Tái hấp thu ở ống lượn gần: tái hấp thu chủ động và thụ động

Bình thường, khoảng 65 % lượng lọc Natri, nước và phần trăm ít hơn Clo được tái hấp thu bởi ống lượn gần trước khi dịch lọc vào quai Henle. Tỉ lệ phần trăm này có thể tăng hoặc giảm trong điều kiện sinh lí khác nhau, điều này sẽ được nhắc đến sau.

Ống lượn gần có công suất tái hấp thu chủ động và thụ động lớn

Ống lượn gần có công suất tái hấp thu lớn là do tế bào của nó có cấu tạo đặc biệt. Tế bào biểu mô ống lượn gần có khả năng trao đổi chất cao và lượng lớn ty thể hỗ trợ cho quá trình vận chuyển tích cực mạnh. Hơn nữa, tế bào biểu mô ống lượn gần có hệ thống diềm bàn chải ở màng đỉnh tế bào, cũng như mê cung rộng lớn kênh cơ bản ở gian bào, tất cả cùng tạo ra diện tích bề mặt rộng lớn ở đỉnh và màng đáy của tế bào biểu mô, giúp vận chuyển nhanh chóng ion Natri và các chất tan khác.

Hình. Đặc điểm siêu cấu trúc tế bào và vận chuyển chính của ống lượn gần. Các ống lượn gần tái hấp thu khoảng 65% natri, clorua, bicacbonat và kali đã lọc và về cơ bản là tất cả các axit amin và glucose đã lọc. Các ống lượn gần cũng tiết ra axit hữu cơ, bazơ và các ion hydro vào lòng ống.

Bề mặt diềm bàn chải của tế bào biểu mô cũng được gắn phân tử protein mang giúp vận chuyển lượng lớn ion Natri qua màng đỉnh, kết hợp đồng vận chuyển nhiều chất dinh dưỡng như glucose, amino acid. Quá trình vận chuyển Natri từ lòng ống thận vào trong tế bào được bổ sung bằng cơ chế vận chuyển ngược chiều giúp tái hấp thu Natri đông thời bài tiết các chất tan khác vào lòng ống, đặc biệt là ion hydro. Bài tiết ion Hydro vào trong ống thận là một bước quan trọng để loại bỏ ion bicarbonate từ ống thận (bằng cách gắn H+ vào HCO3- tạo thành H2CO3, sau đó phân ly thành H2O và CO2).

Mặc dù bơm Natri-kali ATPase là yếu tố chính trong tái hấp thu Natri, Clo và nước suốt ống lượn gần, vẫn có sự khác nhau trong cơ chế giúp Natri và Clo vận chuyển qua màng đỉnh của đoạn đầu và đoạn cuối ống lượn gần.

Ở nửa đầu của ống lượn gần, Natri được tái hấp thu vận chuyển cùng chiều với glucose, amino acid, và các chất tan khác. Tuy nhiên, ở nửa sau ống lượn gần, ít glucose và lượng nhỏ amino acids còn lại được tái hấp thu. Thay vào đó, Natri được tái hấp thu chủ yếu với ion Clo. Nửa sau của ống lượn gần có nồng độ Clo tương đối cao (khoảng 140mEq/L) so với nửa đầu ống lượn gần (khoảng 105 mEq/L) bởi vì khi natri được tái hấp thu, nó ưu tiên vận chuyển với glucose, bicarbonate và các ion hữu cơ ở ống lượn gần, để lại dung dịch có nồng độ Clo cao hơn.

Ở nửa sau ống lượn gần, nồng độ Clo cao hơn giúp cho ion này khuyếch tán từ lòng ống thận qua vòng bịt vào khoảng kẽ. Một lượng nhỏ Clo cũng có thể được tái hấp thu qua kênh Clo đặc hiệu ở màng tế bào ống lượn gần.

Hình. Thay đổi nồng độ của các chất khác nhau trong dịch ống dọc theo ống lượn gần liên quan đến nồng độ của các chất này trong huyết tương và trong dịch lọc cầu thận. Giá trị 1,0 chỉ ra rằng nồng độ của chất trong dịch ống giống như nồng độ trong huyết tương. Giá trị dưới 1,0 cho thấy chất này được tái hấp thu nhiều hơn nước, trong khi giá trị trên 1,0 cho thấy chất được tái hấp thu ở mức độ thấp hơn nước hoặc được tiết vào ống.

Nồng độ các chất tan dọc theo ống lượn gần

Những thay đổi nồng độ của các chất tan khác nhau dọc theo ống lượn gần. Mặc dù lượng Natri tromg dịch ống thận giảm đi rõ rệt dọc theo ống lượn gần, nồng độ Natri (và tổng độ thẩm thấu) vẫn tương đối ổn định vì độ thẩm thấu của nước ở ống lượn gần rất lớn giúp nước tái hấp thu giữ tốc độ với tái hấp thu Natri. Một vài chất tan hữu cơ như glucose, amino acid và bicarbonate được tái hấp thu nhiều hơn nước, và do đó nồng độ của chúng giảm rõ rệt dọc theo chiều dài ống lượn gần. Các chất tan hữu cơ khác có tính thấm thấp và không đước tái hấp thu tích cực như creatinin, nồng độ của chúng tăng dọc theo ống lượn gần. Tổng nồng độ chất tan, được phản ánh bởi độ thẩm thấu, chủ yếu vẫn giống nhau dọc theo ống lượn gần vì nước có tính thấm rất cao ở phần này của nephron.

Bài tiết acid hữu cơ và base ở ống lượn gần

Ống lượn gần cũng là một nơi quan trọng bài tiết acid hữu cơ và base như muối mật, oxalate, urate, và catecholamine. Rất nhiều chất trong những chất này là sản phẩm cuối của chuyển hóa và phải nhanh chóng loại bỏ khỏi cơ thể. Sự bài tiết các chất này vào ống lượn gần cộng thêm lượng lọc bởi mao mạch cầu thận đi vào ống lượn gần và gần như không được tái hấp thu, tất cả gộp lại và bài tiết nhanh chóng ra nước tiểu.

Ngoài các sản phẩm thừa cảu quá trình chuyển hóa, thận bài tiết nhiều thuốc nguy hiểm hay độc tố trực tiếp qua tế bào vào trong ống thận và nhanh chóng loại bỏ chất này trong máu. Ở một số loại thuốc, như penicillin và salicylates, thải trừ nhanh bởi thận gây ra thách thức trong việc duy trì nồng độ thuốc để điều trị hiệu quả.

Hợp chất khác được bài tiết nhanh ở ống lượn gần là para-aminohippuric acid (PAH). PAH được bài tiết rất nhanh, ở người trung bình có thể loại bỏ khoảng 90% PAH từ huyết tương chảy qua thận và biết tiết ra nước tiểu. Vì thế, độ thanh thải PAH có thể sử dụng để ước lượng lưu lượng huyết tương thận (renal plasma flow RPF).