肾脏生理中有四个“二”,即二毛细、二球管、二激素、二利尿。我们刚开始学习肾脏的时候就会遇到两个很重要的概念—水利尿与渗透利尿。利尿的本质就是阻碍了水的重吸收。而水重吸收的根本在于皮质到髓质的渗透浓度梯度1、2、3、4,即从皮质到髓质的过程中水重吸收的能力越来越强。
“二利尿”
渗透利尿机制是增加小管液的离子浓度,使小管液与组织液之间的渗透压差值减小,从而降低了肾小管的重吸收作用而利尿,如呋塞米作用于钠钾二氯同向转运体,使钠钾氯离子不能重吸收,留在小管液中,最后随着尿液排出体外。水利尿机制是降低了组织液的晶体渗透压,饮入大量水水,使组织液晶体渗透压降低,而小管液渗透压不变,也是降低了渗透压差值,使集合管对水的重吸收降低而利尿。从渗透利尿与水利尿的机制我们真正的了解了关于驱动力与通透性的问题。渗透利尿是水流向高渗的小管液,水利尿是水通道蛋白的开放。
“二球管”
球管平衡与管球反馈。球管平衡就是在近端小管盐与水的吸收是不变的永远是65%—70%,由于钠泵工作将上皮细胞内的钠离子泵出,造成胞内带一个负电荷,钠离子浓度的降低,从而促进了小管液的钠离子重吸收。有钠氢交换体和钠葡萄糖或氨基酸转运体,钠离子进入胞内也带着葡萄糖和氨基酸进入了细胞。这部分钠离子重吸收俨然是一个主动的过程,当然也有被动的过程,当氯离子从细胞旁途径进入到组织液中时,由于小管液留下了大量的氯离子造成小管液氯离子浓度升高,氯离子顺着浓度差进入了组织液,组织液就带了负电荷,也就吸引着钠离子进入了组织液。多少钠离子进入到细胞和组织液也就有多少比例的水进入到细胞和组织液,这就是定比重吸收。
管球反馈说的是,小管液中的钠离子浓度会刺激致密斑,小管液钠离子减少就会刺激球旁细胞分泌肾素,肾素的分泌会使血管紧张素的生成增加,血管紧张素又会刺激醛固酮的分泌。醛固酮作用于远端小管和集合管对主细胞钠通道,进而发挥保钠、保水、排钾的作用。这就是著名的RAS系统。这一现象的生理意义是能够更好的保护机体。当血容量减少时,流经小管液的钠离子就会减少,从而使醛固酮增多,保钠保水。渗透压降低也会使醛固酮增多。醛固酮刺激因素主要有高钠,低钾,血容量降低,渗透压降低等(钾离子更敏感)。
“二激素”
在内科有一种疾病,Liddle综合征又叫假性醛固酮综合征,是一种常染色体遗传病,这种疾病会使醛固酮依赖的钠通道大量生成并开放,使体内钠离子与水大量重吸收,使机体水钠潴留。由于钠离子重吸收增多,钾离子分泌也增多,导致低血钾。这种现象会反射的引起醛固酮分泌减少。而醛固酮分泌增多会使醛固酮依赖的钠通道(化学通道)大量开放,导致钠离子重吸收增多,钾离子分泌增多,引发高血压与低钾血症。同样都是高血压低血钾,醛固酮的分泌却截然不同。肾脏这章还有一个激素与醛固酮平分秋色—那就是抗利尿激素ADH,也叫血管升压素VP。这种激素由下丘脑视上核室旁核分泌储存于神经垂体中,作用于远端小管和集合管的二型水通道蛋白。当机体渗透压升高与血容量降低时可促进分泌。生理情况下,ADH对晶体渗透压的改变非常敏感,晶体渗透压稍微改变,ADH就改变,但最多不会超过10倍。而病理情况下,血容量减少25%,VP就会增高30倍以上。可见抗利尿激素对于晶体渗透压与血容量的调节截然不同,生理是敏感高,病理是强度大。当水通道蛋白受体出现病变或机体不能分泌ADH时,水无法被重吸收而引发尿崩症。
“二毛细”
肾脏与其他器官最大的不同在于结构不同,肾脏有两套毛细血管,一套管滤过,一套管吸收。给滤过和重吸收各举一个例子。反映滤过问题的一个比较好的例子:肾炎性水肿,机制是肾小球由于出现炎症,被炎性物质压迫导致滤过作用下降,钠,氯等离子不能被滤过,而致密斑感受的是小管液的钠离子浓度,钠离子浓度降低将会刺激球旁细胞使肾素分泌增加,作用于入球小动脉,使其收缩,肾小球滤过作用进一步降低,形成一个正反馈,久而久之,血液中存在大量的钠离子,从而出现了高血压水肿等疾病。需要注意的是血管紧张素2的含量对血管产生的作用也不相同,肾素分泌可促进血管紧张素2的生成,由于出球小动脉对血管紧张素2的敏感性大于入球小动脉,故少量的血管紧张素2促进出球小动脉收缩,当肾血流量减少时,肾小球毛细血管压却升高,整体的肾小球滤过率不变。而大量的血管紧张素2可强烈刺激入球小动脉血管,其分泌增多时肾小球滤过率降低。滤过问题最好的例子就是尿素氮的重吸收。为什么肾性肾衰患者,其血尿素氮与血肌酐比值<10:1(肾小管坏死),而肾前性肾衰比值>20:1。正常尿素与肌酐可以被肾小球滤过在血浆的正常比值大约是10~15:1,由于尿素在肾小管会有一半的量被重吸收,所以是滤过多少,就会重吸收一半,排出一半。而肌酐是滤多少排多少,肾小管不会对肌酐重吸收。当肾小管出现问题时,尿素不能被肾小管重吸收,导致血液中尿素含量降低,而肌酐不影响,所以血尿素氮与血肌酐比值<10:1。肾前性肾衰是肾小球滤过出现问题,肾前肾衰体内会代偿性的使蛋白质分解增多,导致尿素氮增加,所以血尿素氮与血肌酐比值会>20:1。这在生理有个熟悉的名字叫血浆清除率,肌酐菊粉只滤过不吸收,尿素既滤过也重吸收。
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