肾小管和集合管的分泌功能

1. 基本定义：肾小管和集合管的分泌，是指肾小管上皮细胞将自身代谢产生的物质或血液中的某些物质，主动转运到肾小管腔液中的过程。它与肾小管的重吸收（将管腔液物质转运回血液）功能相反，共同决定了尿液的最终成分。这是尿液生成（尿生成）的第三个关键步骤，位于肾小球滤过和肾小管重吸收之后。

2. 主要部位与物质：分泌功能并非均匀分布于整个肾单位。主要部位和其分泌的典型物质如下：

   • 近端小管：是分泌能力最强的部位。主要分泌有机阴离子（如对氨基马尿酸、青霉素、尿酸等）和有机阳离子（如肌酐、胆碱、某些药物代谢产物）。此部位存在高效的有机阴离子转运蛋白（OAT）和有机阳离子转运蛋白（OCT）家族，实现物质从管周毛细血管血液向管腔的转运。
   • 远曲小管和集合管：此部位是调节机体酸碱平衡和钾平衡的关键部位。主要分泌：
     • 氢离子（H⁺）：通过H⁺-ATP酶（质子泵）或Na⁺-H⁺交换体将H⁺主动分泌入管腔，从而排泄酸性物质。
     • 钾离子（K⁺）：在醛固酮的调节下，通过管腔膜上的钾通道（如ROMK）分泌K⁺，这是机体排钾的主要途径。
     • 氨（NH₃）：由小管上皮细胞代谢谷氨酰胺产生，以非离子扩散形式进入管腔，并与H⁺结合形成铵离子（NH₄⁺），后者不易透过细胞膜而被“固定”在尿中排出，是排H⁺保碱的重要机制。

3. 生理意义：

   • 排泄废物和异物：进一步清除未能从肾小球滤过（如与血浆蛋白结合的物质）或滤过后被重吸收的有害代谢终产物（如肌酐）和外来物质（如青霉素等药物）。
   • 调节电解质和酸碱平衡：这是其核心作用。通过分泌K⁺来精确调节血钾浓度；通过分泌H⁺和NH₄⁺，排出体内非挥发性酸（固定酸），同时重吸收碳酸氢盐，从而维持体液pH的相对稳定。
   • 终尿的形成：经过肾小管和集合管的分泌（及重吸收）后，管腔液的性质发生了根本变化，最终形成了成分和浓度都相对稳定的终尿。

4. 调节机制：分泌过程受到精细的体液和神经调节。

   • 醛固酮：由肾上腺皮质分泌，作用于远曲小管和集合管的主细胞，增加Na⁺重吸收和K⁺分泌，同时也可间接促进H⁺分泌（通过增强管腔负电位）。
   • 血管紧张素II：可刺激醛固酮分泌，并可能直接增强近端小管对Na⁺的重吸收和H⁺的分泌。
   • 血钾浓度：血钾升高直接刺激肾上腺皮质释放醛固酮，促进K⁺分泌；同时也直接刺激集合管主细胞分泌K⁺。
   • 酸碱状态：酸中毒时，小管上皮细胞泌H⁺、产NH₃增加；碱中毒时则相反。

5. 与重吸收的协同与对立：分泌与重吸收并非孤立。例如，在远曲小管，Na⁺的主动重吸收造成管腔内负电位，这个电位差是驱动K⁺分泌和H⁺分泌的重要动力（电化学驱动力）。两者在调节细胞外液量、电解质组成和pH上相互协同，共同达成内环境稳定的最终目标。