钠和氨基酸同向转运（钠和氨基酸同向转运体）

肾小管上皮细胞吸收原尿中的钠离子是什么运输

肾的近曲小管与远曲小管对钠离子的重吸收方式复杂，要看具体情况，以下是我去百科上找到的。

肾小管和集合管上皮细胞对小管液中物质的重吸收方式有主动和被动两种。主动重吸收是指小管上皮细胞逆着电化学梯度，将小管内的溶质主动转运到小管外组织间隙或血液的过程。主动转运的方式包括原发性主动转动和继发性主动转运、吞饮。前者包括质子泵、Na+—K+泵和钙泵等；后者包括Na+—葡萄糖、Na+—氨基酸、Na+—K+—2Cl—同向转运以及Na+—H+和Na+—K+等的逆向转运。一般说来，凡是机体所需要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、Na+等，基本上都是通过主动转动重吸收的。

被动重吸收是指小管液中的水分和溶质，依靠物理和化学的机制，通过肾小管上皮细胞进入到小管外组织间隙并进入血液中的过程，其转运方式包括扩散、渗透和易化扩散，以及溶剂拖曳。渗透压差是水分被动重吸收的动力；浓度差和电位差是溶质被动重吸收的动力。

据测算，从近球小管、髓袢、远球小管到集合管的末端，全程长度大约为50~60㎜。整个管壁上皮细胞的形态差异较大，其重吸收物质的能力不完全一样。不同物质重吸收的部位也不完全一样（葡萄糖只在近球小管被重吸收）。尤其是近球小管，其上皮细胞的管腔膜（游离面）上有大量密集的微绒毛，极大地增加了它们的重吸收面积，据估计两个肾脏近球小管微绒毛的总面积可达50~60㎡。尽管近球小管的长度只有14㎜，只占小管液流经全程长度的1/4，但是65~70%的水分和绝大多数的有用物质，如葡萄糖、氨基酸、Na+等都是在近球小管被重吸收的。

肾小管和集合管重吸收物质具有下列的特点。

一是选择性。一般说来，小管液中凡是对机体有用的营养物质都全部被重吸收，如氨基酸、葡萄糖等；凡是对机体有一定作用的物质，大部分被重吸收，如水分、Na+等（尿素也被重吸收一部分）；凡是对机体无用（甚至是有毒害）的物质，如代谢终产物肌酐、肌酸等，则完全不被重吸收。上述特点有利于肾脏排泄代谢废物、维持机体内环境中各种成分的正常浓度。

二是有限性。肾小管对每一种物质的重吸收都具有一个极限，这个重吸收极限称为该物质的肾阈值（renal threshold）。当血浆中某种物质浓度过高时，小管液中该物质含量也过高，就可能超过该物质的肾阈值。以葡萄糖为例，在体表面积为1.73㎡的个体，男性对葡萄糖的重吸收极限量为375㎎/min，女性为300㎎/min；主要原因是由于肾小管上皮细胞的载体蛋白数量有限所致。当血糖浓度超过8.88~9.99mmol/L（160~180㎎

%）时，尿液中即开始出现葡萄糖； 我们把不出现尿糖时的最高血糖浓度（或者尿液中开始出现葡萄糖时的血糖最低浓度）称为肾糖阈（renal glucose threshold）。葡萄糖的有限重吸收与近球小管上皮细胞膜上有限的葡萄糖载体数目有关。[1]

决定重吸收的两个因素：一动力与通透性

一、近曲小管中的物质转运

(一)Na+的重吸收

⑴前半段：主动过程。 ①管腔膜：Ⅰ.Na+分别与葡萄糖、氨基酸、HCO3-、PO43-、等同向偶联转运； Ⅱ. Na+与H+逆向偶联转运。 ②管周膜：Na+-K+泵。

⑵后半段：被动过程。 Cl-顺浓度差经紧密连接处重吸收→管两侧电位差→Na+顺电位差经紧密连接处重吸收。

Na+重吸收特点：存在泵-漏现象。即：净Na+重吸收量=主动重吸收量－回漏量

(二)Cl-的重吸收

机制:被动过程。

由于Na+、葡萄糖、氨基酸等物质已在近曲小管的前半段主动重吸收→后半段的管内外Cl-的浓度差↑(高20～40%)→Cl-顺浓度差经紧密连接处(称细胞旁路途径)进入细胞间隙。由于Cl-的被动重吸收→后半段的管内外电位差↑→Na+在后半段顺电位差的被动重吸收。

特点：除髓袢升支粗段为主动重吸收外，其余皆为被动重吸收。

(三)H2O的重吸收

重吸收机制:被动过程（渗透作用）。

重吸收途径：①细胞旁路； ②H2O通道。

重吸收特点：

①类同Na+，具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的65～70%。

②重吸收量不随机体的需要而被调节，故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曲小管和集合管对水的重吸收量。

(四)HCO3-的重吸收

1.重吸收的机制：被动过程。

2.重吸收的特点：

p ⑴不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的；

⑵HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收；

⑶HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换呈正相关(H+分泌↑→重吸收HCO3-↑)。

(五)K+的重吸收

原尿中的K+绝大部分(≈70%)在近端小管被重吸收入血,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。

K+重吸收的机制:主动过程(尚不清楚)。

(六)葡萄糖的重吸收

1.重吸收部位:仅限于近曲小管(尤其前半段)。

2.重吸收机制:继发主动。

⑴管腔膜：葡萄糖与Na+依赖载体的同向偶联转运入细胞内。

⑵管周膜：葡萄糖顺浓度差经载体易化扩散进入细胞间隙(单一转运)。

Na+被管周膜Na+泵泵出→[Na+]i↓→为管腔膜葡萄糖协同转运提供动力。 因此，将管周膜Na+泵的活动称原发主动；将葡萄糖在管腔膜的协同转运称继发主动。

葡萄糖重吸收的特点：具有一定的限度(可能与协同转运载体的数目有限有关)。

肾糖阈:尿中刚刚出现糖时的血糖浓度(或不出现尿糖的最高血糖浓度)。

正常值：160～180mg%（8.9～10.1mmol/L）。

葡萄糖吸收极限量(TMG):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。

正常值：成人男性为75mg(2.68mmol)/min/1.73m2,成人女性为47mg(1.67mmol)/min/1.73m2。

(七)其它物质的重吸收和分泌

1.氨基酸的重吸收同葡萄糖。微量蛋白质通过肾小管上皮细胞的吞饮作用被重吸收。

2.HPO42-、SO42-是与Na+同向转运重吸收的。

3.进入体内的某些物质如青霉素、酚红和大多数利尿药等，由于与血浆蛋白结合而不能通过肾小球滤过，均在近曲小管被主动分泌。

p二、髓袢中的物质转运

髓袢降支细段：对尿素、Na+不通透；对水高度通透：水经水通道以渗透方式重吸收→渗透压渐↑。

髓袢升支细段：对水不通透；对尿素中等通透；对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收→渗透压渐↓。

髓袢升支粗段：对水、尿素不通透；对Na+通透性低；但能以Na+∶2Cl-∶K+同向转运体方式的继发主动转运。

三、远曲小管和集合管的物质转运

(一)远曲小管和集合管的重吸收

1.Na+的重吸收

⑴重吸收的机制：是主动重吸收过程。

①远曲小管初段：Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。Na+-Cl-的同向转运可被噻嗪类(thiazide)利尿剂所抑制。

②远曲小管后段和集合管：Na+在管腔膜主要通过Na+通道进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amiloride)抑制。

重吸收的特征:

①无泵-漏现象:因远曲小管和集合管上皮细胞的紧密连接对小离子(如Na+、K+、Cl-)的通透性低。

②重吸收的量可被调节：醛固酮可增加管腔膜上的Na+通道数目，促进Na+易化扩散进入细胞；还可增强管周膜Na+泵的活性。

2.水的重吸收

⑴机制:

①远曲小管初段：同髓袢升支一样，对水仍不通透。

②远曲小管后段和集合管：管腔膜有ADH调控的水通道(当ADH作用时，水通道便从胞浆镶嵌到管腔膜上)，调节水的重吸收。

⑵特点: ①重吸收量根据机体的需要而被调节； ②重吸收量对终尿量的影响很大。

小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式

氨基酸进入细胞的运动是通过载体介导的过程。氨基酸可以扩散到细胞中，但是在正常氨基酸浓度下，扩散机制只是一个次要途径。

为了让效率最大化，通常氨基酸运输需要钠来帮助。细胞外钠浓度/细胞内钠浓度形成了一个钠离子浓度梯度，从而使得钠-氨基酸共运输蛋白进行工作。

当外界钠离子浓度较高并且氨基酸积攒的时候，这种钠离子-氨基酸共转运蛋白边会更加的趋近于氨基酸的运输（钠离子的最初的与共转运蛋白的结合可以使得共转运蛋白变形，并且对氨基酸的亲和度大大提高）。

这个过程仅仅需要几微秒，所以效率是大大的高于不借助钠离子通路进入的效率（直接扩散进入）。

不仅仅是钠离子浓度梯度可以帮助氨基酸转运，化学梯度同样也是如此。根据研究，膜两侧电势的差别，同样可以促进初始的钠离子与蛋白的结合。

这样一来，氨基酸的转运效率可以大大的提高了，以为钠离子不仅仅提供了浓度梯度并且同样的提供了电势差。

但是，细胞内向外的运输大多都是通过不依赖钠离子的蛋白通道运输的，而是通过氨基酸自身浓度运输。

举例说明，肝细胞内部的氨基酸浓度很高，而外部的氨基酸浓度很高（50-100微摩）。为了将氨基酸运出，这时候变需要不依赖钠离子的氨基酸运输蛋白（sodium-independent transporter）。（ps：大多数情况下，氨基酸和transporter都是一一对应的即钥匙和锁的关系）

因为此运输靠的是浓度梯度，所以当transporter数目一定时，氨基酸得浓度越大，转运速率越高。当然，当底物浓度很高的时候（transporter饱和），增加的底物浓度并不会提高转运速度了。

P

钠离子参与氨基酸主动运输的过程

钠离子内流产生电位差，类似于给氨基酸提供了能量，但是对于氨基酸来说他不消耗能量

关于主动运输

由ATP直接供能的主动转运称为原发性主动转运，如你提到的几种离子泵。另外还有继发性主动转运(secondary active transport) 。

以小肠吸收氨基酸为例：

①载体蛋白必须与Na离子和氨基酸同时结合，才能顺着Na离子浓度梯度的方向，将氨基酸逆着浓度梯度由肠腔转运到细胞内。由于存在于上皮细胞基侧膜上的Na泵活动，不断将Na+转运到细胞间隙，而细胞内始终保持低Na+状态，才能使它们的主动转运得以实现。

②氨基酸逆着浓度差转运的能量间接来自于ATP。

因为载体在转运氨基酸和钠离子时，转运的动力来自钠离子的浓度梯度，而维持钠离子浓度梯度的动力来自ATP。所以说氨基酸逆着浓度差转运的能量间接来自于ATP。这种转运方式称为继发性主动转运或共（或协同）转运（cotransport）。 每一种共转运都有特定的转运体蛋白。

③共转运中，如被转运的分子与Na+扩散方向相同，称为同向共转运；如果二者方向相反，则称为逆向共转运 。

至于原发性主动转运与继发性主动转运的多少，恐怕是平衡的吧。

简述物质跨膜转运的类型及其形式特点。

一、单纯扩散：物理扩散，非生物学转运机制：脂溶性高的物质，如O2、N2、CO2、乙醇、尿素，而分子较大的极性物质，如葡萄糖（分子量180）很难依靠此方式转运，另外，各种带电离子都是高度不通透的，不能以此方式转运。水虽然是极性分子，但它的极性极小，又不带电荷，膜对水是高度通透的。

附注：但水还有另一种通透方式，即通过水通道（水孔蛋白）来转运。

二、膜蛋白介导的跨膜转运

1、经载体的易化扩散：葡萄糖、氨基酸等用此方式转运，需要载体蛋白或载体（载体是一些贯穿脂质双层的整合蛋白，其转运细节尚不很清楚）。该跨膜转运特征：①转运方向顺浓度差，转运速度高于物理转运；②载体结合点数量有限，转运能出现饱和；③载体结合点与溶质的结合具有化学结构上的特异性；④化学结构相似的溶质之间有竞争性抑制。

2、经通道的易化扩散：钠、钾、钙、氯等带电离子用此方式转运，需要离子通道（一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白）。离子通道包括：电压门控通道、化学门控通道、机械门控通道等。离子选择性和门控特性是离子通道的两个重要特性。

1）电压门控通道：由膜两侧电位差控制开闭的通道称为电压门控通道。电压门控Na+通道、Ca++通道、K+通道都具有相似的结构、结构-功能关系模式，属于同一基因家族。通道由3个亚单位组成（α、β1、β2）。

2）化学门控通道：由化学物质控制开闭的通道称为化学门控通道。又称为配体门控通道。这种通道本身可称为受体。N2型乙酰胆碱受体阳离子通道是典型的化学门控通道，由2个α、β、γ、δ这样5个亚单位所组成。

3）水通道：目前已经鉴定出10种水通道，AQP0-AQP9。其中AQP1最早发现，它是四聚体蛋白，每个亚单位都有一个独立的通道。

3、主动转运（又称为原发性主动转运）：介导主动转运的膜蛋白称为离子泵。由于离子泵具有水解ATP酶的能力，又称为ATP酶。

1）钠-钾泵：简称钠泵。2个亚单位，每分解1分子ATP，可排出3个钠离子和转入2个钾离子，其转运过程有两种分子构象，即E1和E2。机制是通过磷酸化(E1)和去磷酸化(E2)反供福垛凰艹好讹瞳番困应引起酶蛋白构象间的相互转换来完成的。阻断剂：哇巴因(ouabain)。

2）钙泵：又称Ca2+-ATP酶，每分解1分子ATP可将1个Ca2+由胞浆转运至胞外，转运机制与钠泵相似。

4、继发性主动转运：所需要的能量来自钠离子在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放的能量所建立的，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运。葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮的吸收，葡萄糖和氨基酸在肾小管上皮的重吸收，甲状腺上皮细胞的聚碘，Na+-Ca2+交换，Na+-K+-2Cl-同向转运，都属于继发性主动转运。其中，溶质与Na+向同一方向的转运，称为同向转运(symport)；溶质与Na+向相反方向的转运，称为逆向转运(antiport)或交换(exchange)。

1）Na+-葡萄糖同向转运体:氨基酸吸收机制与之相同。

2）Na+-Ca2+交换体:

三、出胞和入胞

蛋白质，多聚核苷酸等需要通过出胞和入胞方式进行跨膜转运。