執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試輔導(dǎo)：腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運(yùn)功能

　　一.腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運(yùn)功能 $lesson$

　　原尿(180L)???小管液???終尿(1.5L)

　　(一)對 Na+、CI-、水、HCO-3與葡萄糖的重吸收

　　近球小管是重吸收的最主要部位，葡萄糖和氨基酸100%在近球小管重吸收。HCO-3以CO2的形式重吸收，所以重吸收速度快。

　　1.對 Na+、CI-、水的重吸收 近端小管中濾液70%Na+、CI-、水被重吸收

　　(一)近球小管

　　前半段關(guān)鍵動(dòng)力：Na+泵

　　Na+與H+經(jīng)過Na+-H+交換體進(jìn)行逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+進(jìn)入上皮細(xì)胞內(nèi)，H+被分泌到小管液中

　　Na+與葡萄糖或氨基酸經(jīng)Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)體或Na+-氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)體一同被運(yùn)送如上皮細(xì)胞，Na+被鈉泵泵出細(xì)胞進(jìn)入組織間隙，葡萄糖或氨基酸以易化擴(kuò)散方式離開上皮細(xì)胞，進(jìn)入血液循環(huán)，此途徑為跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，占轉(zhuǎn)運(yùn)量的2/3。Na+-H+交換使對HCO-3優(yōu)先被重吸收，CI-不被重吸收，因此小管液中CI-濃度高于管周組織間液中的濃度。

　　在近端小管后半段，CI-順濃度差被動(dòng)擴(kuò)散，Na+順電位差被動(dòng)擴(kuò)散，經(jīng)過上皮細(xì)胞間隙的緊密連接進(jìn)入細(xì)胞間隙液―此途徑為細(xì)胞旁途徑，占轉(zhuǎn)運(yùn)量的1/3。

　　前半段Na+ 順化學(xué)梯度主動(dòng)重吸收(2/3)??后半段CI- 通過細(xì)胞旁路被動(dòng)重吸收(生電性)??管腔內(nèi)正電，腔外負(fù)電??Na+ 順電位梯度被動(dòng)重吸收??-后半段NaCI都是被動(dòng)重吸收(1/3)

　　水的重吸收機(jī)制：

　　等滲性被動(dòng)重吸收，伴隨Na+重吸收，小管上皮細(xì)胞間隙滲透壓升高，水不斷從小管液進(jìn)入上皮細(xì)胞，再進(jìn)入組織間隙，使間隙靜水壓升高，加上管周毛細(xì)血管內(nèi)靜水壓較低，膠體滲透壓較高，水進(jìn)入毛細(xì)血管被重吸收。管周間隙內(nèi)靜水壓升高，使部分Na+ 和水通過緊密連接回漏至小管腔內(nèi)。

　　(1) 髓袢 20% NaCI，15%水被重吸收。

　　升支粗段是NaCI在此被重吸收的主要部位，是主動(dòng)重吸收。繼發(fā)性主動(dòng)重吸收

　　此段的官腔膜上有電中性的Na+ -K+-2CI-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體(可被速尿和利尿酸抑制)，可使3種離子同向轉(zhuǎn)運(yùn)如上皮細(xì)胞。

　　Na+ 通過鈉泵至組織間液，

　　CI-由濃度梯度經(jīng)管周膜上的通道進(jìn)入組織間液

　　K+順濃度梯度經(jīng)管腔膜返回小管液中，使之成正電位。

　　此電位差使3種正離子經(jīng)細(xì)胞旁途徑而被動(dòng)重吸收。

　　髓袢降支細(xì)段對Na+不通透，對水通透性高，在組織液高滲作用下水被動(dòng)重吸收，故此段滲透壓升高。升支對水不通透，但對NaCI通透，NaCI擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞間液，此段滲透壓下降。

　　(3)遠(yuǎn)端小管和集合管 12%的Na+ 和CI-，另外水被重吸收，根據(jù)水、鹽平衡狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　水重吸收受抗利尿激素調(diào)節(jié)

　　Na+ 和K+受醛固酮調(diào)節(jié)

　　遠(yuǎn)曲小管始段上皮細(xì)胞對水不通透，能主動(dòng)重吸收NaCI，小管液中的Na+ 和CI-經(jīng)管腔膜上的Na+ 和CI-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入上皮細(xì)胞，Na+由鈉泵泵至組織間液。

　　在遠(yuǎn)曲小管后段和集合管，主細(xì)胞基底側(cè)膜上的鈉泵活動(dòng)使細(xì)胞內(nèi)保持低Na+，可使Na+經(jīng)通道進(jìn)入細(xì)胞，而Na+的重吸收通過電位差使小管液中的CI-經(jīng)細(xì)胞旁途徑被動(dòng)重吸收。

　　集合管主細(xì)胞管腔膜側(cè)胞質(zhì)的囊泡內(nèi)含水孔蛋白AQP-2，而基底側(cè)膜上的AQP-3，AQP-4分布。水在管內(nèi)外滲透壓差的作用下通過AQP-2進(jìn)入上皮細(xì)胞，進(jìn)入上皮細(xì)胞的水再經(jīng)基底側(cè)膜的AQP-3和AQP-4 進(jìn)入組織間隙而被重吸收。AQP-2多少?zèng)Q定上皮對水的通透性，AQP-2的插入受抗利尿激素的控制。

　　2.對HCO-3 的重吸收 HCO-380%在近球小管被重吸收

　　以CO2擴(kuò)散形式進(jìn)行，故重吸收優(yōu)先于CI-的重吸收

　　HCO-3不易透過管腔膜，與Na+-H+交換分泌到管腔內(nèi)的H+結(jié)合生成 H2CO3，H2CO3迅速分解為CO2+H2O，此反應(yīng)由碳酸酐酶催化。CO2單純擴(kuò)散進(jìn)入上皮細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)CO2與H2O在碳酸酐酶作用下生成H2CO3，H2CO3又解離成HCO-3+H+，而HCO-3和Na+一起轉(zhuǎn)運(yùn)回血。

　　髓袢對HCO-3的重吸收主要發(fā)生在升支粗段，機(jī)制與近端小管同。

　　管腔內(nèi)：HCO-3+H+??H2CO3--CO2+H2O

　　碳酸酐酶

　　上皮細(xì)胞內(nèi): CO2+H2O?????H2CO3????HCO-3+H+

　　H+通過H+-Na+交換，H+入管腔，Na+入細(xì)胞

　　入血： HCO-3與Na+重吸收

　　抑制劑：乙酰唑胺??抑制碳酸酐酶，使重吸收減少，CO2高脂溶性，HCO-3重吸收優(yōu)于CI-

　　3.對葡萄糖的重吸收 100%葡萄糖在近端小管被重吸收。

　　原尿中葡萄糖濃度與血漿相同，終尿中不含葡萄糖，被全部重吸收

　　吸收部位僅在近球小管

　　葡萄糖與Na+結(jié)合于近球小管的同向轉(zhuǎn)運(yùn)體上

　　機(jī)制：Na+順電化學(xué)梯度運(yùn)入細(xì)胞，再被泵到細(xì)胞間隙

　　葡萄糖逆濃度梯度運(yùn)入細(xì)胞，易化擴(kuò)散到細(xì)胞間液被重吸收??繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程

　　近端小管對葡萄糖的重吸收有一定限度，當(dāng)血液中葡萄糖濃度超過180mg/100ml(血液)時(shí)，對葡萄糖吸收已達(dá)極限，尿中出現(xiàn)葡萄糖，此時(shí)的濃度稱為腎糖閾。(同向轉(zhuǎn)運(yùn)體數(shù)量有限，吸收有極限，未被重吸收的形成糖尿，不出現(xiàn)糖尿的最高血糖濃度)

　　(二)對H+和NH4+的分泌

　　1.對 H+的分泌：腎小管各段和集合管均有此能力，在近球小管通過Na+-H+交換分泌H+。

　　遠(yuǎn)曲小管后段和集合管的閏細(xì)胞可主動(dòng)分泌H+，兩個(gè)質(zhì)子泵：H+-ATP酶，H+- K+ ATP酶

　　逆電化學(xué)梯度的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

　　腎小管和集合管上皮細(xì)胞

　　，促進(jìn)NaHCO3重吸收??繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

　　2.NH3的分泌：NH3和NH4+都來源于上皮細(xì)胞內(nèi)的谷氨酰胺，1分子谷氨酰胺代謝，生成2個(gè)NH4+ 和2個(gè)HCO3-

　　在近端小管，髓袢升支粗段和遠(yuǎn)端小管，NH4+ 通過管腔膜上逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體Na+-H+轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入小管液(由NH4+代替H+)。NH3是脂溶性分子可透過細(xì)胞膜單純擴(kuò)散到小管腔，也可通過基底側(cè)膜進(jìn)入細(xì)胞間隙。細(xì)胞內(nèi)，NH4+與NH3+ H+處于一定的平衡狀態(tài)。集合管中，管腔膜對NH3高度通透，而對NH4+通透性低，所以NH3主要以擴(kuò)散的方式進(jìn)入小管液，與分泌的H+結(jié)合形成NH4+，隨尿排出。此反應(yīng)使尿中每排出1個(gè)NH4+ 就有一個(gè)HCO3-被重吸收回血。

　　泌H+和NH3在維持機(jī)體酸堿平衡中具有重要意義。

　　(一些重要物質(zhì)的重吸收

　　1.小管液中的成分經(jīng)腎小管上皮細(xì)胞重新回到管周血液中去的過程，稱為重吸收。

　　原尿中99%的水，全部葡萄糖、氨基酸、部分電解質(zhì)被重吸收，尿素部分被重吸收，肌酐完全不被重吸收。

　　2.大部分物質(zhì)主要吸收部位在近球小管，有些物質(zhì)僅在近球小管被重吸收。

　　3. Na+、K+等陽離子主動(dòng)重吸收，HCO3-、Cl-等陰離子被動(dòng)重吸收(Cl-在髓袢升支粗段除外)，葡萄糖、氨基酸等有機(jī)小分子繼發(fā)性主動(dòng)重吸收(與Na+的重吸收相關(guān)聯(lián))，水在近球小管等滲性重吸收，在遠(yuǎn)曲小管和集合管受抗利尿激素調(diào)節(jié)。遠(yuǎn)曲小管和集合管對Na+、CI-與水的重吸收、對H+的分泌

　　對Na+、CI-與水的重吸收

　　對H+的分泌

　　酸中毒時(shí)，Na+-H+交換增強(qiáng)，K+-Na+交換減弱，導(dǎo)致腎臟排鉀減少，出現(xiàn)高鉀血癥。堿中毒時(shí)正好相反。H+的分泌是腎臟排酸保堿的過程。

　　某些物質(zhì)的分泌和排泄

　　1.K+的分泌：主要由遠(yuǎn)曲小管、集合管分泌，K+的分泌依賴于Na+重吸收后形成的管內(nèi)負(fù)電位，分泌方式為Na+-H+交換。

　　2.H+的分泌：通過Na+-H+交換進(jìn)行分泌，同時(shí)促進(jìn)管腔中的HCO3-重吸收入血。在遠(yuǎn)曲小管和集合存在Na+-H+和Na+-K+交換的競爭，因此，機(jī)體酸中毒時(shí)會(huì)引起血K+升高，同樣，高血鉀可以引起血漿酸度升高。

　　3.NH3的分泌：腎臟分泌的氨主要是谷氨酰胺脫氨而來。

　　泌NH3有利于H+分泌，同時(shí)促進(jìn)Na+和HCO3-的重吸收。

　　從上可以看出，Na+重吸收可促進(jìn)多種物質(zhì)的重吸收或排泄，例如K+的排泄、H+的分泌、水的重吸收、Cl-的重吸收、葡萄糖、氨基酸的重吸收等，機(jī)制如下：

　　(1)Na+主動(dòng)重吸收，形成管內(nèi)為負(fù)，管外為正的電位差，這種電位差促進(jìn)陰離子(例如Cl-)向管外轉(zhuǎn)移(重吸收)，促進(jìn)陽離子(例如K+)向管內(nèi)分泌;

　　(2)葡萄糖、氨基酸的重吸收方式是繼發(fā)性主動(dòng)重吸收，必須與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)，而這種轉(zhuǎn)運(yùn)依賴Na+主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)形成的細(xì)胞內(nèi)低Na+。

　　(3)Na+重吸收促進(jìn)水的重吸收是由于滲透壓變化所致。

　　而NH3的分泌，HCO3-的重吸收則不依賴Na+重吸收，因?yàn)镹H3為脂溶性物質(zhì)，可以自由地通過細(xì)胞膜，它擴(kuò)散的方向決定于細(xì)胞兩側(cè)的pH值(向pH低側(cè)擴(kuò)散);HCO3-能與小管液內(nèi)的H+結(jié)合然后分解成H2O、CO2，CO2可以自由通過細(xì)胞膜，在細(xì)胞內(nèi)再生成HCO3-后轉(zhuǎn)運(yùn)入血，因此，不是Na+重吸收，而是分泌H+能促進(jìn)HCO3-的重吸收和NH3的分泌。)