人体无时不刻都在进行了水和电解质的代谢。
水为细胞们提供了液态环境,而电解质是生命进行物质代谢提供了基石。
而肾脏是人体代谢水和电解质的最重要的器官。
而有经验的朋友也能够发现这样一个现象:肾脏有问题的病人往往病情严重之后,会有一双水肿的脚踝!
钠离子在人体细胞的重要作用人体细胞由外层的细胞膜将自己与外界环境隔离开。
细胞膜在很大程度上为细胞内环境提供了一个比较稳定的条件。
这种条件可以让细胞们无论细胞外的环境怎么变化,细胞内都能有条不紊的进行着一系列的生物化学反应。
而组成我们的细胞膜是由磷脂分子组成的双分子膜。
磷脂分子由头部的亲水性基团和尾部的疏水性基团组成。
亲水基团和水界面相互接触,而朝向细胞内和细胞外。而疏水性基团则相互间靠拢,形成不亲水的磷脂分子膜的中部。
磷脂分子是细胞膜的骨架,就好比房屋的支柱。
但是,在细胞膜上还广泛分布着形形色色的各种功能性蛋白质,比如糖蛋白可以用来细胞间相互识别、传递信息等。
而细胞膜上的通道蛋白质,则负责着细胞内外的一些大分子等物质的运输和交换。
简单来讲,就是细胞膜上的通道蛋白就好比是细胞这种“城堡”的进出其的通道和看守。
为了便于物质运输及细胞间的信号传导,细胞膜上存在着一种叫做钠钾泵的蛋白质。
它们勤勤恳恳的工作,将细胞内的3个钠离子运输出去,同时将细胞外的两个钾离子运输进来。
该过程消耗能量,因为这个过程是逆浓度梯度的。就好比,有人将水挑上10层楼的高处一样,肯定是需要消耗能量的。
但是,当把水从10层楼倒到楼底时,这个过程显然是不需要消耗能量的,细胞也一样!
它们事先将细胞内的钠离子运输出去,钾离子运输进来,最终导致细胞内的钾离子浓度是细胞外的30倍左右,而细胞外的钠离子浓度则将近细胞内的15倍左右。
而当细胞进行一些生理代谢时,只需要将细胞膜上的离子通道打开,于是浓度高的离子就可以顺着浓度梯度快速进入到浓度低处。
比如,细胞的电生理现象!
当钠离子通道打开,细胞膜外的高浓度钠离子就会立刻进入到细胞膜内。
钠离子带正电荷,带电荷的离子的定向将产生电流,于是,细胞膜上就产生了电流。
而这种电流可以顺着细胞膜进行扩散,最终传递到细胞膜的其它部位或给其它细胞。
而这种电流信号是被编辑特殊内容的,于是细胞们就可以识别这种信号,进行相互间的交流。
可能会有点复杂,大致过程就是下图:
细胞膜上原先存在的钠钾离子浓度差,在离子通道打开的那一霎那,快速的进出细胞膜,最终导致细胞膜上产生了电信号。而细胞们可以通过这份信息来相互间交流。
此外,多提一句,细胞电生理信号的异常,是所有中毒机制的根本原因。
比如,河豚毒素就是因为它可以特异性堵塞细胞膜上的钠离子运输通道,导致细胞很快因此死亡。
水在细胞膜内外的转运和钠离子的运输不一样,水分子比其个头要小很多,可以直接从细胞膜上的磷脂分子的间隙穿过。
所以,水分子可以不必像钠离子那样需要借助细胞膜上的特殊蛋白来进出细胞膜内外。
当然,客观来讲,细胞膜上也存在着水蛋白通道,专门来使水分子快速进出细胞膜内外。
但是,这种情况只在特殊情况下才会出现,而正常情况下,细胞的水分子转运靠得还是“自由扩散”。
我们知道,如果在均匀的空间中放置一堆离子,离子自身的运动性将会使得其向周边弥散开来。
如果放置足够长时间,那么离子在空间中将会变的足够“平均”。
水分子也一样,理论上来讲,细胞膜对水分子是可通透的,也就意味着水分子在细胞膜内外的分布是倾向“均匀”的。
但是,理想很完美,现实很复杂。
虽然水分子可以在细胞内外“自由航行”,但是,钠离子却不可以。
我们知道,钠离子带正电荷,水分子虽然整体是电中性不带电的,但是水分子中的氧原子倾向带负电荷。
于是,钠离子和水分子中的氧原子相互间存在着电荷相互间的吸引力。
而正是这份吸引力,影响着细胞膜内外水分子的分布情况。
比如,当细胞膜外的钠离子浓度过高(即高渗溶液),钠离子吸引水分子,将细胞膜内的水分子源源不断的运向细胞膜外,于是,细胞皱缩起来。
而当细胞外的钠离子浓度过低(低渗溶液),细胞内的钠离子将吸引更多的水分子进入细胞内,而细胞会肿大,甚至会被涨破。
肾脏异常导致水钠潴留我们拥有两个半月形的肾脏,而如果将其纵向剖开,我们就可以看到如下结构:
有进出入肾脏的动脉和静脉,肾脏的主要结构可以分为皮质和髓质,髓质与输尿管相连。
其中,肾脏最重要的结构在皮质!
皮质里面存在着肾单位,它是肾脏过滤掉废物,而又对可利用的物质重吸收的重要结构。
当然,简单来讲,血液通过肾脏就会产生尿,尿最终可通过输尿管等结构被排出体外。
但是,实际上肾脏产生尿液的过程,并不是一步就完成的,它需要肾小球和一条长长的肾管系统来完成。
当肾动脉的血液通过层层细化,分支出很多毛细血管。毛细血管缠绕形成球状,而有些组织则将其包绕,形成肾小囊。
毛细血管区具有高度的通透性,它可以除了红细胞、血浆大分子蛋白等不会游离出来之外,其它的很多物质都会被释放出来,比如尿液中的废物,比如尿素等,其实还有葡萄糖、水、钠离子等。
但是,葡萄糖、水、钠离子等都是对身体有用的重要物质,不可以随意丢弃。比如,葡糖糖分子在刚出肾小球不久,就会被与它相连的近曲小管全部吸收。
而水、钠等物质,则要在接下来的一系列肾管系统(近曲小管、髓袢、远曲小管、集合管)所吸收而重新利用。
当然,具体是怎么吸收的,这是一个极其繁琐的过程,有兴趣可以自行参阅资料。
当我们的肾脏出现问题,比如肾小球出现损伤或异常,就可以导致其对钠离子的正常排泄过程发生阻滞。
于是,钠离子等就被遗留在身体内,而无法得到有效的清除。
而我们知道,钠离子在人体中堆积,不可避免地将导致水分也被这部分钠离子所“截留”,这就医学上常说的水钠潴留。
当人体的水分无法正常的通过肾脏排除体外,人就会水肿。
而人是站立行走的,因为重力的原因,这些多余的水分就会堆积在脚踝部,也就是我们常说的脚踝水肿。
结语当然,导致脚踝水肿的原因有很多,除了肾脏,如果心脏功能发生异常,也可以导致脚踝水肿。
而且,在上世纪中后期,物质匮乏,人们经常营养不良,也会出现脚踝水肿的情况。
但是,在当下情况,如果有人无缘无故地突然开始出现脚踝水肿的情况,首先要排查的就是心脏和肾脏。
而关于肾脏引起的水肿,则与这水钠潴留有关!
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