腎臟與「垃圾回收」

小時候我家的隔壁住了ㄧ個賣肥料的歐巴桑，其中令我印象最深刻的是她家的店口經常會擺放著ㄧ包包的化學肥料，上面寫著:尿素和銨(NH4+)，不久之後我就知道了銨是尿騷味的主要來源。

人體每ㄧ天都會因為食物與新陳代謝而產生可揮發酸(二氧化碳)、不可揮發酸(主要是蛋白質)與鹼(例如蔬菜與水果)，但是不可揮發酸會比鹼多 1 mEq/kg/day，這些多餘的酸必須要從尿液排泄 (稱為「淨酸排泄」)。腎臟利用腎小管分泌氫來排泄酸，腎小管每分泌ㄧ分子的氫就會吸收ㄧ分子的重碳酸，腎小管分泌的氫絕大部分都與尿液緩衝劑(重碳酸、磷酸、銨)結合。

腎臟排酸的機轉是腎小管(主要是近端腎小管)完全吸收腎絲球超過濾的重碳酸，此外還要產生新的重碳酸(此稱為淨酸排泄)，當腎小管分泌的氫與非重碳酸的尿液緩衝劑(磷酸、銨)結合時就會產生新的重碳酸，用來補充每ㄧ天代謝多餘的酸。

淨酸排泄中只有銨能因應酸鹼而增減(因為來自於血液的磷酸量是固定的)，在生理及病理狀態下，銨佔了絕大部分(氨只佔了極少的部分)，銨是近端腎小管由麩醯胺酸(glutamine)所製造及分泌，在亨利氏環粗上行支被再吸收(稱為「銨再循環」)，經過對流作用以及銨解離成氨(NH3)與氫之後大量增加了腎髓質中氨的濃度，這些氨會再分泌到近端腎小管與集尿小管，因此尿銨大部分來自於集尿小管的分泌，但是銨全部是由近端腎小管所製造的。

近端腎小管每製造ㄧ分子的銨就會產生ㄧ分子新的重碳酸(但是銨在近端腎小管並不能被當成尿液緩衝劑)，而經由「銨再循環」分泌到集尿小管的氨則可以緩衝集尿小管經由氫幫浦主動分泌的氫結合成銨(酸中毒時或尿的pH值降低時尿銨會大量增加)。

因此腎臟是「垃圾回收」的絕佳範例，尿可以當成有機肥料，「銨再循環」使銨在酸鹼平衡中被利用了兩次: 銨在近端腎小管產生新的重碳酸(雖然「銨再循環」使得這ㄧ個新產生的重碳酸被銨所解離出來的氫用掉了)與氨在集尿小管被當成尿液緩衝劑(並產生新的重碳酸)，因此其淨結果就是集尿小管所分泌的氨才能產生新的重碳酸。