生理學(xué)/腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運方式

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生理學(xué)

尿的生成和排出
- 腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運功能
  - 腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運方式
  - 各段腎小管和集合管的轉(zhuǎn)運功能

腎小管和集合管的轉(zhuǎn)運包括重吸收和分泌。重吸收是指物質(zhì)從腎小管液中轉(zhuǎn)運至血液中，而分泌是指上皮細(xì)胞本身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運至腎小管腔內(nèi)。腎不球濾過液進入腎小管后稱為小管液。

物質(zhì)通過細(xì)胞的轉(zhuǎn)運包括被動轉(zhuǎn)運和主動轉(zhuǎn)運。被動轉(zhuǎn)運是指溶質(zhì)順電化學(xué)梯度通過腎小管上皮細(xì)胞的過程。水的滲透壓之差是水的轉(zhuǎn)運動力。水從滲透壓低一側(cè)通過細(xì)胞膜進入滲透壓高一側(cè)。

主動轉(zhuǎn)運是指溶質(zhì)逆電化學(xué)梯度通過腎小管上皮細(xì)胞的過程。主動轉(zhuǎn)運需要消耗能量，根據(jù)主動轉(zhuǎn)運過程中能量來源的不同，分為原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運和繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運。原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（簡稱為主動轉(zhuǎn)運）所需要消耗的能量由ATP水解直接提供。例如Na⁺和K⁺的主動轉(zhuǎn)運是靠細(xì)胞膜上的Na⁺泵水解ATP直接提供能量的。繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運所需的能量不是直接來自Na⁺泵。而是來自其他溶質(zhì)順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運時釋放的。例如一些物質(zhì)的繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的動力直接來自Na⁺順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運時釋放的能量。釋放的之些能量歸根到底也是來自Na⁺泵。由于上皮細(xì)胞基側(cè)膜上存在Na⁺，將細(xì)胞內(nèi)的Na⁺泵至細(xì)胞外，造成細(xì)胞內(nèi)的Na⁺濃度明顯低于細(xì)胞外，細(xì)胞外K⁺被泵回細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞內(nèi)K⁺濃度明顯高于細(xì)胞外，并維持細(xì)胞內(nèi)的負(fù)電位。這樣，小管液中的Na⁺便順電化學(xué)梯度通過管腔膜進入細(xì)胞，并釋放能量提供其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。許多物質(zhì)的轉(zhuǎn)運都與Na⁺的主動轉(zhuǎn)運相耦聯(lián)，例如小管液中的葡萄糖、氨基酸、有機酸和CI^-等物質(zhì)的重吸收都與Na⁺同向轉(zhuǎn)運（cotransport）有關(guān)。同向轉(zhuǎn)運是指兩種物質(zhì)與細(xì)胞膜上的同向轉(zhuǎn)運體（cotransporter,symporter）特殊蛋白質(zhì)結(jié)合，以相同方向通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運；又如腎小管細(xì)胞分泌H⁺是與Na⁺的逆向轉(zhuǎn)運相耦聯(lián)。逆向轉(zhuǎn)運（antiport）是指兩種物質(zhì)與細(xì)胞膜上的逆向轉(zhuǎn)運體（antiport）又稱交換體（exchanger）結(jié)合，以相反方向通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運?？梢姡琋a⁺的主動轉(zhuǎn)運在腎小管上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運中起著關(guān)鍵作用（圖8-9）。一個帶下電荷和另一個帶負(fù)電荷的兩種物質(zhì)的同向轉(zhuǎn)動，或電荷相同的兩種物質(zhì)的逆向轉(zhuǎn)運都不會造成小管內(nèi)外電位改變，這種轉(zhuǎn)運稱為電中性轉(zhuǎn)動。如果一個物質(zhì)是離子，另一個是電中性物質(zhì)，這種轉(zhuǎn)運就會使小管內(nèi)外出現(xiàn)電位差，稱為生電性轉(zhuǎn)運。如在近球小管，Na⁺與葡萄糖的同向轉(zhuǎn)運，因葡萄糖是電中性物質(zhì)，Na⁺和葡萄糖被重吸收就會造成小管內(nèi)較小管外帶負(fù)電位。又如在近球小管的后半段，小管液CI^-濃度比管外高，CI^-順濃度差被動重吸收造成管內(nèi)帶正電位。