2015年2月14日 星期六

達爾文的禮物

達爾文在「小獵犬號」 第二次出航(1831~1836年)時擔任隨船博物學家,在加拉帕戈斯群島考察時,他發現每個島嶼上的陸龜有些微的不同,後來他在1859年發表了「物種起源」的書,此後他留給了世人許多珍貴的禮物。

第ㄧ個禮物是澳洲動物園的明星哈麗(Harriet),她是一頭巨大的加拉帕戈斯陸龜,相傳是達爾文在1835年時輾轉帶來的,可惜的是哈麗在160歲(1996年)時過逝了。 第二個禮物是ㄧ個放著77個物種的盒子,達爾文在 1854年(當時他尚未發表「物種起源」)送給丹麥自然歷史搏物館,這ㄧ個禮物在塵封許多年以後在去年被搏物館的人員偶然發現。第三個禮物是亨利氏環: 哺乳類比兩棲類和水生動物多了亨利氏環,可見亨利氏環的功能主要是保留水分和鹽分。

水分和鹽分的調控是獨立的,尿液濃縮時能保留水分,尿液稀釋時則能排泄水分。近端腎小管並沒有直接負責尿液的濃縮和稀釋(近端腎小管永遠是等張的吸收腎絲球超過濾液),但是尿液濃縮和尿液稀釋都需要正常的近端腎小管,因為近端腎小管負責運送適量(既不太多也不太少)的液體到直接負責尿液濃縮和稀釋的亨利氏環、遠端腎小管和集尿小管。

亨利氏環下行支因高張的髓質而吸水(但是不吸鈉,因此管腔內的鈉濃度愈來愈高),內髓質的亨利氏環細上行支會被動吸收鈉和尿素(但是不透水),外髓質的亨利氏環粗上行支的主動吸收鈉(但是不透水)因為許多次的單一效果造成了對流倍增作用。直血管(髓質的血管)的對流交換作用(下行直血管吸鈉不吸水,上行直血管吸水不吸鈉)則帶走了髓質的水卻保留了髓質的鈉,這兩種對流作用共同造成了高張的腎髓質,相反的亨利氏環粗上行支管腔內的液體則愈上升愈低張,因此亨利氏環粗上行支負責尿液的濃縮和稀釋。遠端腎小管主動吸收鈉但是不透水(只有最末端例外),因此遠端腎小管負責尿液的稀釋。

若有抗利尿激素(ADH),則皮質集尿小管會吸水而增加管腔內的尿素濃度,ADH則會刺激內髓質集尿小管吸收尿素而增加內髓質的滲透壓,並擴散到內髓質的亨利氏環下行支,皮質的亨利氏環粗上行支也會吸收尿素並擴散到近端腎小管的直段(S3),這兩種作用共同造成了尿素再循環,使得腎髓質愈深部愈高張(如果沒有尿素再循環,那麼髓質就需要更多的鈉才能達到 1200 mOsm/kg的滲透壓來對抗集尿小管內高濃度的尿素),而尿液是濃縮的; 若無ADH,則皮質集尿小管不會吸水,因此尿液是稀釋的。

達爾文的禮物讓我們(正常人)能盡情的喝水,也讓我們能在夜間睡ㄧ個好覺(夜間的尿液因為ADH增加所以是濃縮的)。

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