肾的基本功能
一、肾的排泄功能
(一)概述
机体在物质和能量代谢过程中会不断地产生代谢终产物,同时体内还有摄入过多的或不需要的物质,如异物和药物代谢产物等,都必须及时地从血液中排到体外,即为排泄,这是维持内环境相对稳定的重要环节.由于肾通过产生尿液的方式进行排泄,不仅排出的物质种类最多,排出的量也很大,是机体最重要的排泄途径,因此肾也是维持机体内环境稳态的最重要的器官之一.
肾的尿生成功能,包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌3个基本过程.血浆经过肾小球的滤过而产生原尿,经过肾小管和集合管的重吸收及分泌、浓缩和稀释而产生终尿,经乳头管、肾盏进入肾盂.由于压力差以及肾盂的收缩,尿液被送入输尿管,再通过输尿管的周期性蠕动而被输送到膀胱.尿液在膀胱内储存并达到一定量时,通过引起反射性排尿动作,将尿液经尿道排放至体外.
膀胱排尿是一种反射活动.当膀胱内尿量充盈到一定程度时(400～500ml),膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋,冲动沿盆神经传到骶髓的排尿反射初级中枢,同时到达脑干和大脑皮质的排尿反射高级中枢,并产生尿意.排尿反射进行时,冲动沿盆神经传出引起逼尿肌收缩、尿道内括约肌松弛,于是尿液进入后尿道.这时尿液又刺激尿道的感受器,冲动沿阴部神经再次传到骶髓排尿中枢,进一步加强其活动,使尿道外括约肌开放,于是尿液被强大的膀胱内压(可高达14.7kPa,即150cmH2O)驱出.尿液对尿道的刺激可进一步反射性地加强排尿中枢活动,呈正反馈,使排尿反射一再加强,直至膀胱内的尿液排完为止.大脑皮质等排尿反射高级中枢能对脊髓初级中枢施加易化或抑制性的影响,以控制排尿反射活动.
排尿或储尿发生障碍即出现排尿异常.临床上常见的有尿频、尿潴留和尿失禁.排尿次数过多者称为尿频,常常是由于膀胱炎症或机械性刺激(如膀胱结石)引起的.膀胱中尿液充盈过多而不能排出者称为尿潴留,多半是由于腰骶部脊髓损伤使排尿反射初级中枢的活动发生障碍所致,但尿流受阻也能造成尿潴留.当脊髓受损以致初级中枢与大脑皮质失去功能联系,失去对排尿的意识控制时,可出现尿失禁.
(二)排出代谢终产物
肾通过尿的生成和排出,可排出机体在代谢过程中产生的大部分代谢终产物以及进入体内的异物.尿中含水95%～97%,固体物质为3%～5%.固体物质中的有机物主要是尿素,还有肌酐、马尿酸、尿胆素等,无机物主要是NaCl,还有硫酸盐、磷酸盐、钾和铵等盐类.其中尿素、尿酸、肌酐和其他含氮物质是蛋白质、核酸的代谢终产物,必须从肾排泄.非挥发性酸如硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐等则是蛋白质和脂肪代谢后产生的,也必须从尿液中排出.另外,各种电解质、水等,以及机体摄入和机体代谢产生的许多非含氮物质,绝大部分也须经肾排泄.
(三)调节水平衡和渗透压
尿量的多少取决于机体的摄水量和其他途径的排出量,摄水多或其他途径排出少则尿量多,反之则少,如机体缺水时,尿量可降至350～400ml/d.异常情况下,每天尿量长期在2 500ml以上称为多尿,在100～150ml为少尿,少于100ml则为无尿.(https://www.daowen.com)
肾通过对尿量的调节,进而调节了机体的水平衡,使机体在饮水过多或过少时,能维持体内水分的正常.而肾调节水平衡的功能,更重要的是调节了细胞外液的量和渗透压,使得机体在正常情况下能维持细胞外液渗透压的相对稳定.调节尿量最重要的激素是抗利尿激素(ADH).
(四)调节电解质平衡
体内电解质浓度的相对稳定是保持内环境稳态的重要因素之一.肾在醛固酮等激素的调控下,通过多种方式对体内电解质浓度进行调节.首先是肾通过调节水的排泄量来调节电解质浓度,即改变溶剂的量来改变溶液的浓度.其次是通过改变肾小球滤过和肾小管的重吸收来调节电解质的排泄量,使体内电解质量保持相对恒定.另外,远端小管还可通过调节K+的分泌,近端小管还可通过调节磷的重吸收来调节相应的电解质浓度.
(五)调节酸碱平衡
正常尿液的pH受食物的影响可在4.5～8.0变动,如荤素杂食者尿液呈酸性,系由于蛋白质分解产生硫酸盐、磷酸盐从尿排出所致,而素食者尿液呈碱性,是由于植物所含酒石酸、苹果酸、枸橼酸等均可在体内氧化,尿中的酸性产物减少而致.
机体代谢过程中不断地产生酸性代谢产物,其中挥发性酸可从肺排出,而非挥发性酸则几乎全部从肾排出.另外,近端小管在排酸的过程中,还可重吸收HCO-3,用于缓冲酸性物质;远端小管还可分泌H+而排酸.若体内碱性物质过多时,肾同样可以通过减弱上述过程而促进碱的排出,进而维持体内的酸碱平衡.
二、肾的内分泌功能
肾除了产生尿液进行排泄的功能外,还能产生多种生物活性物质,如肾素、促红细胞生成素、前列腺素等,故肾又是一个具有重要内分泌功能的器官.
肾素是由球旁器中的球旁细胞合成和分泌的一种酸性蛋白酶,进入血液后,主要通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统发挥调节作用,可对小血管的口径、血量、血Na+和K+等进行调节.促红细胞生成素(EPO)是由肾皮质管周细胞(如成纤维细胞、内皮细胞等)产生的一种分子量为34kDa的糖蛋白,其编码基因定位于7号染色体上,主要通过促进晚期红系祖细胞增殖和分化,而刺激骨髓产生红细胞.前列腺素(PG)是一簇二十碳不饱和脂肪酸,能增加肾血流量特别是肾皮质血流量,并可降低全身血压.肾的近端小管还有1α-羟化酶和24羟化酶,可将经肝羟化过的25-(OH)D3进一步趋化为高生物活性的1,25-(OH)2D3及低生物活性的24,25-(OH)2D3,主要是调节Ca2+的代谢.
另外,肾细胞还具有自分泌、旁分泌功能,能产生细胞因子及其他内源性活性物质等.