生理学/肾小管与集合管的转运方式

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肾小管和集合管的转运包括重吸收和分泌。重吸收是指物质从肾小管液中转运至血液中,而分泌是指上皮细胞本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。肾不球滤过液进入肾小管后称为小管液。

物质通过细胞的转运包括被动转运主动转运。被动转运是指溶质电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程。水的渗透夺之差是水的转运动力。水从渗透压低一侧通过细胞膜进入渗透压高一侧。

主动转运是指溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程。主动转运需要消耗能量,根据主动转运过程中能量来源的不同,分为原发性主动转运和继发性主动转运。原发性主动转运(简称为主动转运)所需要消耗的能量由ATP水解直接提供。例如Na+和K+的主动转运是靠细胞膜上的Na+泵水解ATP直接提供能量的。继发性主动转运所需的能量不是直接来自Na+泵。而是来自其他溶质顺电化学梯度转运时释放的。例如一些物质的继发性主动转运的动力直接来自Na+顺电化学梯度转运时释放的能量。释放的之些能量归根到底也是来自Na+泵。由于上皮细胞基侧膜上存在Na+,将细胞内的Na+泵至细胞外,造成细胞内的Na+浓度明显低于细胞外,细胞外K+被泵回细胞内,造成细胞内K+浓度明显高于细胞外,并维持细胞内的负电位。这样,小管液中的Na+便顺电化学梯度通过管腔膜进入细胞,并释放能量提供其他物质的转运。许多物质的转运都与Na+的主动转运相耦联,例如小管液中的葡萄糖氨基酸、有机酸和CI-等物质的重吸收都与Na+同向转运(cotransport)有关。同向转运是指两种物质与细胞膜上的同向转运体(cotransporter,symporter)特殊蛋白质结合,以相同方向通过细胞膜的转运;又如肾小管细胞分泌H+是与Na+逆向转运相耦联。逆向转运(antiport)是指两种物质与细胞膜上的逆向转运体(antiport)又称交换体(exchanger)结合,以相反方向通过细胞膜的转运。可见,Na+的主动转运在肾小管上皮细胞的转运中起着关键作用(图8-9)。一个带下电荷和另一个带负电荷的两种物质的同向转动,或电荷相同的两种物质的逆向转运都不会造成小管内外电位改变,这种转运称为电中性转动。如果一个物质是离子,另一个是电中性物质,这种转运就会使小管内外出现电位差,称为生电性转运。如在近球小管,Na+与葡萄糖的同向转运,因葡萄糖是电中性物质,Na+和葡萄糖被重吸收就会造成小管内较小管外带负电位。又如在近球小管的后半段,小管液CI-浓度比管外高,CI-顺浓度差被动重吸收造成管内带正电位。

Na+转运与其他溶质转运之间的伴联关系


图8-9 Na+转运与其他溶质转运之间的伴联关系

32 肾小管与集合管的转运功能 | 各段肾小管和集合管的转运功能 32
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