肾脏与酸碱平衡
肾脏调节酸碱平衡基于三个基本机制:1分泌H+,2重吸收HCO3-,3向身体内产生HCO3-。
分泌H+和吸收HCO3-
这一过程发生在除了降支和升支细段之外的全段。
近端小管、升支粗段、早期远端小管通过Na/H交换分泌氢。这分泌了95%的H+,但最小只达pH=6.7。
HCO3-离开肾小管机制:1近端小管Na-HCO3同向转运体,2远端小管末段/升支粗段/收集管的HCO3-Cl交换体。
从晚期远端小管到集合管,存在H+的初级主动转运,H+由氢泵和氢钾泵转运。
A型闰细胞负责初级主动转运,虽然只有5%,但最低可至pH=4.5。
每分泌一个H+就能吸收一个HCO3-,当分泌的H+多余时就能产生新的HCO3到身体内部。
磷酸盐缓冲系统将过多的H+来产生HCO3-
磷酸盐在尿液中被浓缩,且pH更接近其pKa,使得其在尿液中比在血液中起到的功能大得多。
一旦尿液中的HCO3-被耗尽,H+的分泌就不能进一步进行(pH会下降到6.7以至于NaH交换不能完成),这限制了HCO3的产生。
尿液中磷酸氢根结合H+使尿液中H+下降,H+分泌可以进一步进行。这些多余的H+来自于细胞内H2CO3的解离,H+离开,HCO3-留下,就产生了全新的HCO3-。
与之前不同的是,这些HCO3-是细胞内新产生的,而不是之前一样从小管液中置换的。因此,不论什么时候分泌一个H+,都相当于向体内添加一个HCO3-。
铵根缓冲系统也可以
谷氨酰胺在肝中产生的,一个谷氨酰胺运输到近端小管/升支粗段/远端小管,产生两个铵根两个HCO3-。
铵根通过与Na交换分泌到肾小管,HCO3-从基底膜转运离开。这也是提供新HCO3的方式。
在收集管中,分泌铵根方式不同。此处细胞膜对氨分子有透性,在腔内的氨分子被H+结合带走,在细胞内的NH3顺浓度梯度不断扩散出去。
这样每排泄一个NH4+,就有一个HCO3-,但排泄NH3不算。
另一个特点是,铵根缓冲系统是生理酸碱调节的主要对象。在慢性酸中毒下,铵根排泄H+将会是主要的排泄H+途径。