肾脏生理

第一节肾脏基本生理功能
肾脏基本生理功能包括排泄废物、调节体液以及酸碱平衡、分泌激素。

其结果是维持机体的内环境稳定，使新陈代谢正常进行。

一、肾脏对代谢废物的排泄
机体在代谢过程中产生多种废物，其中除少量蛋白质代谢产生的含氮物质可.从胃肠道排泄外，绝大部分代谢产物均由肾脏排出。

尿素、肌配为主要的含氮代谢产物，这些物质可被肾小球滤出。

肌醉不被重吸收，但当血浓度增高时，少部分可经肾小管分泌，尿素则有相当一部分可被重吸收，特别是在肾脏血流下降时，尿素的重吸收分数增加，使血中尿素水平上升，该现象称为肾前性氮质血症。

代谢中还可产生一些有机离子，另一些药物也属有机阴离子或阳离子，这些有机离子也主要经肾脏排泄；肾小管的分泌作用对这些物质的排泄起重要作用。

当肾功能不全时，可引起代谢产物的储留，这和尿毒症症状的产生有一定关系。

二、肾脏在维持机体体液平衡、酸碱平衡中的作用
内环境（包括渗透压、电解质、酸碱度等）的稳定是机体细胞和组织进行正常代谢，完成正常功能的前提。

肾脏在维持内环境稳定中起重要作用。

包括肾脏对细胞外液量的调节，肾脏对细胞外液渗透浓度的调节以及肾脏对酸碱平衡的调节。

三、肾脏的内分泌功能
1.分泌激素如肾素、前列腺素、激肽、活性维生素D、促红细胞生成素等。

肾脏可通过产生和分泌这些激素影响全身或肾脏本身的代谢和功能。

2.为机体部分内分泌激素的降解场所如胰岛素，许多胃肠道激素中的很大部分由肾脏降解。

当肾功能不全时，这些激素的生物半衰期明显延长，从而引起代谢紊乱。

3.为肾外激素的靶器官如抗利尿激素（ADH）、甲状旁腺素（PTH）、降钙素、胰高血糖素等，可影响和调节肾脏功能。

第二节肾血流量及肾小球滤过率
在成年人，双肾重量占体重的0.4%，但他们的血流量占静息状态下心输出量的25%，高于心脏、肺、脑等器官的血供量。

肾脏的血供大部分分布在含有肾小球的肾皮质，约10%分布在外髓部，仅1%~2%到达内髓乳头部。

肾血流及其分布特点对排泄废物，调节机体电
解质、酸碱度、渗透压的相对稳定有重要意义。

一、肾小球滤过率
血液流经肾小球时，血浆经肾小球滤过膜滤出，形成肾小球滤液。

单位时间内肾小球滤液的形成量为肾小球滤过率（GFR）。

肾小球滤过膜由3层结构组成：①含有窗孔的毛细血管内皮细胞；②基膜；③上皮细胞或由其形成的足突。

该滤过膜具有高度的通透性，除血浆中大分子物质（如蛋白质）外，所有小分子物质均可自由通过，故肾小球滤液又称超滤液，除不含血浆蛋白外，其余成分均和血浆相似。

正常人肾小球滤液形成量很大，每日约150 L。

二、肾小球滤液形成的决定因素
影响肾小球滤过率的因素主要有以下几个方面。

1.毛细血管内压主要由入球、出球小动脉阻力控制。

毛细血管内压增加，GFR亦增加，毛细血管内压对GFR的影响呈线性关系。

2.肾血浆流量血浆流量对GFR的影响主要通过影响血浆胶体渗透压上升速度而实现。

血浆流量减小，血浆胶体渗透压上升速度加快，使压力平衡点前移，因而在毛细血管后段可无滤液形成。

但如肾血浆流量增加超过一定值，血浆胶体渗透压上升很少，这时如血浆流量再增加，对GFR的影响则甚小。

3.动脉血白蛋白浓度主要受机体白蛋白的合成和降解速度影响。

血浆胶体渗透压和GFR呈反比，表现为双曲线关系。

4.Kf Kf代表滤过膜的通透系数，指滤过膜对水的通透性和整个滤过面积的乘积。

Kf 增加，GFR增加，但当肾小球内滤过压已达平衡，Kf再增加，只能使压力平衡点前移，而不再增加GFR；反之，Kf减少，则GFR减少。

三、肾小球滤过率及肾血浆流量的调节
1.自身调节当肾脏的灌注压在一定范围变化时[10.7~24 kPa（80~180mmHg）]，肾血流量（RBF）及肾小球滤过率基本保持不变。

当灌注压的变化超过一定范围后，自身调节将失去作用，GFR及RBF将随灌注压的改变而变化。

2.管球反馈到达远端肾小管起始段NaCl发生改变，可致该肾单位血管阻力发生变化，从而引起肾小球滤过率改变，此现象称为管球反馈（TGF）。

该反馈的感受部位为致密斑，效应器主要为入球小动脉和出球小动脉。

高速灌流髓撵时，主要表现为入球小动脉收缩；低速灌流时，入球、出球小动脉同时收缩。

此外，肾小球滤过率的改变也可能和Kf的改变有关。

TGF的生理意义为在肾单位水平上，通过调节肾小球滤过率，使远端肾小管流量维持在一个狭小的变化范围内，以使远端的肾小管作更.为精细的调节。

TGF的敏感性可受多种因素的影响。

入球小动脉的张力是决定TGF敏感性的主要因素，各种入球小动脉扩张的因素如降低血压、多巴胺、组胺、心钠素等可抑制TGF；而使入球小动脉收缩的因素，如血压升高、去甲肾上腺素、血管加压素可增强TGF。

呋塞米（速尿）由于抑制致密斑NaCl的重吸收，故可抑制TGF。

3.肾神经肾脏有丰富的神经支配，神经末梢主要分布在入球小动脉、出球小动脉、小球系膜区以及肾小管。

刺激肾神经可引起入球、出球小动脉收缩，但对入球小动脉作用更为明显，还可引起系膜细胞收缩，导致GFR、RBF下降。

肾神经兴奋还可刺激肾素释放，通过血管紧张素Ⅱ影响肾功能。

肾神经主要为肾上腺素能纤维，其直接的缩血管作用和刺激α受体有关。

在正常情况下，肾神经对GFR、RBF影响小，但在出血、麻醉、心力衰竭、疼痛等情况下可引起神经介导的肾血管收缩，使GFR、RBF下降。

4.血管活性物质
（1）血管紧张素：血管紧张素Ⅱ（AT）可引起入球、出球小动脉收缩，引起系膜细胞收缩，Kf下降。

同时AT可刺激肾脏释放前列腺素E2（PGE2）。

PGE2可对抗AT引起的入球小动脉收缩，使AT对入球小动脉的作用不表现出来。

在正常情况下，AT为调节出球小动脉阻力的主要因素。

外源性灌注AT可引起GFR、RBF下降，但GFR下降的程度明显小于RBF，使滤过分数（FF、GFR/RBF）升高。

（2）腺苷：腺苷为ATP的代谢产物，刺激AT受体可引起入球小动脉阻力增加，出球小动脉阻力下降，使GFR下降，滤过分数下降。

刺激AT受体可抑制肾素释放。

刺激A2受体，可引起入球、出球小动脉扩张。

小剂量腺苷可刺激TGF，而大剂量则抑制TGF。

目前认为腺苷为调节肾血管阻力的重要因素。

（3）前列腺素：前列腺素（PG）为花生四烯酸的代谢产物。

在基础情况下，PG产生甚少，对肾脏血流动力学的作用小。

当有AT、肾神经兴奋等缩血管作用因素存在时（如低血容量、慢性失钠、充血性心力衰竭、肝硬化），PGE2产生增加。

此时如使用阿司匹林、吲哚美辛（消炎痛）等可使RBF、GFR明显下降。

（4）激肽：激肽（如缓激肽）可使肾血管扩张，离体的预先用去甲肾上腺素收缩的出球小动脉舒张。

激肽系统可和肾素血管紧张素系统、PG系统相互作用。

（5）心钠素：灌注心钠素可引起RBF、GFR升高，滤过分数增加。

心钠素主要使出球
小动脉收缩，入球小动脉舒张，同时使Kf值增加。

（6）内皮素：内皮素具有很强的缩血管作用，主要产生于内皮细胞的多肽。

内皮素可引起GFR、RBF、Kf的显著下降，但滤过分数升高。

内皮素还可和各种血管活性物质相互作用，促使前列环素（PGI）、内皮细胞源性舒张因子、心钠素分泌。

在活体实验时，内皮素可引起肾素产生增加。

四、肾小球滤过膜对大分子物质的屏障作用
正常情况下，血浆蛋白等大分子物质不能通过肾小球滤过膜。

滤过膜的屏障作用由以下两部分组成。

1.机械性屏障分子直径<2 nm的物质可自由通过肾小球滤过膜，随着分子直径的增大，通过滤过膜的能力减小，当分子直径达4 nm时，通透性接近“0”。

机械性屏障的能力和滤过膜上的孔径大小以及构型有关。

2.电荷屏障正常情况下，血浆白蛋白不能通过肾小球滤过膜，而和白蛋白分子直径相同的中性右旋糖醉则较易通过。

这是因为白蛋白在正常血浆pH时带负电荷，而肾小球滤过膜含有盐酸、硫酸肝素等多糖，也带负电荷，形成电荷屏障，阻止带负电荷的白蛋白滤出。

在某些病理状态下，滤过膜上的负电荷消失，大量白蛋白经滤过膜滤出，形成蛋白尿。

第三节肾小管的重新收作用和排泌作用
一、肾小管重吸收作用
肾小管的主要功能在于有选择性重吸收原尿中的内容物。

原尿中水分的99%由肾小管重吸收，其中约80%在近曲小管和钠一起呈等渗重吸收，其余的水分由肾小管其余部分及集合管根据体内需要呈高渗性重吸收原尿中的糖、氨基酸、维生素、微量蛋白等在近曲小管重吸收。

原尿中的钾和70%~80%的钠由近曲小管和髓撵重吸收，其余的钠主要在远曲小管重吸收。

其他电解质如钙、镁、氯、碳酸盐、无机磷等也大部分在肾小管重吸收。

故原尿和最后排出体外的尿液不仅在量上有差异（一般尿量仅为原尿量的1/100），而且在质上也有很大不同。

肾小管不仅对原尿中的水分重吸收，而且对人体水分和细胞外渗的渗透压也有重要的调节作用。

二、肾小管排泌作用
1.远曲小管排泌氢离子远曲小管和集合管的管壁细胞中有碳酸酐酶存在，它能催化二氧化碳和水结合成碳酸，碳酸游离出氢离子，从远曲小管的上皮细胞排泌入管腔中，并和尿
中的钠离子进行交换，把氢排泌出去，将钠吸收回来。

这一过程可使尿液酸化，从而调节人体的酸碱平衡。

2.远曲小管产生并排泌氨远曲小管上皮细胞中的谷氨酰胺酶及氨基酸氧化酶能分别使谷氨酰胺及氨基酸脱胺并和氢离子结合成氨（NH3），排入肾小管腔中，再和氢离子结合成钱（NH4＋）用于交换管腔中的钠，起到保钠排氢的作用，以调节人体酸碱平衡。

3.远曲小管排泌钾离子在远曲小管腔中，钾离子也能和钠离子交换，形成碳酸氢钾，从而排钾保钠。

在血浆钾离子浓度高的情况下，远曲小管上皮可以多排钾离子、少排氢离子；反之，在人体缺钾时，远曲小管排钾减少，排氢则增加。

此外，肌酐、尿酸、有机酸及不少药物、毒物亦由肾小管排出。