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肾小管对物质重吸收和分泌的方式

重吸收和分泌是肾小管和集合管转运物质的两种基本形式。重吸收(reabsorption)是指物质从肾小管液中转运至血液中。分泌(secretion)是指上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。

在重吸收或分泌过程中,物质通过肾小管壁的途径可以是跨细胞和细胞旁路两种情况。其中物质通过细胞的转运包括被动转运(passive transport)和主动转运(active transport)。被动转运是指溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程(单纯扩散,易化扩散)。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,需要消耗能量。根据所需能量的来源不同,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。如细胞膜上的Na+泵、H+泵,它们本身具有ATP酶活性,可直接水解ATP提供能量。继发性主动转运所需的能量是来自于其他物质在顺电化学梯度运动时释放的。由于该电化学梯度的形成多为Na+泵活动的结果,所以,继发性主动转运所需的能量实际是间接来自Na+泵活动。因此,Na+的转运在肾小管上皮细胞的物质转运中过程中起着关键作用,许多物质的转运都直接或间接与Na+的转运相关联。


跨上皮细胞                    细胞旁路

继发性主动转运与细胞膜存在转运体(transporter)有关,分为同向转运体和逆向转运体。当两种物质与细胞膜上的同向转运体(symporter)结合,以相同方向通过细胞膜的转运;称为同向转运(cotransport),如葡萄糖-Na+转运体(Na+和葡萄糖同向转运)、氨基酸-Na+转运体(Na+和氨基酸同向转运)等。当两种物质与细胞膜上的逆向转运体(antiporter)又称交换体(exchanger)结合,以相反方向通过细胞膜的转运,称为逆向转运(antiport)。如肾小管是上皮细胞的H+与Na+交换体。

物质转运还与被转运物质所带电荷相关,一个带正电荷和另一个带负电荷的两种物质的同向转运,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运。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Cl-浓度比管外高,Cl-顺浓度差被动重吸收造成管内带正电位。


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