肾元是肾的基本功能单位肾脏.它由三部分组成:肾小体,过滤成分,肾小管,负责吸收和离子分泌,收集管,负责水的最终再吸收和储存尿液。肾小管可分为近曲小管(PCT)、Henle袢和远曲小管(DCT)三部分。这篇文章将集中讨论近曲小管内的离子吸收。
函数
再吸收
近曲小管有大量的再吸收。再吸收是指PCT中的水和溶质被运输到血液中。在PCT中,这个过程是通过散装运输进行的。溶质和水从PCT移动到间质,然后进入小管毛细血管。近端小管的再吸收是等渗的。
近端小管重新吸收约65%的水、钠、钾和氯、100%的葡萄糖、100%的氨基酸和85-90%的碳酸氢盐.这种再吸收是由于基底外侧(面对间质)和根尖膜(面对管腔)存在通道而发生的。
重吸收有两种途径:paracellular和transcellular.跨细胞途径运输溶质通过一个细胞.副细胞途径运输溶质细胞之间,通过细胞间隙.
PCT中重吸收的驱动力是钠,这是由于在顶膜上存在许多钠连接的共体,例如葡萄糖钠连接转运体(SGLTs)。钠通常是co-transported与其他溶质,如氨基酸和葡萄糖,或在小管的后面部分与氯离子.因此,钠的浓度下降,使得其他溶质沿着自己的浓度梯度移动。
来创造钠的电化学梯度+- k+- atp酶在基底外侧表面泵出3na+离子,交换条件是带来2k+离子进入细胞。这个传送器使用primary主动运输.Na运动+形成有利于钠离子运动的电化学梯度+从小管腔进入细胞。
PCT的S1段不能渗透尿素和氯离子,因此它们的浓度在S1中增加,形成了一个浓度梯度,可用于S2和S3段。额外的钠通过反转运体机制转运,该机制在重新吸收钠的同时分泌其他离子,特别是H+.
Co-Transport
共输运是指多个溶质通过同一通道的运动。
钠的浓度梯度允许其他分子,如葡萄糖,通过顶膜的浓度梯度。例如,SGLT转运体将葡萄糖与两个钠离子一起穿过顶膜。葡萄糖通过促进扩散穿过基底膜。
Na+/氨基酸同向转运存在于PCT的S1段细胞的顶端侧,它重新吸收PCT中的所有氨基酸。
Na+/小时+反转运体存在于PCT细胞的顶端。这是一个逆向转运因此离子以相反的方向穿过细胞膜。在这里,Na+H+被排出到腔内。这种转运体的主要功能是维持pH值。
水的运动
在PCT中,大量溶质被输送到血液中。这意味着当我们沿着小管移动时,小管中的溶质浓度减少而溶质在间质中的浓度增加.
浓度梯度的差异导致水通过渗透。水主要通过细胞旁途径排出肾小管,但也可以通过细胞外途径排出。
分泌
分泌是指血液中的物质被转移到PCT中,这是非常有用的,因为只有20%的血液是这样过滤后的所以这为物质进入管腔提供了另一种途径。PCT分泌:
- 有机酸和有机碱-例如胆盐、草酸盐和儿茶酚胺(代谢废物)
- 氢离子(H+)-对维持体内酸/碱平衡很重要。H+通过酶碳酸酐酶的作用,碳酸氢盐可以被重吸收(图2)+一分子碳酸氢盐和钠+被重新吸收到血液中随着H+在反应中消耗在管腔内,无净排泄H+.通过这种方式,大约85%的过滤碳酸氢盐在PCT中被重新吸收(其余的在随后的DCT/CD中被插层细胞重新吸收)。
- 药物/毒素-分泌的有机阳离子,如多巴胺或吗啡通过H+/ OC+换热器在小管细胞的顶端,由钠驱动+/小时+逆向转运。
临床意义
肾细胞癌
肾细胞癌(RCC)是最常见的原发性肾脏恶性肿瘤,起源于PCT3号染色体哪一种可能是遗传的新创.它最常影响50-70岁的男性,并与吸烟和肥胖有关。
它表现出的一些症状在临床上表现为:
- 血尿
- 腹痛——尤其是在腹部
- 发热
- 减肥
- 盗汗
肾细胞癌可侵入肾静脉,然后进入下腔静脉。从这里,它可以通过血液转移到肺和骨头。RCC也可以有多种影响.这些症状包括库欣样症状和高钙血症,是由促肾上腺皮质激素(ACTH)或甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)的释放引起的。
急性肾小管坏死
急性肾小管坏死(ATN)可由缺血引起,而缺血通常由以下原因引起肾血流量减少(例如,由于低血压或败血症)。它也可以由肾毒性药物如氨基糖苷和肌红蛋白引起。缺血和毒素导致管状细胞死亡,特别是PCT细胞。
典型的ATN尿检上皮细胞呈“泥棕色”型。急性肾小管坏死本身无法治疗,治疗的主要形式是治疗潜在的原因。ATN可引起并发症,特别是急性肾损伤(AKI)。
离子通道 | 位置 | 类型的运输 | 病理 |
3 na-2k-atpase | 管基底 | 类似反转运体的活动,但它不是反转运体* | |
Sodium-dependent葡萄糖转运体 | 顶端 | 同向转运 | 当葡萄糖浓度超过运输的最大值时,多余的葡萄糖就会溢出到尿液中。由于葡萄糖具有渗透势,水随滤液而来,导致糖尿和多尿。 |
Na+/氨基酸转运蛋白 | 顶端 | 同向转运 | |
Na+/小时+转运体 | 顶端 | 逆向转运 | |
Na+/ OC+ | 顶端 | 逆向转运 |
SGLT2抑制剂
被称为“-gliflozins”,例如canagliflozin或dapagliflozin,这些都是相对较新的药物。它们既可以用于治疗2型糖尿病,也可以作为利尿剂。最近的研究也表明,它们在非糖尿病心血管疾病和预防CKD进展方面也有益处。
它们通过抑制PCT中的SGLT2转运体发挥作用,从而阻止钠和葡萄糖的再摄取,这有两个主要作用。首先,葡萄糖不能被重新吸收,因此被排出体外,降低了血糖水平。其次,由于更少的钠(和葡萄糖)可以被重新吸收,这意味着滤液更浓缩。因此,更少的水被重新吸收,从而更多的水被排出体外。
副作用包括频繁的尿路感染和真菌感染(由于富含葡萄糖的尿液)和据报道的“低血糖糖尿病酮症酸中毒”。