(二)遠(yuǎn)球小管和集合管
在遠(yuǎn)曲小管和集合管,重吸收大約12%濾過(guò)的Na+和CI-,分泌不同量的K+和H+,重吸收不同量的水。水、NaCI的重吸收以及K+和H+的分泌可根據(jù)機(jī)體貼的水、鹽平衡狀況來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如相機(jī)缺水或缺鹽時(shí),遠(yuǎn)曲小管和集合管可增加水、鹽的重吸收;當(dāng)機(jī)體水、鹽過(guò)剩時(shí),則水、鹽重吸收明顯減少,水和鹽從尿排出增加。因此,遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)水和鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)是可被調(diào)節(jié)的。水的重吸收主要受抗利尿激素調(diào)節(jié),而Na+和K+的轉(zhuǎn)運(yùn)主要受醛固酮調(diào)節(jié)。
遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞間隙的緊密連接對(duì)小離子如Na+、K+和CI-等的通透性低,這些離子不易通過(guò)緊密連接回漏至小管腔內(nèi),因此,所能建立起來(lái)的管內(nèi)外離子濃度梯度和電位梯度大。在遠(yuǎn)曲小管初段,對(duì)水的通透性很低,但仍主動(dòng)重吸收NaCI,繼續(xù)產(chǎn)生低滲小管液。Na+在遠(yuǎn)曲小和集合管的重吸收是逆較大的電化學(xué)梯度進(jìn)行的,是主動(dòng)重吸收過(guò)程。這可能與遠(yuǎn)曲小管的Na+泵在腎單位中活性最高有關(guān)。有人認(rèn)為在遠(yuǎn)曲小管初段的小管液中,Na+是通過(guò)Na+-CI-同向轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞的,然后由Na+泵將Na+泵出細(xì)胞而主動(dòng)重吸收回血(圖8-13A)。NaCI同向轉(zhuǎn)運(yùn)體可被噻嗪類利尿藥所抑制。
遠(yuǎn)曲小管后段和集合管含有兩類細(xì)胞,即主細(xì)胞和閏細(xì)胞。主細(xì)胞重吸收Na+和水,分泌K+,閏細(xì)胞則主要分泌H+,主細(xì)胞重吸收Na+主要通過(guò)管腔膜上的Na+通道。管腔內(nèi)的Na+順電化學(xué)梯度通過(guò)管膜上的Na+通道進(jìn)入細(xì)胞,然后,由Na+泵泵至細(xì)胞間液而被重吸收(圖8-13B)。
K+的分泌 尿中K+的排泄量視K+的攝入量而定,高鉀飲食可排出大量的鉀,低鉀飲食則尿中排鉀量少,使機(jī)體的鉀攝入量與排出量保持平衡,維持機(jī)體K+濃度的相對(duì)恒定。
K+分泌的動(dòng)力包括:①在遠(yuǎn)曲小管和集合管的小管液中,Na+通過(guò)主細(xì)胞的管腔膜上的Na+通道進(jìn)入細(xì)胞,然后,由基側(cè)膜上的Na+泵將細(xì)胞內(nèi)的Na+泵至細(xì)胞間隙而被重吸收,因而是生電性的,使管腔內(nèi)帶負(fù)電位(-10?40mV)。這種電位梯度也成為K+從細(xì)胞分泌至管腔的動(dòng)力;②在遠(yuǎn)曲小管后段和集合管的主細(xì)胞內(nèi)的K+濃度明顯高于小管液中的K+濃度,K+便順濃度梯度從細(xì)胞內(nèi)通過(guò)管腔膜上的K+通道進(jìn)入小管液;③Na+進(jìn)入主細(xì)胞后,可刺激基側(cè)膜上的Na+,使更多的K+從細(xì)胞外液中泵入細(xì)胞內(nèi),提高細(xì)胞內(nèi)K+濃度,增加細(xì)胞內(nèi)和小管液之間的K+濃度梯度,從而促進(jìn)K+分泌,因此,K+的分泌與Na+的重吸收有密切關(guān)系。(圖8-13B)。
圖8-13 遠(yuǎn)球小管和集合管重吸收NaCI、分泌K+和H+的示意圖
A:遠(yuǎn)曲小管初段 B:遠(yuǎn)曲小管后段和集合管
H+的分泌除了近球小管細(xì)胞通過(guò)Na+-H+交換分泌H+,促進(jìn)NaHCO3重吸收外,遠(yuǎn)曲小管和集合管的閏細(xì)胞也可分泌H+。H+的分泌是一個(gè)逆電化學(xué)梯度進(jìn)行的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。有人認(rèn)為管腔膜上有H+泵,能將細(xì)胞內(nèi)的H+歷史意義入小管腔內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)的CO2和H2O在碳酸酐酶催化作用下生成的H+和HCO3,H+由H+泵泵至小管液,HCO3則通過(guò)基側(cè)膜回到血液中,因而H+分泌和HCO3的重吸收與酸堿平衡的調(diào)節(jié)有關(guān)(圖8-13B)。閏細(xì)胞分泌的H+與HPO4-2結(jié)合形成H2PO4,這是可滴定酸;分泌的H+可與上皮細(xì)胞分泌的NH3結(jié)合,形成NH4+。可滴定酸和NH4+都不易透過(guò)管腔膜進(jìn)入細(xì)胞而留在小管液中。因此,它們是尿液酸堿度的決定因素。
NH3的分泌遠(yuǎn)曲小管和集合管的上皮細(xì)胞在代謝過(guò)程中不斷地生成NH3,這些NH3主要由谷氨酰胺脫氨而來(lái)。NH3具有脂溶性,能通過(guò)細(xì)胞膜向小管液周圍組織間液和小管液自由擴(kuò)散,擴(kuò)散量取決于兩種液體的pH值。小管液的pH較低(H+濃度較高),所以NH3較易向小管液中擴(kuò)散。分泌的NH3能與小管液中的H+結(jié)合并生成NH4-,小管液中NH3濃度因而下降,于是管腔膜兩側(cè)形成了NH3濃度梯度,此濃度梯度又加速了NH3向小管液中擴(kuò)散。由此可見(jiàn),NH3的分泌與H+的分泌密切相關(guān);H+分泌增加促使NH3分泌增多。NH3與H+結(jié)合并生成NH4-后,可進(jìn)一步與小管液中的強(qiáng)酸鹽(如NaCI等)的負(fù)離子結(jié)合,生成酸性銨鹽(NH4CI等)并隨尿排出。強(qiáng)酸鹽的正離子(如Na+)則與H+交換而進(jìn)入腎小管細(xì)胞,然后和細(xì)胞內(nèi)HCO3-一起被轉(zhuǎn)運(yùn)回血。所以,腎小管細(xì)胞分泌NH3,不僅由于銨鹽形成而促進(jìn)了排H+,而且也促進(jìn)了NaHCO3的重吸收.。