[課程] 肾脏生理

肾脏解剖和血流特点

肾单位

• 100～120W/侧
• 组成：
  • 肾小体
    • 肾小球
    • 肾小囊
  • 肾小管
    • 近球小管
      • 近曲小管
      • 髓袢降支粗段
    • 髓袢细段
      • 髓袢降支细段
      • 髓袢升支细段
    • 远球小管
      • 髓袢升支粗段
      • 远曲小管

• 两种肾单位：

皮质肾单位	近髓肾单位
外皮质层和中皮质层	内皮质层
肾小球体积小	肾小球体积大
入球小动脉粗短，出球小动脉细长，口径2:1	口径接近
出球小动脉分支形成环绕肾小管的毛细血管	出球小动脉形成肾小管周毛细血管网和直小血管
髓袢短，一般到外髓	髓袢细长，到内髓甚至肾乳头
含球旁器，肾素多	少
与肾脏滤过功能有关	与肾脏浓缩功能有关

近球小体（球旁器）

1. 致密斑
   • 感受器
   • 位置：远曲小管起始和髓袢升支粗段交界处前后。
2. 颗粒细胞
   • 位置：入球小动脉
   • 合成肾素
   • 肾交感神经支配
3. 系膜细胞
   • 位置：
     • 球内：支持、收缩、吞噬
     • 球外：信息传递？

肾脏神经支配

• 肾交感神经
  • 肾动脉（入球、出球小动脉）：兴奋收缩；交感神经兴奋，尿生成减少
  • 颗粒细胞：生成肾素，启动RAAS
  • 肾小管：促进和的重吸收

肾脏血液循环

1. 血流量大（1200mL/min）
2. 分布不均匀：皮质90%
3. 两套毛细血管网：肾小球毛细血管网（高压）、肾小管周围毛细血管网（低压）
4. U形直小血管：尿浓缩和稀释
5. 肾血流自身调节：动脉血压80～160mmHg变化，肾血流量不变。

肾小球滤过

肾小球超滤

• 血液流过肾小球时，血浆中的水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。
• 原尿是血浆的超滤液。1L原尿中，蛋白质的比例远小于血浆，但是水要多。除此之外，其余成分基本相同。

  滤过膜

1. 基本结构：
   • 毛细血管内皮细胞层。窗孔，60～90nm，负电荷糖蛋白。
   • 基膜层：有孔基质，多种带负电荷蛋白质，多角形网孔，2～8nm。
   • 肾小囊脏层上皮细胞层：足突、蒂、滤过裂隙25nm，裂隙膜孔6～11nm。
2. 功能：
   • 机械屏障（分子筛）
     • 血管内皮窗孔：阻止血细胞。
     • 血管内皮基膜：阻碍血浆蛋白分子。
     • 肾小囊脏层足细胞滤过裂隙：阻碍血浆蛋白分子。<4nm自由通过，>8nm不能通过。
   • 电荷屏障：内皮、基膜带负电。白蛋白带负电荷。

     滤过动力

• 毛细血管压和囊内压在滤过的时候不变（毛细血管压：液体滤过而减少，但入球小动脉粗短，出球小动脉细长，增压作用使之压力不变），而血浆胶渗压升高。

• 滤过平衡点：毛细血管压 = 囊内压 + 血浆胶渗压的点。

肾小球滤过功能评价

1. 肾小球滤过率（GFR）：每分钟两侧肾脏生成的超滤液量。
   • 正常值：125ml/min
2. 滤过分数（FF）：肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。
   • 正常值：15%～20%

影响肾小球滤过的因素

1. 滤过膜：面积、通透性。
2. 有效滤过压
   • 肾小球毛细血管血压：动脉血压<80mmHg，GFR
   • 血浆胶体渗透压，GFR
   • 囊内压，GFR
3. 肾血浆流量：改变滤过平衡点。
   • 下降，胶体渗透压上升，后段无滤过。
   • 上升，胶体渗透压下降，全段滤过。

肾小管重吸收和集合管的转运

转运方式

1. 被动转运：扩散（尿素、）；渗透（水）；易化扩散（、GS、尿素）；溶剂拖曳（）
2. 主动转运
   • 原发性
   • 继发性（联合转运）
     • 同向转运：
     • 逆向转运（交换）：
3. 转运途径：跨细胞转运（一般主动转运）、细胞旁转运（一般被动转运）。

几种主要物质的转运

1. 、和水的重吸收：

   • 近球小管（70%之原尿：球管平衡）；2/3细胞途径（主动跨细胞转运），1/3细胞旁途径（电位细胞旁扩散）。
     • 曲部：、水重吸收。
       • 泵
       • 转运体
       • 交换体
       • 水通道、细胞旁路
         
     • 直部：
       • 跨上皮：泵、交换体、交换体、转运体
       • 细胞旁路：顺浓度差扩散、顺电位差扩散、水通道、细胞旁路
         
   • 髓袢降支细段：吸收水，不吸收盐。浓缩小管液。
   • 髓袢升支粗段（NaCl，约20%）
     • 泵
     • 同向转运体（呋塞米作用位点）
     • 交换
     • 转运体
     • 通道
       
   • 远球小管、集合管起始段
     • 泵
     • 同向转运（噻嗪类利尿剂）
     • 通道
     • 水盐分离
       
   • 远球小管、集合管远段
     • 主细胞
       • 泵
       • 通道（Ald）
       • 泌（Ald）
       • 水通道（ADH）
       • 细胞旁路
     • 闰细胞
       • 泌（）
       • 重吸收（排酸保碱）
       • 水通道
         

2. 和的转运和泌氨作用

   • 近端小管（80%）
     • 分泌：酶、交换体、酶
     • 重吸收：同向转运体、同向转运体（为主）、交换体

• 髓袢升至粗段：交换体、同向转运体
• 远球小管和集合管（闰细胞）：酶（囊泡）、酶、交换体

1. 葡萄糖的重吸收
   • 部位：近球小管前半段
   • 方式：继发性主动转运（同向转运、）
     
   • 吸收限度
     • 肾糖阈：尿中开始出现葡萄糖时的血糖浓度。此时动脉血为200mg/100ml，静脉血180mg（10mmol）/100ml。
     • GS最大转运率（）：肾小管主动重吸收葡萄糖的最大速率。成年男子两肾为375mg/min，相当于血糖浓度300mg/100ml。（）

尿液的浓缩和稀释

肾髓质高渗梯度的形成——髓袢的逆流倍增

• 肾脏的髓质，从外髓到内髓，存在一个逐渐升高的渗透压梯度。
• 髓袢越长，可建立的髓质高渗梯度越大，肾脏浓缩能力越强。
• 形成机制：外髓是因，内髓是果。

• 髓质高渗梯度由和尿素两种溶质形成。
  • 外髓部高渗：髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收。
  • 内髓部高渗：
    • 髓袢升支细段被动扩散。
    • 内髓部集合管尿素的被动转运。

对于逆流倍增的具体过程，我们可以参考这支YouTube影片。

尿生成的调节

肾内自身调节

1. 肾血流量和GFR的自身调节
   • 现象：肾动脉血压在80～160mmHg范围内变化时，肾血流和GFR能保持相对稳定。
   • 意义：使水电解质排除相对稳定。
   • 机制：
     • 肌源性：
       • BP降低 平滑肌舒张
       • BP增高 平滑肌收缩
     • 管球反馈（TGF）：远球小管中小管液流量、成分改变 致密斑感受 肾小球入球小动脉阻力改变 GFR改变 小管液流量、成分恢复。
2. 肾小管重吸收的自身调节
   • 球管平衡：肾小管重吸收量始终占肾小球滤过量的70%左右，定比重吸收。
   • 渗透性利尿：小管液中溶质浓度增加、渗透压增加引起的利尿。如糖尿病、甘露醇。

神经调节

• 肾交感神经：保水保钠。
  • 受体，影响肾动脉，导致肾血流减少，GFR下降
  • 受体，影响颗粒细胞，释放肾素增加
  • 受体，影响肾小管上皮细胞，促进、的重吸收

体液调节

1. 加压素（抗利尿激素；ADH；VP）
   • 合成、释放和作用
     
   • 机制
     
   • 分泌调节
     • 血浆晶体渗透压：最敏感，但强度低。一般为生理情况改变。
     • 血容量：不如血浆晶体渗透压敏感，然强度高。病理情况改变居多。
     • 动脉血压：动脉血压下降，导致VP分泌增加。
     • 其他：疼痛（+）、应急性刺激（+）、AngII（+）、ANP（-）
2. 醛固酮
   • 合成释放：肾上腺皮质球状带。
   • 作用：促进远曲小管和集合管、、重吸收（主细胞）和（主细胞）、（闰细胞）的分泌。
   • 机制：以ing向基因表达，Ald诱导蛋白。
   • 调节：
     • RAAS
     • 血钾和血钠：或，导致醛固酮分泌增加。
3. 心房钠尿肽（ANP）
   • 来源：新房肌细胞
   • 释放：血容量、血钠
   • 作用：舒张血管，利钠利尿。
   • 机制：
     • 肾小球：舒张 GFR
     • 集合管：上皮细胞 cGMP 钠通道关闭 钠水重吸收
     • 抑制肾素（近球细胞）、Ald（肾上腺）、VP（下丘脑）
4. 其他激素：甲状旁腺素（重吸收）、前列腺素（重吸收，对抗VP）、内皮素（缩血管，RBF和GFR）、NO（舒血管，GFR）

肾清除率

• 定义：两肾在单位时间（每分钟）可以把多少毫升血浆中所含有的某物质完全清除出去，这个被完全清除了某物质的血浆的毫升数即为该物质的清除率。
• 公式：（：清除率（ml/min）；：血浆中该物质的浓度； ：每分钟尿量；：尿中该物质浓度）