跨细胞转运途径细胞旁转运途径课件

一、肾小管和集合管中物质转运的方式一、肾小管和集合管中物质转运的方式指小管上皮细胞将自身代谢产物或指小管上皮细胞将自身代谢产物或血液中的物质排入管腔的过程。血液中的物质排入管腔的过程。转运功能转运功能重吸收重吸收(reabsorption(reabsorption)指小管上皮细胞将原尿中某些成分指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程重新摄回血液的过程。分分 泌泌(secretion)(secretion)比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见：比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见：蛋白质、葡萄糖蛋白质、葡萄糖原尿中有原尿中有终尿中无终尿中无(=(=重吸收重吸收)；肌酐、氨肌酐、氨原尿中微量原尿中微量终尿中大量终尿中大量(=(=分泌分泌)。比较原尿与终尿量：比较原尿与终尿量：原尿量原尿量 =125125ml/minml/min6060 24=24=180L180L/d/d 终尿量终尿量 =1-2L/d=1-2L/d(=(=重吸收重吸收9999)重吸收和分泌的证据：重吸收和分泌的证据：血浆、原尿和终尿主要成分比较血浆、原尿和终尿主要成分比较(g/L)(g/L)成成 分分 血浆血浆 原尿原尿 终尿终尿 浓缩倍数浓缩倍数 水水 900 980 960 1.1 900 980 960 1.1 蛋白质蛋白质 80 80 微量微量 0 -0 -葡萄糖葡萄糖 1 1 0 -1 1 0 -Na Na+3.3 3.33.3 3.3 3.5 1.1 3.5 1.1 Cl Cl-3.7 3.73.7 3.7 6.0 1.6 6.0 1.6 K K+0.2 0.20.2 0.2 1.5 7.5 1.5 7.5 尿酸尿酸 0.02 0.020.02 0.02 0.5 25.0 0.5 25.0 尿素尿素 0.3 0.30.3 0.3 20.0 67.0 20.0 67.0 肌酐肌酐 0.01 0.010.01 0.01 1.5 150.0 1.5 150.0 氨氨 0.001 0.0010.001 0.001 0.4 400.0 0.4 400.0重吸收的方式重吸收的方式 被动被动扩散扩散易化扩散易化扩散主动主动原发性主动转运原发性主动转运继发性主动转运继发性主动转运入胞入胞渗透渗透溶质拖曳溶质拖曳转运途径转运途径跨细胞转运途径跨细胞转运途径细胞旁转运途径细胞旁转运途径二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌（一）（一）NaNa+、ClCl-和水的重吸收和水的重吸收1.1.近端小管近端小管70%70%的的NaNa+、ClCl-和水被重吸收和水被重吸收,为为等渗等渗重吸收重吸收关键动力关键动力:上皮细胞基侧膜上的上皮细胞基侧膜上的Na+泵泵近端小管后半段近端小管后半段约约2/3经跨细胞途径经跨细胞途径近端小管前半段近端小管前半段约约1/3经细胞旁路途径经细胞旁路途径(1)Na(1)Na+重吸收重吸收近端小管近端小管前半段前半段:主动过程主动过程管腔膜：管腔膜：.Na.Na+分别与葡萄糖、氨基酸、分别与葡萄糖、氨基酸、HCOHCO3 3-等同向等同向偶联偶联转运转运；.Na.Na+与与H H+逆向偶联逆向偶联转运转运管周膜：管周膜：NaNa+-K-K+泵泵对对ClCl-不被重吸收不被重吸收,小管液中小管液中ClCl-管周组织间管周组织间液中液中ClCl-近端小管近端小管后半段后半段:被动过程被动过程 ClCl-顺顺浓度差浓度差经紧密连接处重吸收经紧密连接处重吸收管两侧电位管两侧电位差差NaNa+顺顺电位差电位差经经细胞旁路途径细胞旁路途径处重吸收。处重吸收。(2)Cl(2)Cl-的重吸收的重吸收机制机制:被动过程被动过程 由于由于NaNa+、葡萄糖、氨基酸等物质已在近曲小管、葡萄糖、氨基酸等物质已在近曲小管的前半段主动重吸收的前半段主动重吸收后半段的管内外后半段的管内外ClCl-的浓度的浓度差差(高高202040%)Cl40%)Cl-顺浓度差经顺浓度差经细胞旁路途径细胞旁路途径进进入细胞间隙入细胞间隙特点特点：除：除髓袢升支粗段髓袢升支粗段为为主动主动重吸收外，重吸收外，其余皆为被动重吸收。其余皆为被动重吸收。由于由于ClCl-的被动重吸收的被动重吸收后半段的管内外电位差后半段的管内外电位差 NaNa+在后半段顺电位差的被动重吸收。在后半段顺电位差的被动重吸收。(3)H(3)H2 2O O的重吸收的重吸收重吸收机制重吸收机制:被动过程被动过程(渗透作用渗透作用)重吸收途径重吸收途径：跨细胞途径跨细胞途径 细胞旁路途径细胞旁路途径重吸收特点重吸收特点：类同类同NaNa+，具球，具球-管平衡现象，即重吸收量始终管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的为滤过量的656570%70%（后述）（后述）重吸收量不随机体的需要而被调节，也就是说重吸收量不随机体的需要而被调节，也就是说与体内水是否缺乏无关与体内水是否缺乏无关,故故近曲小管水的重吸收近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大，而终尿量主要取决于远量对终尿量的影响不大，而终尿量主要取决于远曲小管和集合管对水的重吸收量曲小管和集合管对水的重吸收量。2.2.髓髓 袢袢对尿素、对尿素、NaNa+不通透；不通透；对水高度通透：水以渗透方式重吸收对水高度通透：水以渗透方式重吸收 降支细段降支细段渗透压渐渗透压渐髓袢降支细段：髓袢降支细段：髓袢升支细段：髓袢升支细段：对水不通透；对水不通透；对尿素中等通透；对尿素中等通透；对对NaNa+高度通透：高度通透：NaNa+顺浓度差被动重吸收顺浓度差被动重吸收升支细段升支细段渗透压渐渗透压渐20%20%的的的的NaNa+、ClCl-、K K+等被进一步重吸收等被进一步重吸收15%15%的水被重吸收的水被重吸收髓袢升支粗段：髓袢升支粗段：NaClNaCl在髓袢主要重吸收部位在髓袢主要重吸收部位 对水、尿素不通透；对水、尿素不通透；对对NaNa+通透性低；通透性低；但能以但能以NaNa+2Cl2Cl-KK+同向转运同向转运体方式的体方式的继发性主动转运。继发性主动转运。K K+经管腔膜经管腔膜K K+通道顺浓度梯通道顺浓度梯度返回小管液中度返回小管液中NaNa+由管周膜由管周膜NaNa+泵泵出泵泵出ClCl-经管周膜经管周膜ClCl-通道顺浓度通道顺浓度梯度入组织间液梯度入组织间液由于由于K K+经管腔膜经管腔膜K K+通道顺浓通道顺浓度梯度返回小管液中度梯度返回小管液中小管液呈正电位小管液呈正电位因此，通过钠泵活动，继发因此，通过钠泵活动，继发性主动重吸收性主动重吸收2Cl2Cl-，同时伴，同时伴随随2Na2Na+重吸收，其中重吸收，其中1Na1Na+主主动、动、1Na1Na+经细胞旁路被动重经细胞旁路被动重吸收，为吸收，为NaNa+重吸收节约重吸收节约50%50%能量能量 NaNa+、K K+、CaCa2+2+等顺电位梯等顺电位梯度经细胞旁路重吸收度经细胞旁路重吸收 (被动转运被动转运)髓袢升支粗段对水不通透髓袢升支粗段对水不通透管内渗透压管内渗透压 管外渗透压管外渗透压3.3.远端小管和集合管远端小管和集合管重吸收重吸收12%12%的的 NaNa+、ClCl-重吸收不同量的水重吸收不同量的水与机体是否缺水有关与机体是否缺水有关可调节可调节在在远曲小管始段远曲小管始段:NaNa+在管腔膜由在管腔膜由NaNa+-Cl-Cl-同向转运进入细胞内同向转运进入细胞内,然后在管周膜由然后在管周膜由Na+Na+泵泵出细胞而被重吸收泵泵出细胞而被重吸收是主动重吸收过程是主动重吸收过程对水不通透对水不通透,能主动能主动重吸收重吸收NaClNaCl该段小管液该段小管液渗透压渗透压在远曲小管后段和集合管：在远曲小管后段和集合管：两类上皮细胞两类上皮细胞主细胞主细胞闰细胞闰细胞主细胞主细胞:NaNa+在管腔膜主要通过在管腔膜主要通过NaNa+通道进入细胞内，然通道进入细胞内，然后在管周膜由后在管周膜由NaNa+泵泵出细胞而被重吸收泵泵出细胞而被重吸收NaNa+的的重吸收重吸收小管液呈小管液呈负电位负电位ClCl-经细胞旁途径经细胞旁途径被动重吸收被动重吸收K K+被分泌入管腔被分泌入管腔主细胞的活动是受机体调节的：主细胞的活动是受机体调节的：重吸收重吸收NaNa+和分泌和分泌K K+受醛固酮调节，受醛固酮调节，重吸收水受抗利尿激素调节重吸收水受抗利尿激素调节 (二二)HCO)HCO3 3-的重吸收与的重吸收与H H+的分泌的分泌1.1.近端小管近端小管80%80%的的HCOHCO3 3-在近端小管在近端小管重吸收重吸收重吸收的机制重吸收的机制：被动过程：被动过程重吸收的特点重吸收的特点：不是以不是以HCOHCO3 3-的形式而是的形式而是以以COCO2 2的形式重吸收的的形式重吸收的；HCOHCO3 3-的重吸收优先于的重吸收优先于ClCl-的重吸收；的重吸收；HCOHCO3 3-的重吸收与的重吸收与NaNa+-H-H+逆向交换呈正相关逆向交换呈正相关(H(H+分泌分泌重吸收重吸收HCOHCO3 3-)2.2.髓袢髓袢对对HCOHCO3 3-的重吸收主要发生在升支粗段的重吸收主要发生在升支粗段机制同近端小管机制同近端小管3.3.远端小管和集合管远端小管和集合管闰细胞分泌闰细胞分泌H H+H H+分泌机制分泌机制:主动分泌主动分泌NaNa+-H-H+交换交换 H H+泵泵(主要主要)H H+分泌特点分泌特点:泌泌H H+与重吸收与重吸收HCOHCO3 3-、NaNa+呈正相关呈正相关=泌泌H H+助碱贮助碱贮(泌泌H H+促促HCOHCO3 3-重吸收重吸收排酸保碱排酸保碱)泌泌H H+是有限度的是有限度的:当小管液当小管液pHpH值值4.54.5时时,泌泌H H+则停止则停止泌泌H H+与泌与泌K K+呈负相关呈负相关(竞争抑制竞争抑制)H H+泵泵NHNH4 4+NHNH3 3+H H+(三三)NH)NH3 3的分泌与的分泌与H H+、HCOHCO3 3-的转运关系的转运关系在近端小管、髓袢升支粗段、远端小管在近端小管、髓袢升支粗段、远端小管上皮细胞内的谷氨酰胺上皮细胞内的谷氨酰胺谷氨酰氨酶谷氨酰氨酶(限速酶限速酶)NH NH3 3（脂溶性脂溶性）谷氨酸谷氨酸H H+NHNH4 4+谷氨酸根谷氨酸根谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NHNH4 4+-酮戊二酸酮戊二酸2 2个个HCOHCO3 3-NHNH3 3NHNH3 3的去路的去路:NHNH4 4+的去路的去路:NHNH4 4+NHNH3 3+H+H+在细胞内在细胞内:NaNa+、HCOHCO3 3-的去路：的去路：NHNH3 3分泌分泌机制机制:单纯扩散单纯扩散在集合管：在集合管：上皮细胞膜对上皮细胞膜对NHNH3 3高度通透，高度通透，对对NHNH4 4+的通透性较低的通透性较低肾小管腔：肾小管腔：NHNH3 3H H+NHNH4 4+ClCl-NHNH4 4ClClNHNH3 3扩散入小管液中扩散入小管液中每排出每排出1 1个个NH4+NH4+，有，有1 1个个HCOHCO3 3-被重吸收被重吸收NHNH3 3分泌分泌特点特点:泌泌NHNH3 3与泌与泌H H+呈正相关：呈正相关：即泌即泌NHNH3 3促进促进H H+-Na-Na+交换，促进排酸保碱交换，促进排酸保碱,调节机体酸调节机体酸碱平衡碱平衡。NHNH3 3扩散的量决定于管腔液与管周液的扩散的量决定于管腔液与管周液的pHpH值：值：管腔液管腔液pHpH值较低时，值较低时，NHNH3 3较易扩散。较易扩散。酸中毒时可使酸中毒时可使NHNH3 3的分泌增加的分泌增加氨的分泌也是肾脏调节酸碱平衡的重要机制之一氨的分泌也是肾脏调节酸碱平衡的重要机制之一(四四)K)K+的重吸收和分泌的重吸收和分泌原尿中的原尿中的K K+绝大部分绝大部分(65%(65%7070)在近端小管被在近端小管被重吸收，重吸收，25%25%30%30%在髓袢重吸收入血在髓袢重吸收入血,终尿中的终尿中的K K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。主要是由远曲小管和集合管分泌的。K K+重吸收的机制重吸收的机制:主动过程主动过程(尚不清楚尚不清楚)K K+分泌机制分泌机制:NaNa+-K-K+交换交换远曲小管和集合管主细胞分泌远曲小管和集合管主细胞分泌K K+K K+分泌特点分泌特点:泌泌K K+与泌与泌H H+呈负相关呈负相关 NaNa+-K-K+交换与交换与NaNa+-H-H+交换具有竟争抑制交换具有竟争抑制酸中毒酸中毒:Na:Na+-H-H+,Na,Na+-K-K+泌泌K K+高血钾症高血钾症 高血钾症高血钾症:Na:Na+-K-K+,Na,Na+-H-H+泌泌H H+酸中毒酸中毒多吃多排、少吃少排、不吃也排多吃多排、少吃少排、不吃也排 当大量使用利尿药时当大量使用利尿药时,应注意适当补钾，应注意适当补钾，以防止低血钾症的发生。以防止低血钾症的发生。(五五)钙的重吸收和排泄钙的重吸收和排泄在近端小管在近端小管:70%Ca70%Ca2+2+被重吸收被重吸收80%80%由溶剂拖曳方式经细胞旁途径由溶剂拖曳方式经细胞旁途径20%20%经跨细胞途径经跨细胞途径髓袢髓袢:远端小管和集合管远端小管和集合管:跨细胞途径主动转运跨细胞途径主动转运仅限升支粗段仅限升支粗段细胞内细胞内CaCa2+2+转运转运:基底侧膜上基底侧膜上CaCa2+2+泵泵NaNa+-Ca-Ca2+2+交换交换(六六)葡萄糖的重吸收葡萄糖的重吸收 重吸收部位重吸收部位:仅限于近曲小管仅限于近曲小管(尤其前半段尤其前半段)重吸收机制重吸收机制:继发性主动转运继发性主动转运葡萄糖重吸收的特点：葡萄糖重吸收的特点：具有一定的限度具有一定的限度(可能与协同转运载体的数目有限有关可能与协同转运载体的数目有限有关)尿中刚刚出现葡萄糖时的血糖浓度尿中刚刚出现葡萄糖时的血糖浓度(或不或不出现尿糖的最高血糖浓度出现尿糖的最高血糖浓度)肾糖阈肾糖阈(renal threshold for glucose):正常值：正常值：160160180mg180mg（8.98.910.1mmol/L10.1mmol/L）葡萄糖吸收极限量葡萄糖吸收极限量(TMG)(TMG):当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限,尿中的糖量与滤出的增多量相等时的血糖浓度尿中的糖量与滤出的增多量相等时的血糖浓度正常值：正常值：成人男性为成人男性为375mg/min/1.73m375mg/min/1.73m2 2,成人女性为成人女性为300mg/min/1.73m300mg/min/1.73m2 2。