肾小管和集合管的分泌作用
肾小管和集合管的分泌(secretion)是指肾小管上皮细胞将自身物质代谢的终产物分泌到小管液中去的过程,如H+、NH3等的分泌。肾小管和集合管上皮细胞将血液中的某种物质排入小管液的过程称为排泄。由于分泌和排泄的物质都是通过肾小管上皮细胞进入小管腔,故一般不做严格区分,通称为分泌。这些物质的分泌与体内酸碱平衡有关。
(一)H+的分泌
近端小管、远端小管和集合管上皮细胞都具有分泌H+的功能,但主要在近端小管。细胞代谢产生或由小管液进入细胞的CO2在碳酸酐酶的作用下生成H2CO3,HCO3又可分解为H+和HCO-3。H+主要通过两种机制泌入管腔,即H+-Na+交换和H+泵主动分泌H+,以前者为主。H+的分泌与Na+的重吸收呈逆向转运,肾小管上皮细胞每分泌一个H+,小管液中就会有一个Na+被同一载体转运入细胞内,此过程称为H+-Na+交换(sodium-hydrogenexchange)。肾小管上皮细胞内的HCO-3与进入细胞内的Na+一起转运到管周组织液,再进入血液形成NaHCO3。因此,H+的分泌与HCO-3的重吸收有关(图8-11)。NaHCO是人体最重要的“碱储备”,H+3的分泌可促进HCO-3的重吸收,起到排酸保碱的作用,对维持体内酸碱平衡具有重要意义。
(二)NH3的分泌
NH3主要由远端小管和集合管分泌。肾小管上皮细胞所分泌的NH3主要由谷氨酰胺脱氨基产生。NH3的脂溶性高,容易通过细胞膜向pH值低的一侧(管腔内)扩散。NH3的分泌与H+的分泌密切相关。肾小管和集合管分泌的NH3能与小管液中的H+结合生成NH+,降低小管液中H+的浓度,有利于H+4的继续分泌。可见NH3的分泌能促进H+的分泌,也是排酸保碱过程,对维持机体的酸碱平衡也起着很重要的作用。
(三)K+的分泌
原尿中的K+绝大部分被近球小管重吸收,尿中的K+主要是由远曲小管和集合管所
分泌。K+的分泌与Na+主动重吸收有关,Na+主动重吸收促使K+被动转运入小管液,形成K+-Na+交换。K+的分泌量多少取决于血K+浓度并受醛固酮的调节。(https://www.daowen.com)
一般情况下,尿中K+的排出量与机体K+的摄入量是平衡的,可维持血K+浓度相对稳定。但当机体缺K+时,由于尿中仍有K+排出,引起血K+浓度下降。机体K+的代谢特点是:多吃多排,少吃少排,不吃也排。故临床上食物中缺K+或其他原因引起K+的摄入不足时,要注意适量补K+。肾功能不全的患者,排K+功能障碍,可发生高血钾症。血K+过高或过低都会对人体的功能尤其是对神经和心脏的兴奋性产生不利影响。
在远曲小管和集合管不仅有K+-Na+交换,还有H+-Na+交换。H+、K+与Na+的交换存在相互竞争。当K+-Na+交换增多时,H+-Na+交换减少;H+-Na+交换增多,则K+-Na+交换减少。酸中毒时,小管细胞内碳酸酐酶活性增强,H+生成增多,H+-Na+交换增多,K+-Na+交换受抑制,K+分泌减少,易导致血钾升高;高血钾症时,K+-Na+交换增强,抑制H+-Na+交换,H+在体内聚积,易导致酸中毒。
血浆中有些物质,既可从肾小球滤过,又可由肾小管分泌,如肌酐和对氨基马尿酸。有的物质进入体内则主要由肾小管分泌入管腔,如青霉素、酚红、碘锐特等。临床可采用酚红排泄试验来检查肾小管分泌功能是否正常。
H+、NH、K+3三种物质分泌的关系如图8-12所示。
“大公无私”的器官———肾脏
在人体,肾脏被誉为“大公无私”的器官。
肾脏的“大公”表现在:正常成人安静时每分钟有1000~1200mL血液经过肾,而两肾的重量为260~300g,按每克组织计算平均血流量居各主要器官之首。这并不是肾脏本身代谢需要这么多血液来供应氧气和营养物质,而是肾脏通过生成尿液对血液进行净化处理,以保持内环境的相对稳定。
肾脏的“无私”表现在:在紧急情况下,为了保证脑、心脏等重要器官的血液供应,肾脏血流量显著减少。据报道,一名患者循环血量减少了30%,这时肾的血流量则降至160mL/min,减少了近85%,这说明原来供应肾脏的绝大部分血液移去供应其他器官了。因此,在循环血量锐减时,最先受到损害的脏器之一就是肾脏。