肾的血液循环
肾的血液供应很丰富,正常成年人安静时每分钟约有1 200ml血液流过双肾.人两肾的重量约300g,仅占体重的0.5%,但其供血量却相当于心排血量的20%～25%.其中约94%的血液供应肾皮质层,约5%供应外髓,其余不到1%供应内髓.通常所说的肾血流量主要指肾皮质血流量.同时,肾的血流速率很快,远大于血供丰富的其他器官(如心脏、肝和脑等),大约是每100克肾组织400ml/min,这种高速率的血流有利于尿的生成.
一、肾的血液供应
(一)肾的血管支配
肾的血液供应要通过两次毛细血管网.肾动脉由腹主动脉垂直分出,其分支经叶间动脉→弓形动脉→小叶间动脉→入球小动脉.每支入球小动脉进入肾小体后,又分支成肾小球毛细血管网,后者汇集成出球小动脉而离开肾小体.出球小动脉再次分支形成毛细血管网,缠绕于肾小管和集合管的周围,称为小管周围毛细血管,然后才汇合成静脉,流经小叶间静脉→弓形静脉→叶间静脉→肾静脉.
(二)肾内微循环的组成与功能
1.肾小球微循环 肾小球微循环由入球小动脉、肾小球毛细血管网及出球小动脉组成.入球小动脉与出球小动脉在结构和分支模式上有明显差异,入球小动脉在其进入肾小球丛之前,内弹力层和平滑肌细胞层就比较松弛,平滑肌细胞被颗粒细胞取代,并与球外系膜紧密接触.入球小动脉一进入肾小球丛,即分支并分布于肾小球丛的表面,其初级分支管腔较大,并具有肾小球毛细血管的特征,包括有孔的内皮、特征性的肾小球基底膜及上皮足状突起.而出球小动脉则起源于肾小球丛的深部,由肾小球毛细血管汇聚而成,其内皮细胞向腔内凸起,导致内径减小.
肾小球毛细血管内血压较高,原因在于肾动脉直接发自腹主动脉,而且皮质肾单位入球小动脉的口径比出球小动脉的约粗1倍,因此,肾小球毛细血管有利于肾小球的滤过.
2.肾皮质球后微循环 出球后血管在肾皮质区的分布模式,通常用血管内注射硅胶后,对肾进行显微镜观察,新近通过微CT技术,不需肾切片即可对注射的肾微血管进行观察.现已发现,出球小动脉及由此分支而成的小管周围毛细血管的形式,在肾皮质的不同区域明显不同,如肾皮质表层的出球小动脉,分支成的高密度毛细血管网,包绕在起源于肾表层肾小球的近曲小管周围,这对皮质肾单位近端小管对水和电解质的重吸收是非常重要的.与之不同的是,起源于近髓肾小球的出球小动脉,延伸到髓质,并产生了髓质微循环模式:在外髓是互相缠绕的毛细血管网,在内髓是长而不分支的直小血管,这与尿液的浓缩功能有关.
因此,由于球后微循环中的小管周围毛细血管是第二次分出的毛细血管,从能量角度看,之前已消耗许多能量,因而血压较低,对肾小管的重吸收是必要的.
3.肾髓质微循环 通常以叶间动脉分支成弓形动脉或弓形动脉本身的分支点作为肾皮质与髓质的分界.对肾髓质微循环的研究,主要集中于由下降和上升的直小血管所形成的逆流机制,这主要是内髓的结构特征.另外,以髓襻升支粗段的起点为界区分内髓和外髓,其中外髓中除髓襻升支粗段外,还有近端小管降直段、髓襻降支细段和集合管.外髓又包含两种不同形态结构的外带和内带,内带是指髓襻升支粗段与降支细段重合的部分.这些不同形态结构的髓质区域,是由不同的血管系统供血的.总体而言,髓质的血液供应来源于近髓肾小球的出球小动脉,这些肾小球的数量占肾小球总数的7%～18%.
二、肾血流量
(一)测量技术
1.清除率方法 清除率(clearance,C)是指两肾在单位时间(min)内能将多少毫升(ml)血浆中所含的某一物质完全清除,这个被完全清除了某物质的血浆的毫升(ml)数就称为该物质的清除率.设尿中某物质的浓度为U(mg/100ml),每分钟尿量为V(ml/min),血浆中某物质的浓度为P(mg/100ml),且尿中该物质均来自血浆,故有U.V=P.C,亦即:
C=U.V/P
根据上式就可计算出各种物质的清除率.例如,在正常情况下,葡萄糖的清除率为0,因为尿中不含葡萄糖;而尿素则为70ml/min.因此,清除率不仅反映肾对不同物质的清除能力,也可了解肾对各种物质的排泄功能.(https://www.daowen.com)
2.其他方法 可以更精确测量肾血浆流量的方法有以下几种.
(1)标记物稀释法:即直接测定恒速输注到肾动脉的标记物在肾静脉的稀释情况,以计算肾血浆流量的方法.即肾血浆流量=I/(Vi-Ai),其中I为标记物的恒速输注速率(mg/min),Vi为肾静脉血中标记物的浓度(mg/ml),Ai为输注点上游肾动脉血中标记物的浓度(mg/ml).
(2)放射性示踪剂的摄取、转运时间和清除动力学分析法:如放射性的微球、K+、Rb+、碘安替比林、Kr、Xe等.
(3)定量成像法:如CT和MRI等.
(4)动物实验中还有电磁流量计法.
(二)肾总血流量的估计
通常女性较男性稍低,如早期用清除率估计的结果是:1.73m2体表面积的女性为(982±184)ml/min(均数±标准差),男性为(1 209±256)ml/min.后来用其他方法测定的肾血浆流量为女性(592±153)ml/(min.1.73m2),男性(654±163)ml/(min.1.73m2).6个月到1岁的幼儿的肾血浆流量大约为成年人的50%,随后逐渐增加,到3岁时达到成年人水平.30岁以后又逐渐降低,90岁时只有20岁的50%.
若按每克肾的血流量计算,不同种属间的肾总血流量是可比的,如男性和女性的人双侧肾平均重量为290g和248g,平均肾总血流量为4ml/(min.g),在人体实际测量值为4.6ml/(min.g).清醒犬的肾血流量为3～4ml/(min.g),而未麻醉的大鼠平均在5ml/(min.g)左右.
三、肾血流量的调节
(一)自身调节
在没有外来神经支配的情况下,动脉血压在80～180mmHg(10.7～24kPa)变动时,肾血流量能保持不变的现象称为肾血流量的自身调节.由于在离体肾、去除神经支配肾,这种现象均存在,说明是一种自身调节.一般认为自身调节只涉及肾皮质的血流.在不同动物,这种自身调节的能力有所不同,如麻醉犬的能力较大鼠强.
有关肾血流量自身调节的机制,有肌源学说和管-球反馈两种可能的解释.肌源学说认为,当肾灌注压在一定范围内增高时,血管平滑肌因灌注压增高而受到牵张刺激,由于血管平滑肌本身的特性,可使平滑肌的紧张性升高,血管口径相应地缩小,血流的阻力便相应地增大,故可保持肾血流量稳定,因此用罂粟碱、水合氯醛或氰化钠等抑制血管平滑肌的活动,自身调节便消失.管-球反馈是指肾血流量和肾小球滤过率(glomerulaR filtration rate,GFR)增加时,到达远曲小管致密斑的小管液的血流量增加,致密斑将此信息反馈至肾小球,使肾血流量和GFR恢复至正常.
(二)肾血流量的神经和体液调节
支配肾的神经主要是肾神经,属于交感神经系统,作用为缩血管.另有一些来自迷走神经的纤维进入肾,但对尿生成的作用尚未肯定.在剧烈的肌肉运动等引起交感神经活动增强时,肾皮质血管收缩导致肾血流量减少,进而与全身血液重分配的需要相适应.另一方面,在大出血、中毒性休克、缺氧等情况下,由于交感神经兴奋导致肾皮质血管收缩而肾血流量减少,以维持心、脑等重要器官的血液供应.
影响肾血流量的体液因素包括使肾血管收缩和舒张两类,前者有肾上腺素与去甲肾上腺素、血管升压素和血管紧张素、内皮细胞释放的内皮素等,而内皮细胞释放的一氧化氮和前列腺环素则可使肾血管扩张.