(二)遠球小管和集合管
在遠曲小管和集合管,重吸收大約12%濾過的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)機體貼的水、鹽平衡狀況來進行調(diào)節(jié)。如相機缺水或缺鹽時,遠曲小管和集合管可增加水、鹽的重吸收;當(dāng)機體水、鹽過剩時,則水、鹽重吸收明顯減少,水和鹽從尿排出增加。因此,遠曲小管和集合管對水和鹽的轉(zhuǎn)運是可被調(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)運主要受醛固酮調(diào)節(jié)。
遠曲小管和集合管上皮細胞間隙的緊密連接對小離子如Na+、K+和CI-等的通透性低,這些離子不易通過緊密連接回漏至小管腔內(nèi),因此,所能建立起來的管內(nèi)外離子濃度梯度和電位梯度大。在遠曲小管初段,對水的通透性很低,但仍主動重吸收NaCI,繼續(xù)產(chǎn)生低滲小管液。Na+在遠曲小和集合管的重吸收是逆較大的電化學(xué)梯度進行的,是主動重吸收過程。這可能與遠曲小管的Na+泵在腎單位中活性最高有關(guān)。有人認為在遠曲小管初段的小管液中,Na+是通過Na+-CI-同向轉(zhuǎn)運進入細胞的,然后由Na+泵將Na+泵出細胞而主動重吸收回血(圖8-13A)。NaCI同向轉(zhuǎn)運體可被噻嗪類利尿藥所抑制。
遠曲小管后段和集合管含有兩類細胞,即主細胞和閏細胞。主細胞重吸收Na+和水,分泌K+,閏細胞則主要分泌H+,主細胞重吸收Na+主要通過管腔膜上的Na+通道。管腔內(nèi)的Na+順電化學(xué)梯度通過管膜上的Na+通道進入細胞,然后,由Na+泵泵至細胞間液而被重吸收(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,使機體的鉀攝入量與排出量保持平衡,維持機體K+濃度的相對恒定。
K+分泌的動力包括:①在遠曲小管和集合管的小管液中,Na+通過主細胞的管腔膜上的Na+通道進入細胞,然后,由基側(cè)膜上的Na+泵將細胞內(nèi)的Na+泵至細胞間隙而被重吸收,因而是生電性的,使管腔內(nèi)帶負電位(-10?40mV)。這種電位梯度也成為K+從細胞分泌至管腔的動力;②在遠曲小管后段和集合管的主細胞內(nèi)的K+濃度明顯高于小管液中的K+濃度,K+便順濃度梯度從細胞內(nèi)通過管腔膜上的K+通道進入小管液;③Na+進入主細胞后,可刺激基側(cè)膜上的Na+,使更多的K+從細胞外液中泵入細胞內(nèi),提高細胞內(nèi)K+濃度,增加細胞內(nèi)和小管液之間的K+濃度梯度,從而促進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 遠球小管和集合管重吸收NaCI、分泌K+和H+的示意圖
A:遠曲小管初段 B:遠曲小管后段和集合管
H+的分泌除了近球小管細胞通過Na+-H+交換分泌H+,促進NaHCO3重吸收外,遠曲小管和集合管的閏細胞也可分泌H+。H+的分泌是一個逆電化學(xué)梯度進行的主動轉(zhuǎn)運過程。有人認為管腔膜上有H+泵,能將細胞內(nèi)的H+歷史意義入小管腔內(nèi)。細胞內(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+可與上皮細胞分泌的NH3結(jié)合,形成NH4+?傻味ㄋ岷蚇H4+都不易透過管腔膜進入細胞而留在小管液中。因此,它們是尿液酸堿度的決定因素。
NH3的分泌遠曲小管和集合管的上皮細胞在代謝過程中不斷地生成NH3,這些NH3主要由谷氨酰胺脫氨而來。NH3具有脂溶性,能通過細胞膜向小管液周圍組織間液和小管液自由擴散,擴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向小管液中擴散。由此可見,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,可進一步與小管液中的強酸鹽(如NaCI等)的負離子結(jié)合,生成酸性銨鹽(NH4CI等)并隨尿排出。強酸鹽的正離子(如Na+)則與H+交換而進入腎小管細胞,然后和細胞內(nèi)HCO3-一起被轉(zhuǎn)運回血。所以,腎小管細胞分泌NH3,不僅由于銨鹽形成而促進了排H+,而且也促進了NaHCO3的重吸收.。