重吸收和分泌是腎小管和集合管轉(zhuǎn)運物質(zhì)的兩種基本形式。重吸收(reabsorption)是指物質(zhì)從腎小管液中轉(zhuǎn)運至血液中。分泌(secretion)是指上皮細胞將本身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運至腎小管腔內(nèi)。
在重吸收或分泌過程中,物質(zhì)通過腎小管壁的途徑可以是跨細胞和細胞旁路兩種情況。其中物質(zhì)通過細胞的轉(zhuǎn)運包括被動轉(zhuǎn)運(passive transport)和主動轉(zhuǎn)運(active transport)。被動轉(zhuǎn)運是指溶質(zhì)順電化學(xué)梯度通過腎小管上皮細胞的過程(單純擴散,易化擴散)。主動轉(zhuǎn)運是指溶質(zhì)逆電化學(xué)梯度通過腎小管上皮細胞的過程,需要消耗能量。根據(jù)所需能量的來源不同,分為原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運和繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運。原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(簡稱為主動轉(zhuǎn)運)所需要消耗的能量由ATP水解直接提供。如細胞膜上的Na+泵、H+泵,它們本身具有ATP酶活性,可直接水解ATP提供能量。繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運所需的能量是來自于其他物質(zhì)在順電化學(xué)梯度運動時釋放的。由于該電化學(xué)梯度的形成多為Na+泵活動的結(jié)果,所以,繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運所需的能量實際是間接來自Na+泵活動。因此,Na+的轉(zhuǎn)運在腎小管上皮細胞的物質(zhì)轉(zhuǎn)運中過程中起著關(guān)鍵作用,許多物質(zhì)的轉(zhuǎn)運都直接或間接與Na+的轉(zhuǎn)運相關(guān)聯(lián)。
繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運與細胞膜存在轉(zhuǎn)運體(transporter)有關(guān),分為同向轉(zhuǎn)運體和逆向轉(zhuǎn)運體。當(dāng)兩種物質(zhì)與細胞膜上的同向轉(zhuǎn)運體(symporter)結(jié)合,以相同方向通過細胞膜的轉(zhuǎn)運;稱為同向轉(zhuǎn)運(cotransport),如葡萄糖-Na+轉(zhuǎn)運體(Na+和葡萄糖同向轉(zhuǎn)運)、氨基酸-Na+轉(zhuǎn)運體(Na+和氨基酸同向轉(zhuǎn)運)等。當(dāng)兩種物質(zhì)與細胞膜上的逆向轉(zhuǎn)運體(antiporter)又稱交換體(exchanger)結(jié)合,以相反方向通過細胞膜的轉(zhuǎn)運,稱為逆向轉(zhuǎn)運(antiport)。如腎小管是上皮細胞的H+與Na+交換體。
物質(zhì)轉(zhuǎn)運還與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)所帶電荷相關(guān),一個帶正電荷和另一個帶負電荷的兩種物質(zhì)的同向轉(zhuǎn)運,或電荷相同的兩種物質(zhì)的逆向轉(zhuǎn)運都不會造成小管內(nèi)外電位改變,這種轉(zhuǎn)運稱為電中性轉(zhuǎn)運。如果一個物質(zhì)是離子,另一個是電中性物質(zhì),這種轉(zhuǎn)運就會使小管內(nèi)外出現(xiàn)電位差,稱為生電性轉(zhuǎn)運。 如在近球小管,Na+與葡萄糖的同向轉(zhuǎn)運,因葡萄糖是電中性物質(zhì),Na+和葡萄糖被重吸收就會造成小管內(nèi)較小管外帶負電位。又如在近球小管的后半段,小管液Cl-濃度比管外高,Cl-順濃度差被動重吸收造成管內(nèi)帶正電位。
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