ชีววิทยาเรื่องระบบขับถ่าย Excretion ศึกษาเนื้อหาอื่นๆได้ที่ facebook SUK KEE BIO

1. TOPICS
ระบบการขับถ่ าย
Controlling the internal environment
(Homeostasis and Excretory system)

2. 3. CONTROLLING THE INTERNAL ENVIRONEMENT
-สิ่งมีชีวตที่อาศัยในสภาวะแวดล้ อมที่แปรผันอย่ างมาก จะสามารถมีชีวตอยู่
ิ ิ
รอดได้ ก็ต่อเมื่อมีการปรับตัวให้ เข้ ากับสิ่งแวดล้ อมนัน ๆ
้
-การปรับตัวเพื่อรักษาสภาวะธารงดุลภายในร่ างกาย หรือ homeostasis (Gr.
same standing)
-สัตว์ สามารถรักษาสภาวะภายในร่ างกายไว้ ได้ แม้ ว่าสภาพแวดล้ อมภายนอก
จะมีการเปลี่ยนแปลงไปมากจนอาจเป็ นอันตรายต่ อเซลล์ ได้ เช่ น การรักษา
สภาวะแวดล้ อมภายในร่ างกายเปลี่ยนแปลงไปในช่ วงแคบ ๆ ถึงแม้ ว่าสภาวะ
แวดล้ อมภายนอกจะแปรผันอย่ างมาก เช่ นการรักษาอุณหภูมภายในร่ างกาย
ิ
คนให้ มีค่าอยู่ท่ประมาณ 37 oC
ี

3. รูปร่ างและหน้ าที่ท่ เหมาะสมต่ อสภาวะแวดล้ อม
ี
(Form and function suit the environment)
-สัตว์ สามารถรักษาสภาวะแวดล้ อมภายในร่ างกายให้ คงที่ไว้ ได้ แม้ ว่าสภาวะ
แวดล้ อมภายนอกจะแปรผันมาก เนื่องจากสัตว์ มการปรับตัวเพื่อให้ ได้ รูปร่ างที่
ี
สัมพันธ์ กับการทางาน (หน้ าที่) ที่เหมาะสมต่ อสภาวะแวดล้ อมที่สัตว์ อาศัยอยู่
-การเกิดวิวัฒนาการ (evolution) และการคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection)
จะทาให้ สัตว์ ท่มีรูปร่ างเหมาะสมที่สุดในสภาวะแวดล้ อมนัน ๆ สามารถอยู่รอด
ี ้
สืบพันธุ์และถ่ ายทอดยีนดังกล่ าว ไปสู่ร่ ุ นลูกหลานได้
:รูปร่ าง (form) – หน้ าที่ (function)
:กายวิภาคศาสตร์ (anatomy) – สรีรวิทยา (physiology)

4. หากินกลางคืน (nocturnal monkey) หากินกลางวัน (diurnal monkey)
อาศัยในเขตร้ อน อาศัยในเขตหนาว

5. รูปร่ างและหน้ าที่ท่ เหมาะสมต่ อสภาวะแวดล้ อม
ี
(Form and function suit the environment)
-ปลาวาฬสีนาเงินมีการพัฒนาอวัยวะภายในช่ องปาก(sieve or baleen plate) ให้
้
เหมาะต่ อการดักจับ เคย(krill) ซึ่งเป็ นสัตว์ ขนาดเล็กที่มีเป็ นจานวนมากในทะเล
เป็ นอาหาร มีรูจมูก(nostril) อยู่ด้านบน จึงทาให้ หายใจได้ ในขณะดานา ้

6. -ในบทนีจะเรียนเกี่ยวกับการรักษาสมดุลของอุณหภูม,ิ สารละลายและนา, และ
้ ้
การกาจัดของเสียพวกไนโตรเจนดังนี ้
1.Thermoregulation การรักษาสมดุลของอุณหภูมภายในร่ างกาย
ิ
2. Osmoregulation การรักษาสมดุลของสารละลายและนาในร่ างกาย
้
3. Excretion การกาจัดของเสียพวกไนโตรเจน (nitrogen-containing waste) ออก
นอกร่ างกาย

7. Regulator: พวกสัตว์ ท่มีการรักษา homeostasis ภายในร่ างกายไม่ ให้ มีการเปลี่ยนไป
ี
มาก ในขณะที่สภาพแวดล้ อมภายนอกมีการเปลี่ยนแปลงอย่ างมาก
(thermoregulator, osmoregulator)
Conformer: พวกสัตว์ ท่มีการเปลี่ยนแปลงสภาพภายในร่ างกายตามสภาพแวดล้ อม
ี
ภายนอก (thermoconformer, osmoconformer)
Spider crab; osmoconformer

8. Regulation of Body Temperature: Thermoregulation
-การได้ รับ/สูญเสียความร้ อนของสัตว์ เกิดได้ จากกระบวนการต่ าง ๆ ดังนี ้
1.Conduction: การถ่ ายทอดความร้ อนจาก
วัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง(สูงไปต่า)
โดยตรง
2.Convection: การนาพาความร้ อนไปโดย
การเคลื่อนผ่ านของอากาศหรือของเหลว
3.Radiation: การแพร่ กระจายความร้ อนจาก
วัตถุหนึ่งไปยังวัตถุหนึ่งในรูปของคลื่น
แม่ เหล็กไฟฟา โดยวัตถุนัน ๆ ไม่ ต้องมา
้ ้
สัมผัสกันโดยตรง
4.Evaporation: การระเหยของของเหลวไป
เป็ นแก๊ ส มีการใช้ ความร้ อนในการทาให้
เกิดการระเหย

9. Ectotherm and Endotherm
(Thermoregulator)
-แบ่ งสัตว์ ตามวิธีการได้ รับความ
ร้ อนของร่ างกายเป็ น
1. Ectotherm: พวกที่ได้ รับความ
ร้ อนจากสิ่งแวดล้ อมภายนอก
ได้ แก่ สัตว์ ไม่ มีกระดูกสันหลัง,
ปลา, สัตว์ สะเทินนาสะเทินบก,
้ (Thermoconformer)
สัตว์ เลือยคลาน
้
2. Endotherm: พวกที่ได้ ความร้ อน
จากกระบวนการเมตาบอลิสมของ
ร่ างกาย ได้ แก่ นกและสัตว์ เลียงลูก
้
ด้ วยนม

10. Counter Current Heat Exchange
ข้ างในร่ างกาย
ข้ างนอกร่ างกาย
-เพื่ อรักษาความร้ อนภายในร่ างกาย
เช่ น การลดการสูญเสียความร้ อนที่เท้ า
ของเป็ ด หรือที่เหงือกของปลา

11. ผิวหนังและthermoregulation
-ไขมัน (adipose) และขนทา
หน้ าที่เป็ นฉนวนปองกันการ
้
สูญเสียความร้ อนออกนอก
ร่ างกาย
-การหด-ขยายตัวของเส้ นเลือด
ที่ผิวหนัง
-การตังชัน(erection)และการอัด
้
ตัวกันแน่ น(compaction)ของขน
-การเกิด evaporation โดยการ
หลั่งเหงื่อ จากต่ อมเหงื่อ

12. การได้ รับความร้ อนจากการกระพือปี กของแมลง: การทางานของกล้ ามเนืออก
้

13. บทบาทของไฮโปทาลามัสในการควบคุมอุณหภูมภายในร่ างกายสัตว์
ิ
(Thermostat Function)

14. Hibernation and Estivation
Hibernation: การปรับตัวทาง
สรีรวิทยาที่ทาให้ สัตว์ อยู่รอด
ได้ ในสภาพอากาศหนาวและ
ขาดแคลนอาหารเป็ น
เวลานาน โดยการลดเมตาบอ
ลิสม, ระบบไหลเวียนเลือด,
การหายใจ และอุณหภูมิ
ร่ างกาย
Estivation: การปรับตัวทาง
สรีรวิทยาที่ทาให้ สัตว์ อยู่รอด
ได้ ในสภาพอากาศร้ อนและ
ขาดแคลนนาเป็ นเวลานาน
้
โดยการลดเมตาบอลิสมและ Body temperature and metabolism during hibernation of Belding’s ground squirrel
inactive

15. Water Balance and Waste Disposal: Osmoregulation
-osmosis การเคลื่อนของนาผ่ าน ้
semipermeable membrane โดยขึนกับ ้
ความเข้ มข้ นของ osmolyte (ion, small organic
molecules, protein) ที่อยู่ระหว่ างเยื่อกันทัง
้ ้
สองด้ าน
-นกทะเลหลายชนิดมีอวัยวะในการกาจัด
เกลือที่หว เรียก nasal gland
ั NaClต่า
-Countercurrent ของทิศทางการไหลของ
เลือดและการเคลื่อนของ NaCl ในท่ อ salt-
NaClสูง
excreting gland
-ในปลาฉลามมีอวัยวะพิเศษสาหรับกาจัด
เกลือ เรียก rectal gland

16. การกาจัดของเสียพวกไนโตรเจน (Excretion of nitrogen-containing waste) ที่ได้
จากการสลายโปรตีนและกรดนิวคลิอิกมีในรู ปแบบต่ าง ๆ ดังนี ้
1. แอมโมเนีย (Ammonia )
-เป็ นสารที่ละลายนาได้ ดี แต่ เป็ นพิษต่ อสัตว์ แม้ จะมีปริมาณน้ อย
้
-การขับของเสียพวกไนโตรเจนในรูปแบบนีจงมักพบในสัตว์ นา เพราะแอมโนเนีย
้ึ ้
สามารถแพร่ ผ่านเยื่อเซลล์ ส่ ูนาได้ ดี
้
-ในปลานาจืด มักมีการขับแอมโมเนียในรูปของ NH4+ผ่ านทางเหงือก โดย
้
แลกเปลี่ยนกับการนา Na+ เข้ าสู่เซลล์
2. ยูเรีย (Urea) NH2-CO-NH2
-พบในสัตว์ เลียงลูกด้ วยนม, สัตว์ สะเทินนาสะเทินบกตัวเต็มวัย, ปลาทะเล, เต่ า
้ ้
-ยูเรียสร้ างที่ตับโดยการรวมกันของแอมโมเนียและคาร์ บอนไดออกไซด์ จึงทาให้
สัตว์ สนเปลืองพลังงานในการสังเคราะห์
ิ้
-มีความเป็ นพิษน้ อยกว่ าแอมโมเนีย 100,000 เท่ า สัตว์ จงเก็บไว้ ในร่ างกายที่ความ
ึ
เข้ มข้ นสูงได้

17. 3. กรดยูริก (Uric acid)
-พบในหอยทากบก, แมลง,
นก, สัตว์ เลือยคลานหลาย
้
ชนิด
-กรดยูริกไม่ ค่อยละลายนา ้
จึงมีการขับออกจาก
ร่ างกายในรูป semisolid
จึงประหยัดการขับนาออก้
-แต่ การสังเคราะห์ กรดยูริก
จะสินเปลืองพลังงาน
้
(ATP) มาก

18. Osmoregulation ในปลานาจืดและปลานาเค็ม
้ ้
ปั ญหา ปั ญหา
-ได้ รับเกลือเข้ าสู่ร่างกายจานวนมาก -ได้ รับนาเข้ าสู่ร่างกายจานวนมาก
้
-สูญเสียนาออกจากร่ างกายจานวนมาก
้ -สูญเสียเกลือแร่ ออกจากร่ างกาย
การแก้ ปัญหา การแก้ ปัญหา
-กาจัดเกลือออกจากเหงือกโดยวิธี -ขับปั สสาวะปริมาณมาก และเจือจาง
active transport -รับเกลือจากอาหารและactive uptake
-รับนาจากอาหารและนาทะเล ขับ
้ ้ ผ่ านเหงือก
ปั สสาวะปริมาณต่า

19. อวัยวะที่ใช้ ในการกาจัดของเสียออกจากร่ างกายสัตว์ ชนิดต่ าง ๆ มีดงนี ้
ั
1. Protonephridia พบในหนอนตัวแบน, rotifers, annelids บางพวก, ตัวอ่ อน mollusk,
lancelet (invertebrate chordate)
2. Metanephridia พบใน annelids ส่ วนมาก รวมทังไส้ เดือนดิน
้
3. Malpighian tubules พบในแมลง
4. Kidney พบในสัตว์ มีกระดูกสันหลัง

20. Protonephridia: Flame-bulb systems
-Protonephridia หน้ าที่หลักคือ osmoregulation
-เป็ นท่ อที่มีการแตกแขนงภายใน เป็ นท่ อปลาย
ปิ ดที่ปิดด้ วยเซลล์ ๆเดียว ซึ่งภายในมีลักษณะ
flame bulb ที่มี cilia อยู่ภายใน
-การพัดโบกของ cilia จะช่ วยให้ นาและ้
สารละลายจาก interstitial fluid ผ่ าน
interdigitating membrane เข้ าสู่ภายในท่ อ
สารละลายส่ วนมากจะถูกดูดกลับคืน (reabsorb)
-มีการขับของเสียออกจากร่ างกายทาง
nephridiopores

21. Metanephridia
-ในแต่ ละ segment ของไส้ เดือนมี metanephridia
1 คู่ ไปเปิ ดที่ segment ถัดไปทางด้ านหน้ า
-ปลายเปิ ดมีลักษณะเป็ นกรวยที่มี cilia ล้ อมเรียก
nephrostome ที่ทาหน้ าที่รวบรวมของเหลวจาก
coelom นาเข้ าสู่ collecting tubule และเก็บไว้ ท่ ี
bladder ก่ อนขับออกจากร่ างกายทาง
nephridiopore
-ก่ อนขับปั สสาวะ ส่ วนใหญ่ จะมีการดูดกลับของเกลือ และสารที่มักขับออกคือ
nitrogenous waste
-เนื่ องจากไส้ เดือนมักอาศัยในดินที่มความชืนสูงจึงมีการแพร่ ของนาเข้ าสู่ร่างกายมาก
ี ้ ้
(osmosis) ดังนันปั สสาวะที่ขับออกจึงเจือจาง (มีนามาก)
้ ้

22. Malpighian tubules
-Malpighian tubule ทาหน้ าที่กาจัด
nitrogenous waste และ osmoregulation
-เป็ นท่ อปลายปิ ดที่ย่ นออกมาจาก midgut
ื
-ทาหน้ าที่ขนส่ งนา, เกลือแร่ , nitrogenous
้
waste จาก hemolymph เข้ าสู่ภายในท่ อ
-เกลือแร่ และนาส่ วนใหญ่ จะถูกดูดกลับที่
้
rectum ขณะที่ nitrogenous waste (ในรูป
ของกรดยูริก) จะถูกขับออกไปพร้ อมกับ
อุจจาระ

23. Kidney
มีกล้ ามเนื ้อหู
รูดระหว่าง
urethraและ
bladder พบเฉพาะสัตว์ ในคน
เลี ้ยงลูกด้ วยนม 80%เป็ น cortical nephron
และนก 20% เป็ น juxtamedullary
nephron
Capillary ที่ไตมีรูพรุ น
ประกอบด้ วยเซลล์ เรียก
podocyte
Nephron(หน่ วยไต) เป็ นหน่ วยทางานที่เล็กที่สุดของไต

24. ในการผลิตและกาจัดปั สสสาวะออกนอกร่ างกายมี
ขันตอนดังนี ้
้
1.Filtration (การกรอง) เป็ นการนาของเหลว เช่ น
จากเลือด, coelomic fluid, hemolymph ผ่ านเข้ าสู่
ท่ อ(ท่ อไต) โดยแรงดันเลือด (hydrostatic
pressure) โดยสารโมเลกุลใหญ่ เช่ นเม็ดเลือดและ
โปรตีนจะไม่ ถกกรองออกมา สารที่ได้ เรียก Filtrate
ู
2.Reabsorption (การดูดกลับ) สารที่มีประโยชน์
เช่ น กลูโคส, เกลือ, กรดอะมิโน จะถูกดูด
กลับคืนสู่ระบบไหลเวียนเลือดโดย active transport
3.Secretion (การหลั่งสาร) สารพิษและอิออน
ส่ วนเกินจะถูกขับออก โดย active transport
4.Excretion (การขับออก)

25. Nephron and Collecting Duct
การเคลื่อน filtrate ผ่ านท่ อไตหลังจากที่มีการกรองผ่ าน glomerulus
1.การเคลื่ อนผ่ าน proximal tubule
-secretion & reabsorption
-หลั่ ง H+, NH3 (เพื่อปรับไม่ ให้ filtrate เป็ นกรดมากไป)
-ดูดกลับ HCO3-(90%), NaCl, นา, K+ และ ้
สารอาหาร (กลูโคส, กรดอะมิโน)
2.Descending limb of the loop of Henle
-permeable ต่ อนา, impermeable ต่ อเกลือ
้
และสารโมเลกุลเล็ก
3.Ascending limb of the loop of Henle
-permeable ต่ อเกลือ impermeable ต่ อนา ้
-มี 2 ส่ วน คือ thin segment(PT) & thick
segment(AT)
4.Distal tubule
-secretion (K+)& reabsorption (NaCl & HCO3-)
5.Collecting duct Active transport (AT)
-ดูดกลับ NaCl, ยูเรีย, นา ้ Passive transport (PT)