第八章 尿的生成与排出

生理学，当肾血流量或肾小球滤过率降低时，小管液在髓袢 的流速变慢，NaCl重吸收增加，致使流经远曲小管 致密斑处的小管液NaCl浓度下降，致密斑将信息反 馈至肾小球，使入球小动脉阻力降低、增加球旁细 胞分泌肾素，实现调节。反之亦然。

第八章 尿的生成与排出

• 肾的功能解剖与肾血流量
  • 肾的功能解剖
    • 肾的功能单位 — 肾单位
      • 肾单位
      • 集合管
      • 皮质肾单位和近髓肾单位
    • 球旁器
      • 球旁细胞
        • 即颗粒细胞，可以合成、储存、释放肾素
      • 致密斑
        • 可感受小管液中的Na+含量， 并将信息传递给球旁细胞，调节肾素分泌
      • 管球平衡
      • 球外膜细胞
    • 滤过膜的构成
      • 内层—毛细血管内皮细胞
      • 基膜层—细胞外基质，IV型胶原为骨架，含有带负电的硫酸肝素和蛋白聚糖
      • 外层—肾小囊上皮细胞，which 足突相互交错，形成滤过裂隙膜，其中有裂孔素，可阻止蛋白质漏出
    • 肾脏神经支配
      • 仅受交感神经支配
    • 肾脏血液供应特点
      • 两套毛细血管床
        • 肾小球毛细血管：血压较高，有利于滤过
        • 管周毛细血管：包饶肾小管，血压低且胶体压高，有利于重吸收
  • 肾血流量的特点及其调节
    • 肾血流量的自身调节
      • 定义：没有外来神经、体液影响情况下，动脉血压在一定范围内变化而肾血流量保持恒定
      • 两种学说
        • 肌源学说
          • 肾血流量自身调节由肾脏小动脉血管平滑肌的特性决定。当肾灌注压升高，入球小动脉血管平滑肌受牵张，至Ca2+内流增加，平滑肌收缩，血流阻力增大；当肾灌注压降低，入球小动脉血管平滑肌舒张，血流阻力降低。
        • 管球反馈
          • 当肾血流量或肾小球滤过率降低时，小管液在髓袢的流速变慢，NaCl重吸收增加，致使流经远曲小管致密斑处的小管液NaCl浓度下降，致密斑将信息反馈至肾小球，使入球小动脉阻力降低、增加球旁细胞分泌肾素，实现调节。反之亦然。
    • 肾血流量的神经体液调节
      • 交感神经 — 使肾血管强烈收缩，肾脏血流量减少
      • 体液调节
        • 去甲、肾上腺素、血管升压素、Ang II、内皮素 ： 使血管收缩
        • 肾组织自行生成PGI2、PGE2、NO、缓激肽使血管舒张
• 肾小球的滤过功能
  • 肾小球滤过作用
    • 肾小球率过液成分
      • 肾小球滤过液为血浆的超滤液，成分除蛋白质外与血浆接近
    • 肾小球滤过率（GFR）
      • 即两肾每分钟产生的超滤液总量
    • 滤过分数（FF）
      • 即肾小球滤过率与肾血流量的比值，取决于有效滤过压和滤过系数
    • 有效滤过压（EFP）
      • = 肾小球毛细血管压 - （血浆胶体渗透压 + 肾小囊内压） =(45 + 0) -( 25 + 10）= 10mmHg
    • 滤过平衡
  • 影响肾小球滤过的因素
    • 肾小球毛细血管滤过系数
      • 即单位有效滤过压的驱动下，单位时间内通过滤过膜的滤液量
    • 肾小球毛细血管压
      • 由于肾血流量自身调节，该值相对稳定。但当超出调节范围、或交感神经兴奋，可致该值发生变动
    • 囊内压
      • 由于肾小囊与远曲小管、集合管想通，故该值较稳定且为10mmHg。但当尿路梗阻时，囊内压可升高
    • 血浆胶体渗透压
      • 如肝病时血浆蛋白浓度下降
    • 肾血浆流量
      • 通过改变滤过平衡点对肾小球滤过率产生影响
      • 当血浆流量上升，同样到达滤过平衡的时间，血浆走过路程增加，故滤过平衡点向出球小动脉方向移动，有效滤过压和滤过面积上升，肾小球滤过率将随之上升
• 肾小管和集合管的物质转运功能
  • 近端小管
    • 近端小管前半段
      • 钠的重吸收
        • 原动力：上皮细胞基底侧强力的钠泵营造的细胞内低钠环境
        • 钠-葡萄糖、氨基酸同向转运体
        • Na - H交换
      • 水的重吸收
        • 水通道蛋白1（AQP1）
          • 水在此处的吸收属于等渗重吸收
      • 球管平衡
        • 含义
          • 近端小管对水和溶质（特别是Na）的重吸收量随肾小球滤过率的改变而改变，重吸收量始终占肾小球滤过率的65%-70%
        • 机制
          • 与肾小管周围毛细血管内血浆胶体渗透压有关，近端小管周围毛细血管血液直接来源于出球小动脉
          • 肾血流灌注不变而肾小球滤过率增加（如：出球小动脉收缩而入球小动脉不变） -> 近端小管周围毛细血管血浆胶体渗透压上升/毛细血管血压下降 -> 有利于近端小管对水和钠的重吸收
        • 意义
          • 保证终尿尿量和尿钠的相对稳定，不会因肾小球滤过压的变化而发生大幅度变动
        • 某些情况下，球管平衡可被破坏，如渗透性利尿
      • HCO3的重吸收
        • 近端小管重吸收的HCO3占约80%，并且先于Cl重吸收
        • 方式：Na - H交换，泌氢进入小管液，生成CO2进入上皮细胞，在碳酸酐酶作用下重新生成HCO3而被重吸收
      • 葡萄糖、氨基酸重吸收
        • 二者在近端小管全部被重吸收
        • Na - X的方式继发主动转运重吸收
        • 肾糖阈：180mg/100mL时出现尿糖（此时为肾糖阈）；300mg/mL时饱和
    • 近端小管后半段
      • 细胞旁途径
        • 由于前半段无Cl-吸收，故后半段Cl-浓度高，Cl-顺浓度梯度从紧密连接处进入细胞间液；由于Cl-被重吸收，官腔正电荷偏多，驱使Na+顺电位梯度经旁途径重吸收
      • Na-H交换体与Cl-HCO3交换体
        • 驱使NaCl重吸收，H+ 和 HCO3- 排入小管液中，后者可生成CO2重新进入细胞
  • 髓袢
    • 髓袢降支细段
      • 对溶质通透性低，对水通透性高，含有大量AQP1
      • 尿素通道蛋白UT-A2：组织间液中的尿素进入小管腔
      • 使小管液渗透压逐渐升高
    • 髓袢升支细段
      • 对水不通透，对NaCl通透，使小管液渗透压逐渐下降
    • 髓袢升支粗段
      • Na - K - 2Cl同向转运体，重吸收NaCl KCl，可被呋塞米 / 依他尼酸阻断
        • Na -> 重吸收后经钠泵泵出组织间液
        • Cl -> 重吸收后经钾离子通道顺浓度梯度进入组织间液
        • K -> 顺浓度梯度返回小管液，使小管液带正电荷，有利于其他正离子（Na K Ca）经细胞旁途径重吸收
      • HCO3的重吸收：机制与近端小管相同
      • 对水不通透
  • 远曲小管和集合管
    • 远曲小管
      • Na - Cl同向转运体：主动重吸收NaCl，可被氢氯噻嗪阻断
      • 对水不通透
    • 集合管
      • 两种主要细胞
        • 主细胞
          • 重吸收NaCl和水，分泌K
          • AQP-2水通道：决定上皮细胞对水的通透性，受血管升压素调控
        • 润细胞
          • 分泌 H+，有两种形式
            • 质子泵，直接泵氢入小管液
            • H-K-ATP酶
            • 调节（对肾小管泌氢同样适用）
              • 肾小管泌氢的量与小管液中pH值有关，pH低则泌氢减少
              • 上皮细胞中碳酸酐酶活性受pH值调控，pH值降低则活性增加，生成更多的H，有利于排氢保碱
      • 尿素
        • 内髓部集合管对尿素通透，由于之前对水的重吸收，尿素浓度升高，内髓处尿素进入组织间液，使之渗透压升高
  • 某些物质
    • NH3的分泌
      • 分泌方式
        • 谷氨酰胺代谢生成NH4+，后者在钠氢交换体作用下代替氢泵入小管液
        • 对于NH3，由于其为脂溶性物质，故可通过单纯扩散进入小管液
    • 醛固酮的作用
      • 增加Na的重吸收，从而保钠保水排钾排氢
• 尿液浓缩与稀释机制
  • 肾髓质渗透压梯度形成机制
    • 逆流倍增机制
      • 近端小管
        • 对水合溶质都有选择性吸收，故小管液渗透压接近血浆渗透压
      • 髓袢降支细段
        • 对水通透而对NaCl不通透，故小管液渗透压升高，直至髓袢折返处渗透压升至最高
        • 同时组织间液中的高浓度尿素顺浓度梯度进入小管液中
        • 共同使小管液自上而下形成逐渐升高的渗透压梯度
      • 髓袢升支细段
        • 对水不通透而对NaCl通透，由于小管液中NaCl浓度高，此处被动重吸收NaCl至组织间液，使内髓部渗透浓度增加
      • 髓袢升支粗段
        • 对水不通透，通过NKCC2重吸收大量盐类，使外髓部渗透浓度升高
      • 远曲小管
        • 对水不通透，Na-Cl同向转运体主动重吸收NaCl，使小管液低渗
      • 集合管
        • 通过水通道蛋白AQP-2/3/4重吸收水（受血管升压素调控），随着水分的重吸收，小管液中尿素浓度逐渐升高，至内髓处对尿素通透，小管液中高浓度的尿素可以被重吸收进组织间液中，增加内髓处渗透浓度
      • 总结
        • 髓袢升支粗段主动重吸收NaCl而对水不通透，是建立髓质间液高渗透梯度的重要起始动力
        • 髓袢降支细段对水通透，对NaCl通透，增加小管液渗透浓度
        • 髓袢升支细段对水不通透，对NaCl通透，NaCl顺浓度梯度进入髓质间液
        • 尿素再循环，增加内髓部组织间液尿素浓度，与NaCl一起形成内髓部组织间液的高渗
        • 不断滤过的小管液，推动小管液从髓质到集合管，向肾乳头方向移动，促进了肾脏形成从外随到内髓的由低到高的组织间液渗透浓度梯度，机体形成浓缩的尿
    • 直小血管逆流交换机制
      • 目的
        • 维持肾髓质间液高渗的NaCl和尿素不被循环血液带走
      • 结构
        • 与髓袢相似，为升支与降支并行的血管
      • 原理
        • 直小血管降支：血液流动时，组织间液溶质顺浓度梯度进入直小血管，直小血管水进入组织间隙，血液渗透压上升
        • 直小血管升支：与降支相反，其中血液渗透压浓度下降
        • 整个过程仅仅将组织中多余的水和溶质带走
      • 影响因素
        • 直小血管维持作用具有流量依赖性，若流速过快，则效果减弱
• 尿液生成的调节
  • 心房钠尿肽
    • 来源
      • 心房肌细胞
    • 作用
      • 使入秋小动脉舒张，增加肾小球滤过率
      • 关闭集合管上皮细胞Na通道，抑制水的重吸收
      • 可以对砍ADH的作用
  • RAAS系统
    • 醛固酮的作用原理
      • 促远端小管和集合管保钠排钾保水
    • 分泌过程
      • 近球小体颗粒细胞分泌肾素
      • 血液中血管紧张素原（来源于肝脏）生成血管紧张素1
      • 肺中血管紧张素转换酶作用下，生成血管紧张素2
      • 血管紧张素2在血管紧张素酶A的作用下生成血管紧张素3
      • 血管紧张素2是刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮最强因素
    • 醛固酮分泌调节
      • 肾内感受器
        • 入球小动脉处牵张感受器
          • 入球小动脉血压变化
        • 致密斑感受器
          • 小管液中Na+的含量
      • 神经调节
        • 交感神经兴奋
      • 体液调节
        • 肾上腺素、去甲肾上腺素直接刺激
      • 子主题
  • 血管升压素
    • 作用原理
      • 作用于远端小管和集合管V2受体，通过G蛋白-cAMP-PKA通路，使含有APQ-2的小泡镶嵌在上皮细胞上
      • 增加髓袢升支粗段对NaCl的重吸收和内髓部集合管对尿素的通透性，增大渗透压梯度，有利于尿液浓缩
    • 分泌调节
      • 血浆晶体渗透压是调节分泌主要因素
        • 晶体渗透压↑ -> 下丘脑第三脑室前腹部 -> 抗利尿激素分泌增加
      • 血容量减少 -> 心肺感受器 -> 迷走神经 -> 下丘脑 -> 对抗利尿激素的抑制作用↓
  • 肾交感神经：兴奋导致尿量减少
    • 使入球小动脉收缩，肾血流灌注减少，肾滤过率降低
    • 刺激近球小体颗粒细胞释放肾素，引起NaCl和水的重吸收增加
    • 直接支配肾小管，增加肾小管对NaCl和水的重吸收
  • 小管液中溶质浓度对肾小管功能调节
    • 渗透性利尿
      • 小管液溶质浓度升高 -> 小管液渗透压升高 -> 肾小管和集合管重吸收水下降
      • 例子：糖尿病、甘露醇
    • 球管平衡
      • 不论肾小球滤过率或增或减，近球小管重吸收量总是占65-70%
      • 某些情况下，可被破坏
• 主题