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腎小球(glomerulus)是血液過濾器,腎小球毛細血管壁構成過濾膜。循環血液經過腎小球毛細血管時,血漿中的水和小分子溶質,包括少量分子量較小的血漿蛋白,可以濾入腎小囊的囊腔而形成濾過液,用微穿刺法實驗證明,腎小球的濾過液就是血漿中的超濾液。
基本簡介
[[]]過濾膜 腎小球過濾膜從內到外有三層結構: 內層為內皮細胞層(厚約40nm),為附着在腎小球基底膜內的扁平細胞,上有無數孔徑大小不等的小孔,小孔有一層極薄的隔膜; 中層為腎小球基膜(厚約240-370nm),電鏡下從內到外分為三層,即內疏鬆層、緻密層及外疏鬆層,為控制濾過分子大小的主要部分,是機械屏障的主要部分; 外層為上皮細胞層(厚約40nm),上皮細胞又稱足細胞,其不規則突起稱足突,其間有許多狹小間隙,血液經濾膜過濾後,濾液入腎小球囊。在正常情況下,血液中絕大部分蛋白質不能濾過而保留於血液中,僅小分子物質如尿素、葡萄糖、電解質及某些小分子蛋白能濾過。 繫膜 繫膜由繫膜細胞及繫膜基質組成,為腎小球毛細血管叢小葉間的軸心組織,並與毛細血管的內皮直接相鄰,起到腎小球內毛細血管間的支持作用。繫膜細胞有多種功能,該細胞中存在收縮性纖維絲,通過刺激纖維絲收縮,調節腎小球毛細血管表面積,從而對腎小球血流量有所控制。繫膜細胞能維護鄰近基膜及對腎小球毛細血管起支架作用。在某些中毒及疾病發生時,該細胞可溶解,腎小球結構即被破壞,功能也喪失。繫膜細胞有吞噬及清除異物的能力,如免疫複合物、異常蛋白質及其他顆粒。
濾過功能
微穿刺法是利用顯微操縱儀將外徑6-10μm的微細玻璃插入腎小體的囊腔中。在與囊腔相接部位的近球小管內,注入石蠟油防止起濾液進入腎小管。用微細玻璃管直接抽到囊腔中的液體進行微量化學分析(圖8-2)。分析表明,除了蛋白質含量甚少之外,各種晶體物質如葡萄糖、氯化物、無機磷酸鹽、尿素、尿酸和肌酐等的濃度都與血漿中的非常接近,而且滲透壓及酸鹼度也與血漿的相似,由此證明囊內液確是血漿的超濾液。 單位時間內(每分鐘)兩腎生成的超濾液量稱為腎小球濾過率(glomerularfiltrationrate,GFR)。據測定,體表面積為1.73m2的個體,其腎小球濾過率為125ml/min左右。照此計算,兩側腎每一晝夜從腎小球濾出的血漿總量將高達180L。此值約為體重的3倍。腎小球濾過率和腎血漿流量的比例稱為濾過分數(filtrationfraction)。經測算,腎血漿流量為660ml/min,所以濾過分數為:125/660×100=19%。濾過分數表明,流經腎的血漿約有1/5從腎小球過濾到囊腔中。腎小球濾過率大小決定於濾過係數(KFR)[1]
影響因素
濾過膜的通透性和濾過面積的改變對腎小球濾過功能的影響前已述。下面進一步分析腎小球毛細血管血壓、血漿膠體滲透壓、囊內壓和腎血漿流量變化對腎小球濾過功能的影響。 血管血壓 全身動脈血壓如有改變,理應影響腎小球毛細血管的血壓。由於腎血流量具有自身調節機制,動脈血壓變動於10.7~24kPa(80-180mmHg)範圍內時,腎小球毛細血管血壓維持穩定,從而使腎小球濾過率基本保持不變。但當動脈血壓降到10.7kPa(80mmHg)以下時,腎小球毛細血管將相應下降,於是有效濾過壓降低,腎小球濾過率也減少。當動脈血壓降到5.3-6.7kPa(40-50mmHg)以下時,腎小球濾過率將降低到零,因而無尿。在高血壓病晚期,入球小動脈由於硬化而縮小,腎小球毛細血管血壓可明顯降低,於是腎小球濾過率減少而導致少尿。 囊內壓 在正常情況下,腎小囊內壓是比較穩定的。腎盂或輸尿管結石、腫瘤壓迫或其他原因引起的輸尿管阻塞,都可使腎盂內壓顯著升高。此時囊內壓也將升高,致使有效濾過壓降低,腎小球濾過率因此而減少。有些藥物如果濃度太高,可在腎小管液的酸性班幹部析出結晶;某些疾病時溶血過多,血紅蛋白過可堵塞腎小管,這些情況也會導致囊內壓升高而影響腎小球濾過。 血漿膠體滲透壓
人體血漿膠滲透壓在正常情況下不會有很大變動。但若全身血漿蛋白的濃度明顯降低時,血漿膠體滲透壓也將降低。此時有效濾過壓將升高,腎小球濾過率也隨之增加。例如由靜脈快速注入生理鹽水時,腎小球濾過率將增加,其原因之一可能是血漿膠體滲透壓的降低。 腎血漿流量 腎血漿流量對腎小球濾過率有很大影響,主要影響濾過平衡的位置。如果腎血漿流量加大,腎小球毛細血管內血漿膠體滲透壓的上升速度減慢,濾過平衡就靠近出球小動脈端,有效濾過壓和濾過面積就增加,腎小球濾過率將隨之增加。如果腎血流量進一步增加,血漿膠體滲透壓上升速度就進一步減慢,腎小球毛細血管的全長都達不到濾過平衡,全長都有濾過,腎小球濾過率就進一步增加。相反,腎血漿流量減少時,血漿膠體滲透壓的上升速度加快,濾過平衡就靠近入球小動脈端,有效濾過壓和濾過面積就減少,腎小球濾過率將減少。在嚴重缺氧、中毒性休克等病理情況下,由於交感神經興奮,腎血流量和腎血漿流量將顯著減少,腎小球濾過率也因而顯著減少。[2]
濾過率
腎小球濾過率是指單位時間內兩腎生成濾液的量,正常成人為125ml/min左右。腎小球濾過率與腎血漿流量的比值稱為濾過分數。每分鐘腎血漿流量約660ml,故濾過分數為125/660×100%≈19%。這一結果表明,流經腎的血漿約有1/5由腎小球濾入囊腔生成原尿。腎小球濾過率和濾過分數是衡量腎功能的指標。 指標 成人每晝夜生成的原尿量可達180L,但每日排出的終尿量僅1~2L,可見原尿經過腎小管和集合管時,約有99%的水分被重吸收回血液。再從成分比較,終尿與原尿也有很大差別,例如原尿含葡萄糖,終尿無;而終尿所含肌酐、氨又比原尿多。說明原尿尚須通過腎小管和集合管的作用,才能生成終尿。