单选题
49、对肾小管上皮细胞H+—Na+交换的下述说明,错误的是( )
A
分泌一个H+,重吸收一个Na+
B
H+的分泌伴随Na+、HCO3-的重吸收
C
H+—Na+交换增强时可使血K+降低
D
有排酸保碱维持内环境PH稳态作用
E
酸中毒时H+—Na+交换>K+—Na+交换
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是肾小管上皮细胞中离子交换机制及其对电解质平衡的影响,特别是 $H^+-Na^+$ 交换与 $K^+-Na^+$ 交换之间的竞争关系。
**正确答案是 C。**
以下是详细解析:
### 1. 核心机制分析
在远曲小管和集合管的主细胞和闰细胞中,存在两种主要的阳离子-$Na^+$ 交换机制:
* **$H^+-Na^+$ 交换**:主要发生在闰细胞(intercalated cells),通过 $H^+$-ATP酶或 $H^+-K^+$-ATP酶分泌 $H^+$,同时重吸收 $Na^+$(间接或直接关联)。其主要功能是排酸保碱。
* **$K^+-Na^+$ 交换**:主要发生在主细胞(principal cells),通过上皮钠通道(ENaC)重吸收 $Na^+$,造成管腔内负电位,驱动 $K^+$ 通过钾通道分泌到管腔中。
**关键点:** $H^+$ 和 $K^+$ 在分泌过程中存在**竞争性抑制**关系。因为两者都依赖於 $Na^+$ 的重吸收所建立的电化学梯度或相关的转运机制。当一种离子的分泌增加时,往往会抑制另一种离子的分泌。
### 2. 选项逐一分析
* **A. 分泌一个 $H^+$,重吸收一个 $Na^+$**
* **正确**。这是 $H^+-Na^+$ 交换的基本化学计量关系(虽然具体分子机制可能涉及多种转运体,但在生理功能描述上,通常简化为这种一对一的电荷平衡交换,以维持电中性)。
* **B. $H^+$ 的分泌伴随 $Na^+$、$HCO_3^-$ 的重吸收**
* **正确**。在肾小管细胞内,$CO_2 + H_2O \xrightarrow{碳酸酐酶} H_2CO_3 \rightarrow H^+ + HCO_3^-$。生成的 $H^+$ 被分泌到管腔中,而留下的 $HCO_3^-$ 则与重吸收进来的 $Na^+$ 一起回到血液中。这就是“排酸保碱”的过程。
* **C. $H^+-Na^+$ 交换增强时可使血 $K^+$ 降低**
* **错误**。
* 当 $H^+-Na^+$ 交换**增强**时(例如在酸中毒情况下),大量的 $H^+$ 被分泌到肾小管腔中。
* 由于 $H^+$ 和 $K^+$ 竞争性地与 $Na^+$ 进行交换(或竞争分泌通道/驱动力),$H^+$ 分泌的增加会**抑制** $K^+$ 的分泌(即 $K^+-Na^+$ 交换减弱)。
* $K^+$ 分泌减少意味着更多的 $K^+$ 留在体内,从而导致**血钾升高**(高钾血症),而不是降低。
* 反之,如果 $H^+-Na^+$ 交换减弱(如碱中毒),$K^+-Na^+$ 交换就会增强,导致 $K^+$ 排出增多,引起低钾血症。
* **结论**:$H^+-Na^+$ 交换增强 $\rightarrow$ $K^+$ 分泌受抑 $\rightarrow$ 血 $K^+$ **升高**。因此选项 C 说法错误。
* **D. 有排酸保碱维持内环境 pH 稳态作用**
* **正确**。这正是 $H^+-Na^+$ 交换的主要生理意义。通过分泌 $H^+$(排酸)并重吸收 $HCO_3^-$(保碱),肾脏调节血液 pH 值。
* **E. 酸中毒时 $H^+-Na^+$ 交换 > $K^+-Na^+$ 交换**
* **正确**。在酸中毒时,体内 $H^+$ 浓度高,机体需要排出多余的酸。此时肾小管上皮细胞会优先加强 $H^+$ 的分泌($H^+-Na^+$ 交换增强),同时抑制 $K^+$ 的分泌。因此,$H^+-Na^+$ 交换占据主导地位。
### 总结
选项 C 错误地描述了离子间的竞争关系。$H^+-Na^+$ 交换增强会抑制 $K^+$ 的排泄,导致血钾**升高**,而非降低。临床上常见的“酸中毒伴高钾血症”和“碱中毒伴低钾血症”正是这一机制的体现。
相关知识点:
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