У 1945 р. Pitts і Alexander показали, що основна маса кислот виділяється нирками шляхом секреції водневих іонів канальцевыми клітинами. У клітинах ниркових канальців під впливом ферменту карбоангідрази з H2O і З2 утворюється вуглекислота, диссоциирующая на іон водню, секретируемый в просвіт канальця, і іон НСО3, вступник разом з реабсорбируемым натрієм в перитубулярную кров:
Доля водневих іонів, що виділяються канальцевыми клітинами, в подальшому може бути різною (рис. 4). Частина водневих іонів бере участь в реабсорбції бікарбонатів. Майже вся кількість профильтрованных бікарбонатів реабсорбується в канальцях, поповнюючи резерв буферних підстав.
Рис. 4. Іонообмінні процеси в канальцевых клітинах, пов'язані з виділенням кислот і заощадженням підстав.
Як видно з рис. 4, практично відбувається реабсорбція не бікарбонату, а підстави, пов'язаного з бікарбонатом. Що стосується бікарбонатного йона, то він знову утворюється в канальцевої клітці і, з'єднуючись з реабсорбируемым підставою, надходить в перитубулярную кров (Dorman, 1954). Важливо, що утворення іонів Н - і НСО3 пов'язано з одним і тим же процесом дисоціації вуглекислоти в канальцевых клітинах. Звідси все, що пригнічує секрецію Н-іонів (гальмування карбоангідрази, падіння парціального тиску З2 крові, навантаження калієм), веде також до зниження реабсорбції бікарбонатів. За даними Pitts і співавт. (1949), при концентрації бікарбонатів у плазмі нижче 24 мекв/л у нормі відбувається реабсорбція практично всіх профильтрованных бікарбонатів, здійснювана переважно у проксимальних канальцях. При підвищення плазмової концентрації бікарбонатів останні в зростаючих кількостях починають з'являтися в сечі; збільшується і частка дистальної реабсорбції. Залежність між ступенем реабсорбції бікарбонатів і концентрацією їх у плазмі крові пояснюється тим, що нирки в стані реабсорбувати з кожного літра фільтрату тільки близько 28 мекв бікарбонату. Roberts і співавт. (1955) вважають, що вирішальну роль у регуляції реабсорбції бікарбонатів грає не позаклітинна, а внутрішньоклітинна рН канальцевых клітин. Втрата внутрішньоклітинного калію, підвищення внутрішньоклітинного рСО2 і стимуляція внутрішньоклітинного утворення вуглекислоти, знижуючи внутрішньоклітинну рН, підвищують реабсорбцію бікарбонатів, і, навпаки, підвищення внутрішньоклітинного рН канальцевых клітин знижує реабсорбцію бікарбонатів.
Певна частина виділяється канальцевыми клітинами Н-іонів бере участь в утворенні так званих титруемых кислот. Головну роль в утворенні титруемых кислот грають фосфати. У плазмі крові переважають двуосновные фосфати (4 : 1). У сечі В результаті процесів підкислення переважають одноосновные фосфати. Переклад двуосновных фосфатів у одноосновные здійснюється в ниркових канальцях шляхом іонного обміну канальцевої секреції кліткою іона водню на натрій: Na2HPO4 + Н- → NaH2PO4 + Na- (реабсорбується). Цей процес сприяє збереженню натрію і виділення надлишку водневих іонів. Певне значення в підтриманні кислотно-лужної рівноваги має виділення органічних кислот. У плазмі крові багато органічні кислоти пов'язані з підставами. Секретируемые канальцевыми клітинами водневі іони витісняють з підстави сполуки з органічними кислотами. При цьому частина слабких органічних кислот виділяється у вільному стані, а підстави реабсорбируются. При титруванні сечі кислоти лугом і кислі солі поступово дисоціюють і нейтралізуються. Сума Н-іонів кислот і кислих солей, визначається шляхом титрування сечі лугом до рН, рівній рН крові, називається титрованої кислотністю сечі. Величина титруємої кислотності фактично характеризує надлишок водневих іонів сечі в порівнянні з кров'ю. Schiess (1948) вважає, що величина титруємої кислотності сечі визначається в основному трьома факторами: 1) величиною екскреції буфера, головним чином фосфатів (титрованої кислотності сечі збільшується прямо пропорційно збільшенню кількості экскретируемого буфера); 2) кислотної силою буфера (чим сильніше буферна кислота, тим менш повно йде обмін в канальцях іонів водню на пов'язані з кислотними аніонами підстави); 3) плазмовою концентрацією бікарбонатів (зниження останньої збільшує екскрецію титруемых кислот).
До останнього часу вважалося, що функція нирок у підтримці кислотно-лужної рівноваги пов'язана з діяльністю дистального нефрона. Однак за останні роки Gottschalk і співавт. (1960), Bank (1962), Pitts (1964) було показано, що процес підкислення сечі не обмежується дистальним відділом нефрону. Так, наприклад, встановлено, що близько 60% титруемых кислот, що виділяються пацюком, утворюється у проксимальних канальцях. Однак дистальні канальці є основним місцем приросту продукції титруемых кислот при метаболічному ацидозі (Bloomer, 1963).
2/3 - 3/4 секретуються ниркою Н-іонів виділяється з іонами амонію. У клітинах ниркових канальців з глютаміна і деяких інших амінокислот під впливом ферментів, головним чином глютаминазы, утворюється аміак-NH3. Останній дифундує в кисле середовище просвіту канальців і, приєднуючи там Н-іони, утворює іон амонію NH+. Іони амонію витісняють натрій з з'єднання з аніонами сильних кислот (сірчаної, соляної). Натрій реабсорбується, а аніони кислот у складі амонійних солей виділяються з сечею: NaCl + NH4 → NH4Cl + Na+ (реабсорбується). Концепція, згідно з якою утворення аміаку відбувається виключно в дистальному відрізку нефрона, за останні роки значно похитнулася. В районі проксимальних канальців виявлено велику кількість глютаминразлагающих ензимів (Roberts, 1960). Glabman і співавт. (1963) показали, що весь нефрон щури бере участь у продукції аміаку, близько половини якого утворюється у проксимальних канальцях. Секреція аміаку в ниркових канальцях зберігає для організму набагато більше підстав, ніж описаний вище механізм утворення титруемых кислот. Здорова людина на змішаній дієті виділяє в день у вигляді амонійних солей 30-70 мекв кислот в день. При ацидозі ця кількість може зрости в кілька разів. При ацидозі освіта глютамина, витяг його з артеріальної крові ниркою, а також активність глютаминазы і синтез аміаку підвищуються, а при алкалозі - знижуються. Недолік в тубулярної клітці калію стимулює синтез аміаку. Продукція аміаку підвищується також при дефіциті натрію. Взагалі брак підстав, так само, як і збільшення підлягає виділенню кислотної аніонної навантаження і пов'язана з цим необхідність посиленої консервації теряемых з кислотними аніонами підстав стимулюють продукцію аміаку.
