ระบบขับถ่ายและการรักษาความสมดุลของน้ำของปลา

อวัยวะและหน้าที่ในระบบขับถ่ายของปลา

ปลามีการขับถ่ายของเสียที่เป็นน้ำและสารไอออนอนินทรีย์ออกทางปัสสาวะ โดยอาศัยการทำงานของไต นอกจากนี้ยังอาศัยเหงือก ผิวหนัง เยื่อบุภายในช่องปาก และทางเดินอาหาร ช่วยขับถ่ายของเสียพวกไนโตรเจน (nitrogenous waste และ ammonia) ด้วย

1. ช่วยกำจัดของเสียพวกไนโตรเจนที่เกิดจากการเผาผลาญโปรตีน และของเสียอื่นๆ ที่เป็นอันตรายต่อร่างกาย

2. ช่วยควบคุมปริมาณน้ำและเกลือในร่างกายให้อยู่ในสภาพสมดุล ไตเป็นอวัยวะหลักในการขับถ่ายของเสีย ซึ่งจะกลั่นปัสสาวะออกจากเลือดผ่านไปทางท่อไต และเก็บในกระเพาะปัสสาวะก่อนขับออกจากร่างกาย

• ส่วนประกอบของไต

ลักษณะของไตเป็นเนื้อเยื่อสีแดงเข้ม ทอดขนานยาวไปตามแนวกระดูกสันหลัง ซึ่งอยู่ด้านบนของช่องตัว มี 1 คู่ ไต ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ เม็ดไต (renal corpuscle หรือ Malpighian body) และท่อไต (mesonephric tubule หรือ kidney tubule)

เม็ดไตประกอบด้วย 2 ส่วนคือ

1. โกลเมอรูลัส (glomerulus) มีลักษณะเป็นขดเส้นเลือดฝอยของเส้นเลือดนำเข้าไตและออกจากไต (afferent arteriole และ efferent arteriole) ซึ่งรวมกันอยู่อย่างหนาแน่น

2. แคปซูลของโบว์แมน (Bowman's capsule) เป็นเซลล์ของไต เป็นชั้นบางๆ อยู่ล้อมรอบโกลเมอรูลัส

ทั้งโกลเมอรูลัสและแคปซูลของโบว์แมน รวมกันทำหน้าที่กรอง (ultrafilter) เอาของเสียออกจากเลือดที่ผ่านเข้ามา

ส่วนท่อไตเป็นส่วนที่นำของเสียที่ผ่านออกมาจากเม็ดไตไปรวมกับท่ออื่นๆ ตรงท่อรวม (collecting duct หรือ mesonephric duct) ซึ่งส่งต่อไปยังกระเพาะปัสสาวะแล้วจึงถูกขับออกนอกร่างกาย

ลักษณะและส่วนประกอบของหน่วยไต

โดยทั่วไปปลามีไตที่ทำหน้าที่ขับถ่ายของเสียอยู่ 2 ชุด คือ ชุดแรก (pronephros) และชุดที่สอง (mesonephros) โดยชุดแรกจะทำหน้าที่ในระยะแรกของชีวิต เมื่อปลาเจริญเติบโตขึ้นไตชุดแรกจะหยุดทำงาน และไตชุดที่สองจะทำหน้าที่ต่อไปตลอดชีวิต ส่วนในพวกปลาฉลามจะมีไตชุดที่สาม (metanephros) เพิ่มขึ้นมาอีกชุดหนึ่ง ตำแหน่งที่ตั้งของไตชุดต่างๆ จะเรียงลำดับจากหน้าไปหลัง คือ ชุดแรกอยู่หน้าสุด ชุดที่สองอยู่ค่อนมาทางด้านหลังของช่องท้องใกล้กับช่องเปิดทวารร่วม (cloaca)

ไตชุดที่สองมีลักษณะดังที่ได้กล่าวมาแล้ว การทำงานเริ่มต้นที่เลือดจาก ดอร์ซอลเอโอร์ตา ไหลเข้ามาที่ไตทาง รีนอล อา ร์ทีรี เข้าสู่โกลเมอรูลัส เพื่อกรองเอาของสียออกแต่สารที่ผ่านได้จะผ่านออกไปหมดทางท่อไต สารที่มีโมเลกุลใหญ่จะผ่านไม่ได้ เช่น โปรตีน สารที่มีโมเลกุลเล็กจะผ่านออกไปได้ เช่น กลูโคส กรดอะมิโน เกลือแร่ และน้ำ ซึ่งจะถูกดูดกลับไปใช้อีกที่ท่อไต โดยขดเส้นเลือดฝอยที่ผ่านออกมาจากโกลเมอรูลัส การควบคุมการกรองและดูดกลับสารมีฮอร์โมนเป็นตัวควบคุม

ไตชุดที่สามในพวกปลาฉลามจะทำหน้าที่เมื่อปลาโตเต็มที่แล้ว โดยเกิดต่อท้ายไตชุดที่สอง ซึ่งยังคงทำหน้าที่อยู่เหมือนเดิม ไตทั้งสองชุดนี้ทำงานร่วมกันแยกจากกันได้ยาก โดยของสียจะออกไปทางท่อไตของชุดที่สาม (metanephric tubule) ไปรวมที่ท่อรวม (metanephric duct) ก่อนเปิดออกนอกร่างกาย ส่วนท่อรวมของชุดที่สอง (mesonephric duct) ซึ่งยังเหลืออยู่จะเปลี่ยนหน้าที่ ซึ่งมี 2 ท่อ คือ ท่อด้านบนจะกลายเป็นท่อนำอสุจิในปลาเพศผู้ ส่วนท่อด้านล่างหายไป ในปลาฉลามเพศเมียท่อด้านบนหายไปเหลือท่อด้านล่างกลายเป็นท่อนำไข่และมดลูก

การรักษาความสมดุลของน้ำและความดันในตัวปลา

ในปลาแต่ละชนิดจะมีชีวิตความเป็นอยู่แตกต่างกันไป บางชนิดอาศัยอยู่ในน้ำจืด บางชนิดอาศัยในทะเล บางชนิดอยู่ในน้ำกร่อย บางชนิดอยู่ได้ทั้ง 2 น้ำโดยมีการอพยพระหว่างน้ำจืดและน้ำเค็ม เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันทำให้ปลามีการปรับตัวเกี่ยวกับการรักษา เกลือแร่และน้ำในร่างกายให้เหมาะสม ซึ่งแตกต่างกันระหว่างปลาน้ำจืดและน้ำเค็ม การปรับตัวเกี่ยวกับการขับถ่ายและรักษาความสมดุลของน้ำในร่างกายปลา แบ่งได้ 3 พวก คือ

1. ปลาที่ทนต่อความเค็มได้ในช่วงแคบ (stenohaline) ได้แก่ ปลาน้ำจืด และปลาทะเลทั่วไป พวกนี้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงความเค็มในช่วงแคบๆ จึงต้องอาศัยอยู่เฉพาะในน้ำจืด หรือในทะเลเท่านั้น

2. ปลาที่อยู่ได้ 2 น้ำ (diadromous) ได้แก่ปลาที่ว่ายเข้าน้ำจืด (anadromous fish) หมายถึงปลาที่อาศัยอยู่ในทะเล แต่อพยพไปวางไข่ในน้ำจืด ได้แก่ ปลาแซลมอน และปลาที่ว่ายสู่ทะเล (catadromous fish) หมายถึงปลาที่อาศัยอยู่ในน้ำจืดแต่อพนพไปวางไข่ในทะเล ได้แก่ ปลาไหล สกุล Anguilla

3. ปลาที่ทนต่อความเค็มในช่วงกว้าง (euryhaline) ได้แก่ ปลาน้ำกร่อย เช่น ปลากะพงขาว

ปลาน้ำจืดจะมีความเข้มข้นของของเหลวในร่างกายสูงกว่าในน้ำ ทำให้เกิดการออสโมซิส (osmosis) ของน้ำจากภายนอกเข้าสู่ร่างกาย และเกิดการแพร่ของเกลือแร่ออกจากร่างกาย เพื่อที่จะรักษาความเข้มข้นของเกลือแร่ในร่างกายให้คงที่ปลาจะขับน้ำออกทาง ปัสสาวะ โดยการทำงานของไต ซึ่งส่วนโกลเมอรูลัสเจริญดีมาก ในขณะเดียวกันจะมีการสูญเสียเกลือแร่อิออนออกไปกับปัสสาวะด้วย เพราะท่อไตดูดซึมกลับได้ไม่หมด แต่ปัสสาวะจะมีความเข้มข้นน้อยกว่าของเหลวในร่างกาย (hypotonic urine) เพราะมีน้ำมาก ปลาจะมีการทดแทนเกลือแร่ที่สูญเสียไปกับปัสสาวะและทางการแพร่ โดยการกินอาหารและดูดซึมเกลือแร่ทางผิวหนังและเหงือกได้ด้วย ปกติปลาน้ำจืดไม่ดื่มน้ำและมีโกลเมอรูลัสใหญ่จำนวนมาก ทำให้ปลาน้ำจืดมีไตใหญ่กว่าปลาทะเล

การรักษาความสมดุลของน้ำและเกลือแร่ในปลาน้ำจืด

ปลาทะเลมีความเข้มข้นของของเหลวในร่างกายน้อยกว่าในน้ำ ดังนั้นน้ำจะออสโมซิสออกจากร่างกาย ในขณะที่เกลือแพร่เข้าสู่ร่างกาย ปลาทะเลจึงต้องดื่มน้ำเข้าไปชดเชยกับน้ำที่สูญเสียไป เพื่อทำให้ปริมาณน้ำและเกลือแร่ในร่างกายเกิดความสมดุล แต่การดื่มน้ำทะเลทำให้ปลาได้รับเกลือมากเกินไป จึงพยายามกำจัดออกจากร่างกายให้มากที่สุดโดยขับเกลือออกมาทางอุจจาระและ ปัสสาวะ เกลือแร่พวก Mg⁺⁺, Ca⁺⁺ และ SO= จะขับออกทางอุจจาระ นอกจากนี้ยังขับเกลือพวก Cl^- ทางเหงือกด้วย รวมทั้งแอมโมเนียและยูเรีย ไตของปลาทะเลมีขนาดเล็ก เนื่องจากมีน้ำในร่างกายน้อย และต้องการน้ำมากจึงถ่ายปัสสาวะน้อย ไตไม่ค่อยได้ทำงานจึงมีขนาดเล็ก ในปลาฉลามมีต่อมเรคทอล (rectal gland) ทำหน้าที่ขับเกลือด้วย

การรักษาความสมดุลของน้ำและเกลือแร่ในปลาน้ำทะเล

ในปลาสองน้ำ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัย จะมีปัญหาเรื่องการสูญเสียน้ำหรือเกลือแร่เกิดขึ้น เช่น ปลาไหลสกุล Anguilla เมื่อเข้ามาอาศัยในน้ำจืดจะสูญเสียเกลือและมีน้ำในตัวมาก ในทางตรงกันข้ามปลาแซลมอนเมื่ออพยพไปอยู่ในทะเลจะสูญเสียน้ำและมีเกลือใน ร่างกายมากเกินไป ดังนั้นในช่วงนี้จะมีการปรับตัวโดยโกลเมอรูลัส นอกจากนี้ในปลาแซลมอนจะต้องมีการสร้างเซลล์ขับเกลือคลอไรด์ที่เหงือกให้ เจริญดีก่อนลงสู่ทะเลเพื่อขับเกลือออกทางเหงือกได้ดี