三、肾小管和集合管的分泌
肾小管和集合管的分泌是指肾小管和集合管的上皮细胞将细胞内或血浆中的物质转运至小管液的过程。肾小管和集合管主要分泌H+、NH3和K+等。
(一)H+的分泌
近端小管、远曲小管和集合管的上皮细胞都能分泌H+,但近端小管分泌H+的能力最强。
近端小管分泌H+是通过H+-Na+交换实现的。在近端小管,由上皮细胞代谢产生或由小管液进入细胞的CO2,在碳酸酐酶的催化下与H2O结合生成H2CO3,进而解离成和H+。H+被主动分泌到小管液中,HCO-3则留在上皮细胞内。H+的分泌导致了小管内外的电位变化,Na+被动转移到小管上皮细胞中,这种H+的分泌与Na+的重吸收耦联的过程称为H+-Na+交换。进入上皮细胞的Na+很快转移到血液中,
随着Na+一起转移入血。这样,上皮细胞每分泌一个H+,就会重吸收一个Na+和一个
而形成NaHCO3(图8-3)。NaHCO3是体内重要的“碱贮备”,因此,H+的分泌具有排酸保碱、维持体内酸碱平衡的重要作用。
(二)NH3的分泌
NH3主要由远曲小管和集合管上皮细胞内的谷氨酰胺脱氨基产生。NH3是一种脂溶性物质,能通过细胞膜向pH低的方向扩散。而H+的分泌降低了小管液的pH,促进NH3向小管液中分泌。NH3分泌到小管液以后,可与H+结合生成,
进一步与小管液中的Cl-结合,生成NH4Cl随尿排出(图8-3)。
NH3的分泌降低小管液中的H+浓度,促进了H+的继续分泌。可见,肾小管和集合管H+的分泌和NH3的分泌之间可以相互促进。故NH3的分泌有间接的排酸保碱、维持酸碱平衡的作用。
(三)K+的分泌
图8-3 H+、NH3、K+分泌关系示意图
尿中的K+主要是远曲小管和集合管分泌的。K+的分泌是一种被动过程,与Na+的主动重吸收密切相关。远曲小管和集合管上皮细胞对Na+的主动重吸收,造成了管腔内的负电位,K+顺电位梯度从上皮细胞被动进入小管液。这种Na+的重吸收与K+的分泌耦联的过程,称为K+-Na+交换(图8-3)。
由于在远曲小管和集合管K+的分泌和H+的分泌都是与Na+的重吸收耦联,故K+-Na+交换和H+-Na+交换之间具有竞争抑制作用,即当H+-Na+交换增多时,K+-Na+交换减少;而K+-Na+交换增多时,H+-Na+交换减少。在酸中毒的情况下,H+-Na+交换增多,而K+-Na+交换减少,机体排K+减少,导致高血钾;相反,在碱中毒时,H+-Na+交换减少,而K+-Na+交换增多,机体排K+增多,导致低血钾。
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