1、肾脏主要生理功能一、尿液的生成 正常人两侧肾脏血流量每分钟 10001200ml ,其中血浆流量每分钟约600700ml。单位时间内肾小球滤过的血浆量称为肾小球滤过率,正常成人每分钟约12015ml。两侧肾脏每日从肾小球滤过的血浆总量达 150180 升。所滤过的这部分血浆称之为原尿。原尿流经肾小管及集合管,约 99被重吸收。因此排出体外的尿液一终尿仅有15001800ml 。机体在代谢过程中所产生的代谢产物,如尿素、肌酸、尿酸、肌酸以及一些酸性物质由肾小球滤过后通过肾小管排出体外。除了由肾小球滤过外,肾小管尚可直接分泌其些代谢产物,如肌酐、氢离子、钾离子等,以排出体外。但在排泄分泌的同时尚有
2、重吸收过程。如对葡萄糖、小分子蛋白质、氨基酸以及碳酸氢根能全部重吸收。二、调节酸碱平衡 人体在消化食物过程中及体内糖、脂肪、蛋白质代谢产物所产生大量酸性物质和少量碱性物质释放入血液,然后排出体外。其中以酸性物质为主要排泄物。酸性物质分挥发性酸和非挥发性酸,前者指碳酸、后者包括硫酸、磷酸、乳酸、丙酮酸等。肾脏调节酸碱平衡反应缓慢,但能充分调节血浆 pH 的变化,它的途径是通过以下方式完成:通过肾小管细胞对 NaHCO3 的重吸收,保留和维持体内必需的碱储备。肾小管细胞可制造 NH3,并不断扩散入肾小管腔内,与管腔内的强酸盐负离子(CI、SO4 2等)结合成 NH4CI 或(NH4)2SO4 等铵
3、盐随尿排出体外。肾小管所分泌的 H,可与滤液中 Na2HPO4 所离解的 Na进行交换,而使 NaHPO4 转变成 NaH2PO4 而排出体外,使之尿液酸化。三、肾脏内分泌功能 肾脏能产生某些激素类的生理活性物质,主要有肾素、缓激肽、前列腺素、促红细胞生成素 1.25 羟 D3 等。(一)肾素 95以上来自肾小球旁器,后者是肾素合成、贮存、释放场所。另有 25肾素来自致密斑、间质细胞和出球小动脉内皮细胞。它是一种蛋白水解酶,分子量为42000、可使肝脏产生的血管紧张素原的链肽水解,形成血管紧张素,再在肺组织转换酶作用下,转化为血管紧张素,经氨基肽酶水解,继续转化为血管紧张素。血管紧张素亦可由血
4、管紧张素经脱氨基酶、肺转换酶的作用而生成。该肾素血管紧张素系统的效应主要是调节循环血量、血压及水、电解质的平衡。肾素的分泌受交感神经、压力感受器和体内钠量的调节。肾小球旁器具有 、2 肾小腺素能受体。交感神经兴奋,末稍释放儿茶酚胺,通过 2 受体,激活腺苷酸环化酶,产生 CAMP,促使肾素分泌。肾小球旁器本身具有压力感受器,可感受肾小球小动脉内压力和血容量的变化;当全身有效循环血量减少,肾内灌注压降低,入球小动脉压力下降,则可刺激肾小球旁器的压力感受器,促使肾素分泌。致密斑则为肾内钠感受器,体钠量减少时,流经致密斑的钠通量减少,亦可刺激肾素分泌。关于致密斑钠通量对肾素分泌的影响,有不同看法,有
5、人认为决定肾素分泌不是致密斑钠通量,而是通过致密斑进入细胞内的钠量,如速尿,可抑制肾小管对钠的重吸收,流经致密斑的钠通量增加,但速尿可抑制钠进入细胞内,使细胞内钠量减少,促进肾素分泌。此外,肾素分泌尚可受血管紧张素、醛固酮和抗利尿激素水平的反馈调节。高血钙、高血镁、低血钾等亦可刺激肾素的分泌。(二)缓激肽释放酶激肽系统 缓激肽是多肽类组织激素。它是由激肽释放酶作用于血浆 2 球蛋白(激肽原)而生成。激肽释放酶 90来自近端小管细胞。肾脏中亦存在激肽酶,可使激肽失活,因此,激肽是一种起局部作用的组织激素。其主要作用:对抗血管紧张素及交感神经兴奋,使小动脉扩张。抑制抗利尿激素(ADH)对远端肾小管
6、的作用,促进水、钠排泄,从而能使血压降低。肾脏激肽释放酶的产生、分泌受细胞外液量、体钠量、醛固酮、肾血流量等因素调节,其中醛固酮最为主要,它可促进激肽分泌,低血钾可抑制醛固酮分泌,而减少激肽释放酶,高血钾则反之。(三)前列腺素 前列腺素(PG)是由 20 个碳原子组成的不饱和脂肪酸,称为前列腺烷酸,有一个环戊烷及二条脂肪酸,据其结构的不同,PG 有 A、E、F、H 等多种,肾小球主要产生 PGF1、PGE2。肾内 PG,主要起局部作用。PG 最终经肺、肝、肾皮质内 PG 分解酶(15 羟脱氢酶)灭活。PG 合成是由 PG 前体即花生四烯酸(在肾间质细胞内脂肪颗粒中),在 PG 合成酶作用下生成
7、 PG。PG 经环氧化酶及血栓素 A2 合成催化下可转变成 TXA2。PG具有很强的扩血管效应,对血压和体液调节起重要作用,亦可刺激环磷酸腺苷的形成,对抗 ADH,引起利钠排水,使动脉压下降, 但各种 PG 的生理效应有一定差异;PGF2 对血管舒张及利尿作用最强,PGA2 与 PGE2 相似,PGF1 具缩血管作用,PGI2(又称前列腺环素)与 TXA2 是相互对抗的物质。肾内 PG 分泌受许多因素影响,缓激肽可直接刺激肾髓质乳头间质胺、血管紧张素亦可促进 PG 分泌。PG 因具利钠排水、扩血管作用,在肾脏降压机制中占有关键性地位。临床上已有应用 PGA2、PGE2 治疗顽固性高血压、肾脏许
8、多疾病如Bartter/s 综合征,溶血性尿毒症综合征、肾功能衰竭、肾病综合征等,与肾内激肽一前列腺素系统失调有关。(四)促红细胞生成素(EPO)是一种调节红细胞生成的多肽类激素,分子量 60000 左右,90由肾脏产生,约 10在肝、脾等产生。肾脏毛细血管丛、肾小球旁器、肾皮质、髓质均能产生促红细胞因子作用于促红细胞生成素原的产物,它是一种糖蛋白、定向与红系祖细胞的特殊受体相结合,加速骨髓幼红细胞成熟、释放、并促使骨髓网织红细胞进入循环,使红细胞生成增加,目前已通过遗传学工程技术可重组人红细胞生成素(recombinant human erythopoietin,r-hu Epo),其作用与
9、 EPO 相同,可使慢性肾衰贫血逆转。 EPO 的合成与分泌主要受组织氧的供求比例来调节,减少氧供或增加组织需氧量,可激活肾脏腺苷酸环化酶,生成 CAMP,使非活性蛋白激酶活化而促进 EPO 的分泌。EPO 可通过反馈机制抑制 EPO 生成,保持机体红细胞维持在正常水平。由于肾脏有 EPO 的生成与调节的双重作用,一旦肾 EPO 分泌功能异常,将导致红细胞生成的异常。(五)1.25 羟 D31.25(OH ) 2D3 体内生成或摄入的维生素 D3 需经肝内 25羟化酶的催化,形成 25羟 D3,后者再经肾小管上皮细胞内线粒体中 1羟化酶的作用而形成具有高度生物活性的 1.25羟 D3。其主要生
10、理作用:促进肠道对钙、磷的吸收。1.25 羟 D3可经血液转运至小肠粘膜上皮细胞的胞浆内与受体蛋白结合,进入细胞核,促进 DNA 转录mRNA,促使细胞合成钙结合蛋白,1 分子钙结合蛋白可结合 4 分子钙离子,促进钙离子浓集、转运。磷在肠道的吸收是沿肠粘膜对 Ca运转后所形成的电化学梯度进行弥散的。促进骨中钙、磷吸收及骨盐沉积。1.25羟 D3 可促进破骨细胞的活动,增强甲状旁腺素对破骨细胞敏感性,促进骨溶解,钙从老骨中游离出;它又可促进软骨细胞的成熟与钙化,形成浓集钙质颗粒软骨细胞,促进新骨的钙化,使骨质不断更新。1.25羟 D3 受血钙、血磷的调节,并受甲状旁腺素和降钙素的控制。低血钙、低
11、血磷可促进 1.25 羟 D3 生成,反之则减少。甲状旁腺素可激活肾脏 1羟化酶,促进 1.25 羟 D3 生成,降钙素则抑制 1羟化酶,使 1.25 羟 D3 生成减少。当血钙降低,甲状旁腺素分泌增加。1羟化酶活性增强,促进 1.25 羟 D3 生成,使血钙升高;反之则血钙降低,从而维持了血钙相对恒定。1.25 羟D3 的生成还受自身反馈的调节。许多疾病可影响 1.25 羟 D3 生成,如慢性肾脏疾病,因肾器质性损害,1羟化酶生成障碍,使得 1.25 羟 D3 生成减少,可诱发肾性佝偻病、骨营养不良及骨质疏松症。(六)利钠激素的主要作用是抑制肾小管对钠的重吸收,其来源、性质未明。此外,胃泌素
12、、胰岛素、甲状旁腺素均经肾脏灭活,肾功不全,胃泌素灭活减少,胃泌素升高,可诱发消化性溃疡。肾脏生理功能目录1 肾脏的生理功能展开1 肾脏的生理功能1.1 1尿液的生成1.2 2.调节电解质及酸碱平衡1.3 3.内分泌功能1 肾脏的生理功能机体每天都进行着复杂的生物代谢,摄入外来物质,进行分解、合成代谢供机体所需。同时又必须将机体在新陈代谢中产生的各种代谢产物排出体外,而这些代谢产物和毒性物质的排泄主要是由肾脏完成的。肾脏的生理功能主要包括以下 3 方面:1.1 1尿液的生成正常人两侧肾脏的血流量占全身血流量的 1/4-1/5.单位时间内肾小球滤过的血浆量称为肾小球的率过滤,正常成人的肾小球率过
13、滤每分钟约为 120ml。两侧肾脏每日从肾小球虑过的血浆总量达 150-180L。所滤过的这部分血浆称之为原尿。原尿流经肾小管及集合管时,其中约 99%被重吸收。因此排除体外的原尿仅有 1500ml 左右。葡萄糖、氨基酸、维生素、多肽类物质和少量蛋白质,在近曲小管几乎被全部吸收,此外肾小管尚可直接排除某些药物及毒物。1.2 2.调节电解质及酸碱平衡人体在食物消化过程中及体内糖、脂肪和蛋白质代谢过程中所产生的大量酸性物质和少量碱性物质首先释放入血液,然后排出体外。其中以酸性物质为主要排除物质。肾小球滤液中含有多种电解质,当进入肾小管后,大部分钠、钾、钙、镁、碳酸氢、氯及磷酸根离子等被重吸收。按人
14、体的需要,由神经内分泌及体液因素调节器吸收量。肾脏调节酸碱平衡反应缓慢,但能充分调节血浆 PH 的变化。1.3 3.内分泌功能肾脏能产生某些激素类的生理活性物质,主要有血管活性物质,促红细胞生成素及1,25-二羟基维生素 D3 等。 血管活性物质包括肾素、缓激肽释放酶、激肽系统及前列腺素等。95%的肾素来自肾小球旁器,后者是合成、贮存、释放肾素的场所。肾素可转化为血管紧张素 I 、II 、III。90%激肽释放酶来自近端小管细胞,肾脏中亦存在激肽释放酶,可使激肽失活,因此激肽是一种起局部作用的组织激素。前列腺素(PG)具有很强的扩血管效应,对血压和体液的调节起重要作用,同时可引起利尿排钠,使动脉压下降。 促红细胞生成素(EPO)90% 的 EPO 由肾脏产生,约 10%在肝、脾等脏器产生。EPO 是一种糖蛋白,其定向与红系祖细胞的特殊受体结合,加速骨髓幼红细胞成熟、释放,并促使骨髓网织红细胞进入循环,使红细胞生成增加。 1,25-二羟基维生素 D3其主要生理作用为:促进肠道对钙磷的吸收;促进骨中钙磷吸收及骨盐沉积。同时肾脏可灭活胃泌素、胰岛素、甲状旁腺素等。肾功能不全,胃泌素灭火减少,胃泌素升高,可诱发消化性溃疡。