У 1945 р Pitts і Alexander показали, що основна маса кислот виділяється нирками шляхом секреції водневих іонів канальцевийрозладами клітинами. У клітинах ниркових канальців під впливом ферменту карбоангідрази з H2O і СO2 утворюється вуглекислота, диссоциирующих на іон водню, секретується в просвіт канальця, і іон НСO3, надходить разом з реабсорбіруемим натрієм в перітубулярних кров:
Доля водневих іонів, що виділяються канальцевийрозладами клітинами, в подальшому може бути різною (рис. 4). Частина водневих іонів бере участь у реабсорбції бікарбонатів. Майже вся кількість профільтроване бікарбонатів реабсорбується в канальцях, поповнюючи резерв буферних підстав.
Рис. 4. Іонообмінні процеси в канальцевих 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 бикарбонатного іона, то він знову утворюється в канальцевої клітці і, з'єднуючись з реабсорбіруемим підставою, надходить в перітубулярних кров (Dorman, 1954). Важливо, що освіта іонів Н-і НСO3 пов'язане з одним і тим же процесом дисоціації вуглекислоти в канальцевих клітинах. Звідси все, що пригнічує секрецію Н-іонів (гальмування карбоангідрази, падіння парціального тиску СO2 крові, навантаження калієм), веде також до зниження реабсорбції бікарбонатів. За даними Pitts і співавт. (1949), при концентрації бікарбонатів у плазмі нижче 24 мекв / л в нормі відбувається реабсорбція практично всіх профільтроване бікарбонатів, здійснювана переважно в проксимальних канальцях. При підвищенні плазмової концентрації бікарбонатів останні в зростаючих кількостях починають з'являтися в сечо збільшується і частка дистальної реабсорбції. Залежність між ступенем реабсорбції бікарбонатів і концентрацією їх у плазмі крові пояснюється тим, що нирки в стані реабсорбіровать 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 канальцевих клітин. Втрата внутрішньоклітинного калію, підвищення внутрішньоклітинного рСO2 і стимуляція внутрішньоклітинного утворення вуглекислоти, знижуючи внутрішньоклітинну рН, підвищують реабсорбцію бікарбонатів, і, навпаки, підвищення внутрішньоклітинної рН канальцевих клітин знижує реабсорбцію бікарбонатів.
Певна частина секретується канальцевийрозладами клітинами Н-іонів бере участь в утворенні так званих тітруемих кислот. Головну роль в утворенні тітруемих кислот грають фосфати. У плазмі крові переважають двуосновние фосфати (4: 1). У сечі в результаті процесів підкислення переважають одноосновні фосфати. Переклад двуосновних фосфатів у одноосновні здійснюється в ниркових канальцях шляхом іонного обміну секретируемого канальцевої кліткою іона водню на натрій: Na2HPO4 + Н gt; NaH2PO4 + Na- (реабсорбируется). Цей процес сприяє збереженню натрію і виділенню надлишку водневих іонів. Певне значення в підтримці кислотно-лужної рівноваги має виділення органічних кислот. У плазмі крові багато органічні кислоти пов'язані з підставами. Секретуються канальцевийрозладами клітинами водневі іони витісняють підстави із з'єднання з органічними кислотами. При цьому частина слабких органічних кислот виділяється у вільному стані, а підстави реабсорбируются. При титруванні сечі лугом кислоти і кислі солі поступово диссоциируют і нейтралізуються. Сума Н-іонів кислот і кислих солей, який визначається шляхом титрування сечі лугом до рН, рівної рН крові, називається титруемой кислотністю сечі. Величина титруемой кислотності фактично характеризує надлишок водневих іонів у сечі в порівнянні з кров'ю. Schiess (1948) вважає, що величина титруемой кислотності сечі визначається в основному трьома факторами: 1) величиною екскреції буфера, головним чином фосфатів (титруемая кислотність сечі збільшується прямо пропорційно збільшенню кількості екскретіруемого буфера) - 2) кислотної силою буфера (чим сильніше буферна кислота, тим менш повно йде обмін в канальцях іонів водню на пов'язані з кислотними анионами підстави) - 3) плазмової концентрацією бікарбонатів (зниження останньої збільшує екскрецію тітруемих кислот).
До останнього часу вважалося, що функція нирок з підтримки 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 нефрона. Так, наприклад, встановлено, що близько 60% тітруемих кислот, що виділяються щуром, утворюється в проксимальних канальцях. Однак дистальні канальці є основним місцем приросту продукції тітруемих кислот при метаболічному ацидозі (Bloomer, 1963).
2/3 - 3/4 секретується ниркою Н-іонів виділяється з іонами амонію. У клітинах ниркових канальців з глютамина і деяких інших амінокислот під впливом ферментів, головним чином глютамінази, утворюється аміак -NH3. Останній дифундує в кисле середовище просвіту канальців і, приєднуючи там Н-іони, утворює іон амонію NH +. Іони амонію витісняють натрій із з'єднання з аніонами сильних кислот (сірчаної, соляної). Натрій реабсорбируется, а аніони кислот у складі амонійних солей виділяються з сечею: NaCl + NH4 gt; NH4Cl + Na + (реабсорбируется). Концепція, згідно з якою утворення аміаку відбувається виключно в дистальному відрізку нефрона, за останні роки значно похитнулася. У районі проксимальних канальців виявлено велику кількість глютамінразлагающіх ензимів (Roberts, 1960). Glabman і співавт. (1963) показали, що весь нефрон щури бере участь у продукції аміаку, близько половини якого утворюється в проксимальних канальцях. Секреція аміаку в ниркових канальцях зберігає для організму набагато більше підстав, ніж описаний вище механізм утворення тітруемих кислот. Здорова людина на змішаній дієті виділяє на день у вигляді амонійних солей 30-70 мекв кислот в день. При ацидозі ця кількість може зрости в кілька разів. При ацидозі освіту глютамина, витяг його з артеріальної крові ниркою, а також активність глютамінази і синтез аміаку підвищуються, а при алкалозі - знижуються. Недолік в тубулярной клітці калію стимулює синтез аміаку. Продукція аміаку підвищується також при дефіциті натрію. Взагалі недолік підстав, так само, як і збільшення підлягає виділенню кислотної анионной навантаження, і пов'язана з цим необхідність посиленої консервації втрачаються з кислотними анионами підстав стимулюють продукцію аміаку.