อูฐจะสูญเสียน้ำออกไปจากตัวถึง
ของน้ำในร่างกายทั้งหมด ก็ยังรอดชีวิตอยู่ได้โดยไม่ เป็นอันตราย ทั้งนี้เนื่องจากอูฐมีคุณสมบัติผิดกับสัตว์อื่น ถึงแม้จะเสียน้ำไปจากตัวถึงร้อย ละ ๒๕ แต่น้ำในเลือดจะเสียออกไปน้อยมาก คือ ไม่เกินร้อยละ ๑๐ ทำให้เลือดยังไหลวน เวียนอยู่ในร่างกายได้เกือบปกติ มีผู้คำนวณว่าถ้าคนอยู่ในสภาวะอย่างเดียวกับอูฐ ร่างกาย จะสูญเสียน้ำจากเลือดไปเกือบร้อยละ ๔๐ ทำให้เลือดแห้งและตายได้ เวลาอูฐเสียน้ำจาก ร่างกายมักจะผอมโซ เมื่อไปเจอน้ำมันจะกินน้ำได้เป็นโอ่งๆ จึงจะคุ้มกับปริมาณน้ำที่มัน สูญเสียไป แม้ว่าอูฐจะกินหญ้าซึ่งคุณภาพต่ำอยู่ในทะเลทราย แต่กระเพาะอาหารของสัตว์ พวกนี้มีบักเตรีบางชนิดอาศัยอยู่ สามารถเปลี่ยนยูเรียให้เป็นกรดอะมิโนและโปรตีนได้

ยูเรียส่วนน้อยเท่านั้นจะถูกไตกำจัดออกมากับปัสสาวะ ทำให้ปัสสาวะของอูฐไม่ เข้มข้นเหมือนสัตว์ทะเลทราย เช่น หนูแกงการู นักวิทยาศาสตร์เคยประหลาดใจอยู่เป็นเวลา นานว่า ทำไมอูฐซึ่งเป็นสัตว์ทะเลทราย คงทนต่อความแห้งแล้งได้ดีเยี่ยม จึงมีปัสสาวะที่ เจือจางและมีปริมาณยูเรียต่ำ การที่มียูเรียออกมาน้อยช่วยให้อูฐไม่ต้องสูญเสียน้ำออกมา กับปัสสาวะมากขึ้น คุณสมบัติดังกล่าวนี้ทำให้อูฐเป็นสัตว์ที่สามารถอดน้ำและอดอาหารใน ที่แห้งแล้งได้เป็นเวลานาน ดังนั้นอูฐจึงเป็นสัตว์ที่ใช้งานได้ดีที่สุดในแถบทะเลทราย
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป