生理學(xué)/腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)
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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(duì)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(huì)妨礙腎小管特別是近球小管對(duì)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(xì)胞內(nèi)的Na+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(shí)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(dá)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(duì)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(dòng)而發(fā)生變化。腎小球?yàn)V過率增大,濾液中的Na+和水的總含量增加。近球小管對(duì)Na+和水的重吸收率也提高;反之,腎小球?yàn)V過率減小,濾液中的Na+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(yīng)地降低。實(shí)驗(yàn)說明,不論腎小于濾過率或增或減,近球小管是定比重吸收(constant fraction reabsorption)的,即近球小管的重吸收率始終占腎小球?yàn)V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(glomerulotubular balance)。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(dòng)。例如,在正常情況下,腎小球?yàn)V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(yuǎn)側(cè)部分的量為37.5ml/min。如果濾過率增加到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(yuǎn)側(cè)部分的量為45ml/min。這幾個(gè)數(shù)字表明,此時(shí)濾過率雖然增加了25ml/min,但流到腎小管遠(yuǎn)見側(cè)部分的量?jī)H增加7.5ml/min。而且在這種情況下,遠(yuǎn)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(yuǎn)側(cè)部分的量為30ml/min。此時(shí)的濾過率雖然減少了25ml/min,但流到腎小管遠(yuǎn)側(cè)部分的量?jī)H減少了7.5ml/min;而且在這種情況下遠(yuǎn)側(cè)部分的重吸收也要減少,因此尿量的變化仍然不大。近球小管對(duì)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(duì)Na+重吸收的總量是固定不變的話,根據(jù)測(cè)算,腎小球?yàn)V過率僅增加2ml/min,Na+的排出量就會(huì)比原來的增加約2倍;腎小球?yàn)V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(jī)制與管周毛細(xì)血管血壓和膠體滲透壓改變有關(guān)。比如,在腎血流量不變的前提下,當(dāng)腎小球?yàn)V過率增加時(shí),進(jìn)入近球小管旁毛細(xì)血管的血液量就會(huì)減少,,血漿蛋白的濃度相對(duì)地增高,此時(shí)毛細(xì)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(jìn)入毛細(xì)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(xì)胞間隙內(nèi)的Na+和水加速通過基膜而進(jìn)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(dǎo)致Na+和水重吸收量增加。這樣,重吸收仍可達(dá)到腎小球?yàn)V過率的65%-70%。腎小球?yàn)V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(shí),近球小管重吸收率減少,而腎小球?yàn)V過率不受影響,這時(shí)重吸收百分率就會(huì)小于65%-70%,尿量和尿中的NaCI排出量明顯增多。
目前認(rèn)為球-管平衡障礙與臨床上見到的某些水腫的形成機(jī)制有關(guān)。例如在充血性心力衰竭時(shí),腎灌注壓和血流量可明顯下降。但由于出球小動(dòng)脈發(fā)生代償性收縮,所以腎小球?yàn)V過率仍能保持水平。因此濾過分?jǐn)?shù)將變大。此時(shí)近球小管旁毛細(xì)血管血壓下降而血漿膠體滲透壓增高。如上所述,這將導(dǎo)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(xì)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?yàn)V過率自身調(diào)節(jié)的重要機(jī)制之一。當(dāng)腎血流量和腎小球?yàn)V過率增加時(shí),到達(dá)遠(yuǎn)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?yàn)V過率恢復(fù)至正常。相反,腎血流量和腎小球?yàn)V過率減少時(shí),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?yàn)V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?yàn)V過率的現(xiàn)象稱為管-球反饋(tubuloglomerular feed back)。有人認(rèn)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(dòng)脈和出球小動(dòng)脈相鄰。致密斑發(fā)出的信息通過某種途徑影響入球小動(dòng)脈的口徑,從而影響腎血流量和腎小球?yàn)V過率。當(dāng)腎血流量增加時(shí),腎小球?yàn)V過率也增加,流經(jīng)遠(yuǎn)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(xì)胞釋放腎素,導(dǎo)致局部生成血管緊張素Ⅱ,血管緊張素Ⅱ引起入球小動(dòng)脈收縮,口徑縮小,阻力增加,從而使腎血流量和腎小球?yàn)V過率恢復(fù)至原來水平。相反,當(dāng)腎血流量減少時(shí),腎小球?yàn)V過率下降,流經(jīng)遠(yuǎn)曲小管的小管液流量減少,顆粒細(xì)胞釋放腎素減少,血管緊張至少Ⅱ生成減少,入球小動(dòng)脈收縮變?nèi)酰趶阶兇郑枇p少,腎血流量恢復(fù)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。
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