腎臓生理学

場合によっては、再吸収は間接的に行われます。例えば、重炭酸イオン（HCO ₃ ^{− ）には輸送体がないため、その再吸収には尿細管内腔と尿細管上皮における一連の反応が関与します。これは、} Na/H交換体を介して水素イオン（H ⁺）が尿細管液に能動的に分泌されることから始まります。

• 内腔内
  • H ^{+ は}HCO ₃ ⁻と結合して炭酸 (H ₂ CO ₃ )を形成する。
  • 管腔内の炭酸脱水酵素は、_{H₂CO₃をH₂O}とCO₂_に酵素的に変換する。
  • CO₂_は細胞内に自由に拡散する
• 上皮細胞では
  • 細胞質炭酸脱水酵素は、CO₂と_H₂O（_細胞内に豊富に存在する）をH₂CO₃に_{変換する。}
  • H₂CO₃_は容易に^H⁺と_HCO₃⁻に^解離_する。
  • HCO ₃ ⁻は細胞の基底外側膜から排出される。

再吸収に関わる主要な調節ホルモンには以下のようなものがある。

• アルドステロンは、ナトリウムの能動的な再吸収（およびそれに伴う水分吸収）を促進する。
• 抗利尿ホルモンは、受動的な水分再吸収を刺激する。

両ホルモンは主に集合管に作用する。

尿細管分泌は濾液の再吸収と同時に起こります。一般的に体内で生成される物質、または高濃度で毒性を持つ可能性のある細胞代謝の副産物、および一部の薬剤（服用した場合）。これらはすべて腎尿細管の内腔に分泌されます。尿細管分泌は能動輸送、受動輸送、または共輸送のいずれかです。主に腎尿細管に分泌される物質は、H ⁺、K ₊、NH ₃、尿素、クレアチニン、ヒスタミン、およびペニシリンなどの薬剤です。尿細管分泌は近位尿細管（PCT）と遠位尿細管（DCT）で起こります。たとえば、近位尿細管では、カリウムはナトリウム-カリウムポンプによって分泌され、水素イオンは能動輸送と共輸送（アンチポーター）によって分泌され、アンモニアは腎尿細管に拡散します。

腎臓と肺という2つの臓器系は、 pHを比較的安定した値に維持する酸塩基平衡を維持しています。肺は二酸化炭素（CO₂ _）濃度を調節することで酸塩基平衡に貢献しています。腎臓は酸塩基平衡の維持において2つの非常に重要な役割を担っています。それは、尿から重炭酸イオンを再吸収・再生すること、そして水素イオンと固定酸（酸の陰イオン）を尿中に排泄することです。

腎臓は体内の水分と塩分のバランスを保つ役割を担っています。血漿浸透圧が著しく上昇すると、視床下部がそれを感知し、視床下部は下垂体後葉と直接連絡を取り合います。浸透圧の上昇は下垂体後葉からの抗利尿ホルモン（ADH）の分泌を促し、腎臓による水分再吸収と尿濃縮を引き起こします。これら二つの働きによって、血漿浸透圧は正常値に戻ります。

ADHは集合管の主細胞に結合し、アクアポリンを細胞膜に移動させることで、通常は不透過性の細胞膜から水が流出し、直血管によって体内に再吸収されることを可能にし、それによって体内の血漿量を増加させる。

高浸透圧髄質を作り出し、それによって体血漿量を増加させるシステムは2つあります。尿素リサイクルと「単一効果」です。

尿素は通常、腎臓から老廃物として排泄されます。しかし、血漿量が少なく抗利尿ホルモン（ADH）が分泌されると、開いたアクアポリンが尿素に対しても透過性を持つようになります。これにより、尿素は集合管から髄質へと移動し、水分を引き寄せる高浸透圧溶液を作り出します。その後、尿素は再びネフロンに入り、ADHが存在するかどうかに応じて、排泄されるか、あるいは再びリサイクルされます。

「単一効果」とは、ヘンレ係蹄の上行太い部分は水に対しては透過性がないが、塩化ナトリウムに対しては透過性があるという事実を指す。これにより対向流交換システムが実現し、髄質は次第に濃縮されるが、同時に、ADHによって集合管のアクアポリンが開かれた場合、水が浸透圧勾配に従って移動できるようになっている。