生理學/腎小管與集合管的轉運方式

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生理學

尿的生成和排出
- 腎小管與集合管的轉運功能
  - 腎小管與集合管的轉運方式
  - 各段腎小管和集合管的轉運功能

腎小管和集合管的轉運包括重吸收和分泌。重吸收是指物質從腎小管液中轉運至血液中，而分泌是指上皮細胞本身產生的物質或血液中的物質轉運至腎小管腔內。腎不球濾過液進入腎小管后稱為小管液。

物質通過細胞的轉運包括被動轉運和主動轉運。被動轉運是指溶質順電化學梯度通過腎小管上皮細胞的過程。水的滲透壓之差是水的轉運動力。水從滲透壓低一側通過細胞膜進入滲透壓高一側。

主動轉運是指溶質逆電化學梯度通過腎小管上皮細胞的過程。主動轉運需要消耗能量，根據主動轉運過程中能量來源的不同，分為原發性主動轉運和繼發性主動轉運。原發性主動轉運（簡稱為主動轉運）所需要消耗的能量由ATP水解直接提供。例如Na⁺和K⁺的主動轉運是靠細胞膜上的Na⁺泵水解ATP直接提供能量的。繼發性主動轉運所需的能量不是直接來自Na⁺泵。而是來自其他溶質順電化學梯度轉運時釋放的。例如一些物質的繼發性主動轉運的動力直接來自Na⁺順電化學梯度轉運時釋放的能量。釋放的之些能量歸根到底也是來自Na⁺泵。由于上皮細胞基側膜上存在Na⁺，將細胞內的Na⁺泵至細胞外，造成細胞內的Na⁺濃度明顯低于細胞外，細胞外K⁺被泵回細胞內，造成細胞內K⁺濃度明顯高于細胞外，并維持細胞內的負電位。這樣，小管液中的Na⁺便順電化學梯度通過管腔膜進入細胞，并釋放能量提供其他物質的轉運。許多物質的轉運都與Na⁺的主動轉運相耦聯，例如小管液中的葡萄糖、氨基酸、有機酸和CI^-等物質的重吸收都與Na⁺同向轉運（cotransport）有關。同向轉運是指兩種物質與細胞膜上的同向轉運體（cotransporter,symporter）特殊蛋白質結合，以相同方向通過細胞膜的轉運；又如腎小管細胞分泌H⁺是與Na⁺的逆向轉運相耦聯。逆向轉運（antiport）是指兩種物質與細胞膜上的逆向轉運體（antiport）又稱交換體（exchanger）結合，以相反方向通過細胞膜的轉運。可見，Na⁺的主動轉運在腎小管上皮細胞的轉運中起著關鍵作用（圖8-9）。一個帶下電荷和另一個帶負電荷的兩種物質的同向轉動，或電荷相同的兩種物質的逆向轉運都不會造成小管內外電位改變，這種轉運稱為電中性轉動。如果一個物質是離子，另一個是電中性物質，這種轉運就會使小管內外出現電位差，稱為生電性轉運。如在近球小管，Na⁺與葡萄糖的同向轉運，因葡萄糖是電中性物質，Na⁺和葡萄糖被重吸收就會造成小管內較小管外帶負電位。又如在近球小管的后半段，小管液CI^-濃度比管外高，CI^-順濃度差被動重吸收造成管內帶正電位。