腎尿生成的調(diào)節(jié)

1、第五節(jié)腎尿生成的調(diào)節(jié)尿的生成有賴于腎小球的濾過作用和腎小管、集合管的重吸收和分泌作用。因此，機體對尿的生成的調(diào)節(jié)也就是通過對濾過作用和重吸收、分泌作用的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的。腎小球濾過作用的調(diào)節(jié)在前文已述，本節(jié)主要論述腎小管和集合管重吸收和分泌的調(diào)節(jié)。腎小管和集合管功能的調(diào)節(jié)包括腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)和神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)。一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)包括小管液中溶質(zhì)濃度的影響、球-管平衡和管-球反饋等。（一）小管液中溶質(zhì)的濃度小管液中溶質(zhì)所呈現(xiàn)的滲透壓，是對抗腎小管重吸收水分的力量。如果小管液溶質(zhì)濃度很高，滲透壓很大，就會妨礙腎小管特別是近球小管對水的重吸收，小管液中的Na+被稀釋而濃度下降，小管液中與細胞內(nèi)的Na

2、+濃度差變小，Na+重吸收減少，因此，不僅尿量增多，NaCI排出也增多。例如糖尿病患者的多尿，就是由于小管液中葡萄糖含量增多，腎小管不能將葡萄糖完全重吸收回血，小管液滲透壓因而增高，結(jié)果妨礙了水和NaCI的重吸收所造成的。臨床上有時給病人使用腎小球濾過而又不被腎小管重吸收的物質(zhì)，如甘露醇等，利用它來提高小管液中溶質(zhì)的濃度，借以達到利尿和消除水腫的目的。這種利尿方式稱為滲透性利尿。（二）球-管平衡近球小管對溶質(zhì)和水的重吸收量不是固定不變的，而是隨腎小于濾過率的變動而發(fā)生變化。腎小球濾過率增大，濾液中的Na+和水的總含量增加。近球小管對Na+和水的重吸收率也提高；反之，腎小球濾過率減小，濾液中的N

3、a+和水的總含量也減少，近球小管的Na+的水的重吸收率也相應地降低。實驗說明，不論腎小于濾過率或增或減，近球小管是定比重吸收（constantfractionreabsorption）的，即近球小管的重吸收率始終占腎小球濾過率的65%-70%左右（即重吸收百分率為65%-70%）。這種現(xiàn)象稱為于-管平衡（glomerulotubularbalance）。球管平衡的生理意義在于使尿中排出的溶質(zhì)和水不致因腎小管濾過率的增減而出現(xiàn)大幅度的變動。例如，在正常情況下，腎小球濾過率為125ml/min，近球小管的重吸收率為87.5ml/min（占70%）。流到腎小管遠側(cè)部分的量為37.5ml/min。如果

4、濾過率增加到150ml/min，則近球小管的重吸收率變?yōu)?05ml/min（仍占70%）,而流到腎小管遠側(cè)部分的量為45ml/min。這幾個數(shù)字表明，此時濾過率雖然增加了25ml/min,但流到腎小管遠見側(cè)部分的量僅增加7.5ml/min。而且在這種情況下，遠側(cè)部分的重吸收也有增加，因此尿量的變化是不大的。同樣，濾過率減少到100ml/min，近球小管的重吸收率為70ml/min（仍占70%），流到腎小管遠側(cè)部分的量為30ml/min。此時的濾過率雖然減少了25ml/min，但流到腎小管遠側(cè)部分的量僅減少了7.5ml/min；而且在這種情況下遠側(cè)部分的重吸收也要減少，因此尿量的變化仍然不大。近

5、球小管對Na+也是定比重吸收，即重吸收量為濾過量的65%-70%。如果近球小管對Na+重吸收的總量是固定不變的話，根據(jù)測算，腎小球濾過率僅增加2ml/min，Na+的排出量就會比原來的增加約2倍；腎小球濾過率減少2ml/min，尿中就不含Na+，可見球管平衡具有重要的生理意義。定比重吸收的機制與管周毛細血管血壓和膠體滲透壓改變有關。比如，在腎血流量不變的前提下，當腎小球濾過率增加時，進入近球小管旁毛細血管的血液量就會減少，血漿蛋白的濃度相對地增高，此時毛細血管內(nèi)血壓下降而膠體滲透壓升高。在這種情況下，小管旁組織間液就加速進入毛細血管，組織間液內(nèi)靜水壓因之下降，組織間液內(nèi)靜水壓下降使得小管細胞間

6、隙內(nèi)的Na+和水加速通過基膜而進入小管旁的組織間隙；并且通過緊密連接回流至腎小管腔內(nèi)的回漏量因此而減少，最后導致Na+和水重吸收量增加。這樣，重吸收仍可達到腎小球濾過率的65%-70%。腎小球濾過率如果減少，便發(fā)生相反的變化，重吸收百分率仍能保持65%-70%。球-管平衡在某些情況下可能被打亂。例如，滲透性利尿時，近球小管重吸收率減少，而腎小球濾過率不受影響，這時重吸收百分率就會小于65%-70%，尿量和尿中的NaCI排出量明顯增多。目前認為球-管平衡障礙與臨床上見到的某些水腫的形成機制有關。例如在充血性心力衰竭時，腎灌注壓和血流量可明顯下降。但由于出球小動脈發(fā)生代償性收縮，所以腎小球濾過率仍

7、能保持水平。因此濾過分數(shù)將變大。此時近球小管旁毛細血管血壓下降而血漿膠體滲透壓增高。如上所述，這將導致Na+和水的重吸收增加，重吸收百分率將超過65%-70%。于是因體體內(nèi)鈉鹽潴留和細胞外液量增多而發(fā)生水腫。（三）管-球反饋管-球反饋是腎血流量和腎小球濾過率自身調(diào)節(jié)的重要機制之一。當腎血流量和腎小球濾過率增加時，到達遠曲小管致密斑的小管液的流量增加，致密班發(fā)生信息，使腎血流量和腎小球濾過率恢復至正常。相反，腎血流量和腎小球濾過率減少時，流經(jīng)致密斑的小管液流量就下降，致密斑發(fā)生信息，使腎血流量和腎小球濾過率增加至正常水平。這種小管液流量變化影響腎血流量和腎小球濾過率的現(xiàn)象稱為管-球反饋（tubu

8、loglomerularfeedback）。有人認為致密斑主要感受小管液中的NaCI含量改變而不是小管液的流量。一般來說，腎小管液流量與NaCI含量成正比。致密斑發(fā)在管-球環(huán)節(jié)中起重要的傳感器（sensor）作用。致密斑與入球小動脈和出球小動脈相鄰。致密斑發(fā)出的信息通過某種途徑影響入球小動脈的口徑，從而影響腎血流量和腎小球濾過率。當腎血流量增加時，腎小球濾過率也增加，流經(jīng)遠曲小管的小管液量也增加，致密斑部位NaCI含量升高，致密斑發(fā)出信息刺激顆粒細胞釋放腎素，導致局部生成血管緊張素H,血管緊張素H引起入球小動脈收縮，口徑縮小，阻力增加，從而使腎血流量和腎小球濾過率恢復至原來水平。相反，當腎血流

9、量減少時，腎小球濾過率下降，流經(jīng)遠曲小管的小管液流量減少，顆粒細胞釋放腎素減少，血管緊張至少II生成減少，入球小動脈收縮變?nèi)?，口徑變粗，阻力減少，腎血流量恢復至原有水平。此外，腎內(nèi)產(chǎn)生的前列腺素、腺苷和兒茶酚胺等也參與管-球反饋。二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)（一）交感神經(jīng)系統(tǒng)腎交感神經(jīng)興奮通過下列作用影響尿生成：入球小動脈和出球小動脈收縮，而前者血管收縮比后者更明顯，因此，腎小球毛細血管的血漿流量減少和腎小球毛細血管的血壓下降，腎小球的有效濾過壓下降，腎小球濾過率減少；刺激近球小體中的顆粒細胞釋放腎素，導致循環(huán)中的血管緊張素I和醛固酮含量增加，增加腎小管對NaCI和水的重吸收；增加近球小管和髓袢皮皮細胞

10、重吸收Na+、CI-和水。微穿刺表明，低頻率低強度電刺激腎交感神經(jīng)，在不改變腎小球濾過率的情況下，可增加近球小管和髓袢對Na+、CI-和水的重吸收。這種作用可被a1腎上腺素受體拮抗劑所阻斷。這些結(jié)果表明，腎交感神經(jīng)興奮時其末稍釋放去甲腎上腺素。作用于近球小管和髓袢細胞膜上的a1腎上腺素能受體，增加Na+、CI-和水的重吸收。抑制腎交感神經(jīng)活動則有相反的作用。（二）抗利尿激素抗利尿激素(antidiuretichormone,ADH)又稱血管升壓素(vasopressin,AVP),是由9個氨基酸殘基組成的小肽，它是下丘腦的視上核和室旁核的神經(jīng)元分泌的一種激素。它在細胞體中合成，經(jīng)下丘腦-垂體束

11、被運輸?shù)缴窠?jīng)垂體然后釋放出來。它的作用主要是提高遠曲小管和集合管上皮細胞對水的通透性，從而增加水的重吸收，使尿液濃縮，尿量減少(抗利尿)。此外，抗利尿激素也能增加髓祥升支粗段對NaCI的主動重吸收和內(nèi)髓部集合管對尿素的通透性，從而增加髓質(zhì)組織間液的溶質(zhì)濃度，提高髓質(zhì)組織間液的滲透濃度，有利于尿注濃縮(見尿液濃縮和稀釋)。抗利尿激素與遠曲小管和集合管上皮細胞管周膜上的V2受體結(jié)合后，激活膜內(nèi)的腺甘酸化酶,使上皮細胞中cAMP的生成增加；cAMP生成增加激活上皮細胞中的蛋白激酶，蛋白激酶的激活,使位于管腔膜附近的含有水通道的小泡鑲嵌在管腔膜上，增加管腔膜上的水通道，從而增加水的通透性。當抗利尿激素

12、缺乏時，管腔膜上的水通道可在細胞膜的衣被凹陷處集中，后者形成吞飲小泡進入胞漿，稱為內(nèi)移(internalization)。因此，管腔膜上的水通道消失，對水就不通透。這咱含水通道的小泡鑲嵌在管腔膜或從管腔膜進入細胞內(nèi)，就可調(diào)節(jié)管腔內(nèi)膜對水的通透性(圖8-19)?；鶄?cè)膜則對水可自由通過，因此，水通過管腔膜進入細胞后自由通過基側(cè)膜進入毛細血管而被重吸收。圖8-19抗利尿激素的作用機制示意圖調(diào)節(jié)抗利尿激素的主要因素是血漿晶體滲透壓和循環(huán)血量、動脈血壓。血漿晶體滲透壓的改變可明顯影響抗利尿激素的分泌。大量發(fā)汗。嚴重嘔吐或腹瀉等情況使機體失水時，血漿晶體滲透壓升高，可引起抗利尿激素分泌增多，使腎對水的重吸

13、收活動明顯增強，導致尿液濃縮和尿量減少。相反，大量飲清水后，尿液被稀釋，尿量增加，從而使機體內(nèi)多余的水排出體外。例如，正常人一次飲用100ml清水后，約過半小時，尿量就開始增加，到第一小時末,尿量可達最高值；隨后尿量減少，2-3小時后尿量恢復到原來水平。如果飲用的是等滲鹽水（0.9NaCI溶液），則排尿量不出現(xiàn)飲清水后那樣的變化（圖8-20）。這種大量飲用清水后引起尿量增多的現(xiàn)象，稱為水利尿，它是臨床上用來檢測腎稀釋能力的一種常用的試驗。循環(huán)血量的改變，能反射性地影響抗利尿激素的釋放。血量過多時，左心房被擴張，刺激了容量感受器，傳入沖動經(jīng)迷走神經(jīng)傳入中樞，抑制了下丘腦-垂體后葉系統(tǒng)釋放抗利尿激

14、素，從而引起利尿，由于排出了過剩的水分，正常血量因而得到恢復。血量減少時，發(fā)生相反的變化。動脈血壓升高，刺激頸動脈竇壓力感受器，可反射性地抑制抗利尿激素的釋放。止匕外，心房尿鈉肽可抑制抗利尿激素分泌，血管緊張素H則可刺激其分泌。時間方）圖8-20一次飲一升清水（實線）和飲一升等滲鹽水（0.9NaCI溶液）（虛線）后的利尿率箭頭表示飲水時間（三）腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)腎素主要是由近球小體中的顆粒細胞分泌的。它是一種蛋白水解酶，能催化血漿中的血管緊張素原使之生成血管緊張素壹1（十肽）。血液和組織中，特別是肺組織中有血管緊張素轉(zhuǎn)換酶，轉(zhuǎn)換酶可使血管緊張素i降解，生成血管緊張素n（八肽）。血管緊

15、張素n可刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶合成和分泌醛固酮。腎素的分泌受多方面因素的調(diào)節(jié)。目前認為，腎內(nèi)有兩種感受器與腎素分泌的調(diào)節(jié)有關。一是入球小動脈處的牽張感受器，另一是致密斑感受器。當動脈血壓下降，循環(huán)轎量減少時，腎內(nèi)入球小動脈的壓力也下降，血流量減少，于是對小動脈壁的牽張刺激減弱，這便激活了牽張感受器，腎素釋放量因此而增加；同時，由于入球小動脈的壓力降低和血流量減少，于是激活了致密斑感受器，腎素釋放量也可增加。據(jù)推想，在近球小體的顆粒細胞和致密斑之間有一種特殊的聯(lián)系。當兩者接觸增加時，腎素分泌便減少，而兩者接觸減少時，則腎素分泌增加。入球小動脈的壓力下降，血流量減少時，血管口徑縮小，于是顆粒細胞和致

16、密班的接觸減少，此時腎素分泌增加；當致密斑處Na+量和小管液量減少時，腎小管口徑縮小，兩者的接觸減少，腎素分泌增加。但這種推想尚缺乏實驗證據(jù)。此外，顆粒細胞受交感神經(jīng)支配，腎交感神經(jīng)興奮時（如循環(huán)血量減少）能引致腎素的釋放量增加。腎上腺素和去甲腎上腺素也可直接刺激顆粒細胞，促使腎素釋放增加。i.血管緊張素n對尿生成的調(diào)節(jié)包括：刺激醛固酮的合成和分泌；醛固酮可調(diào)節(jié)遠曲小管和集合管上皮細胞的Na+和K+轉(zhuǎn)運；可直接刺激近球小管對NaCI的重吸收，使尿中排出的NaCI減少；刺激垂體后葉釋放抗利尿激素，因而增加遠曲小管和集合管對水的重吸收，使尿量減少。2醛固酮對尿生成的調(diào)節(jié)醛固酮是腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌

17、的一種激素。它對腎的作用是促進遠曲小管和集合管的主細胞重吸收Na+,同時促進K+的排出，所以醛固酮有保Na+排K+作用。醛固酮進入遠曲小管和集合管的上皮細胞后，與胞漿受體結(jié)合，形成激素-受體復合物；后者通過核膜，與核中的DNA特異性結(jié)合位點相互作用，調(diào)節(jié)特異性mRNA轉(zhuǎn)錄，最后合成多種的醛固酮誘導蛋白（aldosterone-inducedprotein）。醛固酮誘導蛋白可能是：管腔膜的Na+通道蛋白，從而增加管腔的Na+通道數(shù)量；線粒體中合成的ATP的酶，增加ATP的生成，為上皮細胞活動（Na+泵）提供更多的能量；基側(cè)膜的Na+泵，增加Na+泵的活性，促進細胞內(nèi)的Na+泵回血液和K+進入細胞

18、，提高細胞內(nèi)的K+濃度，有利于K+分泌（圖8-21）；由于Na+重吸收增加，造成了小管腔內(nèi)的負電位，有利于K+的分泌和CI-的重吸收。結(jié)果，在醛固酮的作用下，遠曲小管和集合管對Na+和集合管對Na+的重吸收增強的同時，CI-和水的重吸收增加，導致細胞外液量增多；K+的分泌量增加。小營斷I業(yè)冠管踮麻一J廠毛割血替卡麟圖8-21醛固酮作用機制的示意圖醛固酮的分泌除了受血管緊張素調(diào)節(jié)外，血K+濃度升高和血Na+濃度降低，可直接刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶增加醛固酮的分泌，導致保Na+排K+,從而維持了血心和血Na+濃度的平衡；反之，血K+濃度降低，或血Na+濃度升高，則醛固酮分泌減少。醛固酮的分泌對血K+濃度升高十分敏感，血K+僅增加0.5-1.0mmol/L就能引起醛固酮分泌。而血Na+濃度必