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人类不具有将嘌呤代谢副产物尿酸转变为水溶性尿囊素的能力。因此，人类机体的尿酸是其它哺乳动物相应的10倍。人类不仅产生过量相对不溶性的尿酸，并且排泄代谢产生的酸性尿。尿酸进入尿液后，主要以两种形式存在：自由酸和尿酸盐，后者主要与钠形成复合物，尿酸钠溶解能力约是自由酸的20倍，并且在正常条件下不形成结晶。尿酸结石的形成取决于三大因素①尿尿酸的排泄量；②尿PH值；③尿量。与含钙结石不同，至今尚未发现尿酸结晶抑制因子。 氮排泄物在所有生命体中都存在，在多细胞有机体内，有机营养物被消化和转变，释放含氮复合物到循环系统。当复合物分解为二氧化碳和水的时候，氮并没有被利用，除了一些脱氮微生物以外，大多数有机体以有机氮形式排泄氮（图10）。氮废物最简单的排泄形式是铵，通过脱氨作用直接产生，但是很不幸，氨具有高毒性。在单细胞生物和水栖类脊椎动物内，这种排泄方式是可行的，因为在生物体周围有大量的水环境。所以在体内低水平的铵可以通过扩散被消除，而陆生生物不能扩散消除氨，氨在产生部位通过体液到体外这个过程中，对机体毒性太强，虽然所有的脊椎动物仍有排泄氨的能力，但是已经发生了很多改变①氨在排泄器官如肾脏产生后直接进入尿液排出体外，而不需要经过大循环系统。②氨与其他无毒物质形成无毒的复合物如尿素和尿酸。虽然氨、尿素和尿酸都可以被利用，但是机体根据使用以上某一方法来排氨如直接排氨、排尿素和排尿酸。尿液中的氨可以用来排氮，但是在高等脊椎动物内，它更主要用于排H＋，它是控制尿PH的重要因素。 尿素溶于尿液中，并且含尿素尿液需要一定量的水来充当溶液。尿酸由于低溶解度，可能被析出，并且以固定的形式排出。尿量很小的昆虫、鸟类和爬行类脊椎动物可以直接排尿酸，不管是结晶形式，还是半固体形式，还是液体，尿被排入消化道或在机体囊内储存。尿酸是尿酸排泄动物的代谢终产物，排泄是它唯一徒径。哺乳动物主要是通过排尿囊素，来排泄尿酸。在多数哺乳动物内，尿酸是代谢中产物，在尿酸氧化酶的作用下，尿酸转变为尿囊素，它具有更高的溶解度并且稳定排出，或者代谢为氨和尿素。猿和人类主要是排尿素，因没有尿酸氧化酶，尿酸不能转变为尿囊素，但他们依然可以排尿酸。尽管人类主要以尿素排泄氮，人类也有一定的排泄尿酸和氨的能力。从进化的观点来看，尿酸容易沉淀并以固体形式排出，氨是最古老的氮排泄形式，它在人类尿PH和尿酸溶解度方面起重要作用。 1．尿酸排泄途径 肾脏处理尿酸的过程比较复杂，至今理解较少。目前最易理解的仍然是四步模型：滤过、吸收、分泌和重吸收。所有的排泄都在近曲小管。钾的四步模式中除了位于肾单位的以外（滤过－肾小球；吸收－近能小管和髓袢升支粗段；分泌－集合小管和顶生K＋通道；吸收－集合小管H＋/K+-ATP酶）。与K＋相似，尿酸在不同肾单位部分的处理可能有不同原理。近十年来，三种可能的尿酸盐转运体cDNAs被克隆，其中两种具有多个特殊有机阴离子的转运体（OAT1和OAT3）已经在肾脏内证实，它们以吸收尿酸盐作为底物(图11）。OAT位于基底外侧膜而且具有广泛特异性，包括内源性有机阴离子和外源性药物。OAT可能与之前描述的基底膜的有机阴离子梯度有关。由于OAT能够介导a-酮戊二酸－尿酸盐交换，那么可以推测，细胞内由于近端肾小管合成铵下降导致细胞内a-酮戊二酸的低下，可以降低基底外侧的尿酸盐的吸收和尿的分泌；另外一种是尿酸盐通道（UAT），它与肝内的尿酸氧化酶具有抗原相关性，虽然蛋白之间的基本序列相似有限。UAT功能是选择性“尿酸盐阴离子通道”。UAT普遍分布，并且在肾小管的顶端膜和基底膜侧都有分布。UAT可能与之前报道的电压性尿酸盐单转运体有关，近端小管内尿酸盐电压驱动性外流有关。对于UAT主要影响分泌作用还是吸收作用，还是两者都有影响，至今尚不明确。 图1 人肾脏对尿酸盐处理的四步模型：左图表示各部位对总肾小球滤过率的百分比。右图表示尿酸盐候选转运体cDNAs缩写：NPT1：无机钠 磷酸协同转运体1；OAT：有机阳离子转运体；UAT：尿酸盐转运体/转运通道 2．氨的排泄途径 大多数哺乳动物体内铵是通过铵离子形式排泄。由于陆生生物不能承受血液内高浓度的氨，所以在肝脏内，氨首先转变为无毒的谷氨酰胺并转运至肾脏（图5），在近端肾小管，谷氨酰胺经肾小球滤过并重吸收，氨基团从谷胺酰胺中脱离，留下a-酮戊二酸的碳骨架，并可代谢为中性的代谢终产物（通过糖异生或燃烧生长二氧化碳和水），释放的氨与近端肾小管内的H＋形成NH4＋通过NH4＋转运体或与管腔内H＋形成离子捕获（ionictrapping），两种都需要Na+/H+交换体NHE。a-酮戊二酸代谢产生碳酸氢根，并释放入血（图2）。 有报道表明胰岛素能够提高肾细胞和近端小管内氨的合成和顶端膜Na+/H+交换体NHE3。近端小管内胰岛素活性低下会导致铵的合成下降和向小管腔内的转运下降。此外，胰岛素抵抗可引起血浆自由脂肪酸浓度升高。由于铵的合成直接取决于作为底物的谷氨酰胺的利用，而非氮类代谢底物在丙酮和自由脂肪酸环境下本身就可以抑制铵的合成。所以，近端小管胰岛素抵抗联合丙酮、自由脂肪酸的升高可以很好地解释尿铵排泄受损。 图2。哺乳动物近端肾小管内铵的合成和转运（缩写：a-KG,a-酮戊二酸盐；Glu,谷氨酰胺；NHE3，Na+/H+交换体3）。 |
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