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肾小管通过分泌H+、重吸收HCO3-在调节机体酸碱平衡方面起着重要作用。近曲小管、远曲小管和集合管的上皮细胞都能够主动分泌H+，发生H+-Na+交换，达到排H+和重吸收NaHC03的目的。尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。一般当有Na+的主动吸收时，才会有K+的分泌，两者的转运方向相反，称为K+-Na+交换。H+-Na+交换和K+-Na+交换有相互抑制现象。另外，远曲小管和集合管还能够分泌NH3， NH3与H+结合成NH4+排出，不仅促进了排H+，也能够促进NaHC03的重吸收。若肾小管上皮细胞分泌NH3功能障碍，可导致酸中毒。
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