远端肾单位在肾脏酸化过程中的作用

(三)远端肾 单位在肾脏酸化过程中的作用

经过近端小管及髓袢重吸收后,流经远端小管的图示含量已很少,因此图示的重吸收在酸化过程中的作用已不是太大,远端肾单位对图示的重吸收效率只及近端肾小管的1/10。和近端肾小管不同之处是,远端小管上皮细胞的通透性较差,管腔液中无CA存在,因此可在上皮细胞及管腔液之间建立起很高的pH梯度,尿液pH最低可降至4.4。最后,远端小管尚可在一定条件下,具有分泌图示的功能。由于绝大部分的可滴定酸已在近端小管形成,图示的重吸收又相对减少,远端小管主要通过泌H+使图示形成增多来排泄体内的酸性物质。

1.远端小管的组成及酸化功能的非均一性

远端肾单位由不同的节段所组成,各节段的细胞形态不同,转运功能有差别,在酸化过程中所起的作用也有所不同。其中,集合管在酸化功能中起主要作用。在正常情况下,远曲小管并无图示的重吸收。只有在预先酸处理才会出现图示重吸收。皮质集合管除图示重吸收外,还具有图示的分泌功能。而髓质集合管无图示分泌作用,但相对其他部位,该段对尿液的酸化起的作用也较大。和近端肾小管不同的是,并非所有远端小管上皮细胞都参与酸化功能,只有富含线粒体的细胞,称之为间介细胞才具备该功能。这种细胞内含有大量的CA。在皮质集合管,存在两种类型的间介细胞:一种与泌H+有关,另一种与泌图示有关。

2.远端小管上皮细胞泌H+机制——A型插入细胞功能

A型插入细胞常见于OMCD,在CCD占14%左右。现在已知的是,A型插入细胞的泌H+功能与Na+无直接相关,而主要是受管腔负电位的影响,因而Na+对该处泌H+的影响,主要是通过改变电位差而间接影响。在无氧条件下,该处泌H+完全依赖葡萄糖的存在。因此与能量代谢密切相关。泌H+过程可产生管腔差,乙酰唑胺能抑制该处泌H+。A型插入细胞膜可与胞内滤泡融合使管腔扩张,相反胞膜也可收缩,使胞内形成滤泡。细胞内含有大量CA,使泌H+后产生的HO-与CO2结合形成图示。A型插入细胞的管周侧存在图示交换,胞内形成的图示通过转运系统被吸收。

3.远端小管图示分泌机制——B型插入细胞功能

早在20世纪50年代就已发现肾小管存在图示的分泌功能。以后越来越多的研究均表明,在皮质集合管(CCD)、海龟膀胱上皮等均存在胞内含碳酸酐酶的分泌图示细胞,即B型插入细胞。该细胞图示的分泌和Cl-的重吸收相等且不依赖钠转运,表明位于管腔侧的图示的交换机制起作用。在基底侧膜上存在着H+泵,当H+泌向间质后,细胞内形成的图示(在CA作用下)通过图示交换泌入管腔。该交换过程呈电中性进入细胞内的Cl-通过基底侧膜上的氯通道排出。尽管作用和A型插入细胞截然相反,但二者并不是简单的镜像关系。例如,抗3带蛋白的抗体和B型插入细胞管腔侧的图示交换没有反应,表明该系统和红细胞上的阴离子交换系统不一样,而且和A型插入细胞也不同,SITS对B型插入细胞的图示交换系统的抑制作用较弱,对Cl-的Km值高于细胞。B型插入细胞另一个特点是:在管腔侧能与花生植物凝血素结合。酸中毒时,管腔侧出现H+泵,管周出现图示交换,加快图示的重吸收,而具备A型插入细胞功能。在碱中毒时,出现图示的分泌,类似B型插入细胞功能。(https://www.daowen.com)

4.远端小管酸化功能的影响和调节因素

远端小管和泌H+主要由氢泵完成,受电化学梯度改变的影响,发生于A型插入细胞(或类似A型插入细胞的OMCD细胞)。分泌图示则通过管腔侧Cl-交换及基底侧的氢泵共同完成,发生于B型插入细胞。许多全身及局部因素以及激素均可影响上述功能。

(1)管腔pH改变与H+的分泌呈线性关系

管腔pH由管周图示浓度及PCO2所决定。

(2)管腔液中的Na+离子及伴随阴离子

管腔中Na+的改变可以影响跨上皮细胞电位差,远端小管Na+重吸收增加,可提高管腔中负电位,间接促进泌H+。如在容量不足及应用盐皮质激素时,Na+重吸收明显增加,同时出现泌H+增强。影响管腔电位的各种阴离子增加可以促进泌H+,脂溶性低的阴离子作用更明显。

(3)钾离子

钾代谢与酸碱平衡关系相当密切,两者相互联系,相互影响。钾对肾脏酸化功能的影响有两方面:一是影响图示的重吸收;二是影响肾脏图示的代谢和转运(后者将在后文详细阐述)。K+图示转运的作用又有直接和间接之分,两者的结果正相反。其直接作用是影响泌H+,K+缺乏可刺激图示的重吸收。间接作用是通过影响醛固酮分泌被抑制,从而抑制远端小管的泌H+。其最终结果取决于两者之间的共同作用。

(4)激素的作用

①盐皮质激素 醛固酮(ALD)主要作用于远端小管,特别是皮质集合管。ALD通过以下三种方式影响酸化功能:促进Na+的重吸收,从而影响管腔电位差,促进泌H+;直接影响远端小管的泌H+,特别是在髓质集合管,其内在机制尚不清楚;通过对K+代谢的影响,间接影响酸化功能。②甲状旁腺素(PTH)与抗利尿激素(ADH) PTH可刺激H+、促进净排酸增加。该泌H+作用增强可能是通过改变管腔中磷酸根含量,增加缓冲物,因此尽管PTH作用时,尿图示无改变,但尿pH值明显下降。ADH的鼻吸入可使泌H+增加,酸化功能增强。ADH的该作用可能在CCD,主要抑制了图示的分泌。

上述激素的作用目前认为都通过cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA)起作用。主要作用是提高Cl-的传导,使A型插入细胞基底侧膜图示交换增加,从而使泌H+增加。在B型插入细胞上,cAMP则作用于图示交换,使图示分泌增加。因此,在两种细胞都存在的节段(如CCD),cAMP的作用取决于二者的综合。