二、尿生成的调节
尿的生成有赖于肾小球的滤过作用和肾小管、集合管的重吸收和分泌作用。因此,机体对尿生成的调节也就是通过对滤过作用和重吸收、分泌作用的调节来实现的。肾小球滤过作用的调节在前文已述,下面主要论述肾小管、集合管的重吸收和分泌的调节。肾小管和集合管功能的调节包括肾的自身调节和神经、体液调节。
(一)肾的自身调节
肾的自身调节包括小管液中溶质浓度的影响、球-管平衡等。
1.小管液中溶质的浓度 小管液中溶质所呈现的渗透压,是对抗肾小管和集合管重吸收水分的力量。而小管液溶质的浓度决定着小管液渗透压的高低,因此小管液中溶质的浓度是影响肾小管对水重吸收的重要因素。由于小管液溶质的浓度增大,渗透压增高,妨碍了肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量增多的现象,称渗透性利尿。糖尿病患者,由于血糖浓度升高,超过肾糖阈,小管液中的葡萄糖不能被完全重吸收,使一部分葡萄糖滞留在肾小管内,造成小管液葡萄糖浓度增大,渗透压升高,水重吸收减少,于是尿量增加并出现糖尿。因此,临床上给某些水肿患者使用可被肾小球滤过而不被肾小管和集合管重吸收的物质如甘露醇和山梨醇等,以提高小管液中溶质的浓度,使小管液的渗透压增加,从而减少水分的重吸收,使尿量增加,以达到利尿消肿的目的。
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球-管平衡与水肿
目前认为球-管平衡障碍与临床上见到的某些水肿的形成机制有关。例如,充血性心力衰竭时,肾灌注压和血流量可明显下降,但由于出球小动脉发生代偿性收缩,所以肾小球滤过率仍能保持正常水平。因此滤过分数将变大。此时近端小管旁毛细血管血压下降而血浆胶体渗透压增高。如上所述,这将导致钠和水的重吸收增加,重吸收百分率将超过65%~70%。于是,因体内钠盐潴留和细胞外液量增多而发生水肿。
2.球-管平衡 近端小管对溶质(特别是Na+)和水的重吸收量是随着肾小球滤过率的变化而发生相应改变的。实验说明,不论肾小球滤过率或增或减,近端小管是定比重吸收的,即近端小管的重吸收率始终占肾小球滤过率的65%~70%(即重吸收百分率为65%~70%),这种现象称球-管平衡。球-管平衡的生理意义在于使尿中排出的溶质和水不会因肾小管滤过率的增减而出现大幅度的变动。
(二)神经调节
肾受交感神经支配,其节后纤维末梢释放去甲肾上腺素,不仅支配肾血管,还支配肾小管上皮细胞和球旁复合体。当肾交感神经兴奋时,通过以下方式影响肾的功能:①通过作用于血管上的α肾上腺素能受体,引起肾血管收缩,减少血流量。由于入球小动脉的收缩更为明显,导致肾小球毛细血管血浆流量减少、血压下降,肾小球滤过率下降。②可激活β肾上腺素能受体,使球旁细胞肾素分泌增加,进而通过血管紧张素Ⅱ和醛固酮使肾小管对NaCl和水的重吸收增加(见下文)。③可刺激近端小管和髓襻对Na+、Cl-和水的重吸收。
(三)体液调节
1.抗利尿激素 抗利尿激素(ADH)又称血管升压素(AVP),是下丘脑的视上核和室旁核的神经元分泌的一种激素。它的作用主要是提高远端小管和集合管上皮细胞对水的通透性,从而增加水的重吸收,使尿量减少(抗利尿)。调节抗利尿激素的主要因素是血浆晶体渗透压和循环血量。
(1)血浆晶体渗透压:血浆晶体渗透压的改变可明显影响抗利尿激素的分泌。当人体水分丢失过多时(如大量出汗、呕吐、腹泻等),血浆晶体渗透压升高,可刺激下丘脑视上核及其周围区域的渗透压感受器,引起抗利尿激素分泌增多,使肾小管和集合管对水的重吸收活动明显增强,导致尿量减少。相反,大量饮清水后,尿液被稀释,尿量增加,从而使机体内多余的水排出体外。例如,正常人一次饮用1 000 ml清水后,约过半小时,尿量就开始增加,到第一小时末,尿量可达最高值;随后尿量减少,2~3 h后尿量恢复到原来水平。如果饮用的是等渗盐水(0.85%NaCl溶液),则排尿量仅在30 min后轻度增多,不出现饮清水后那样的变化(图8-2-2)。这种大量饮用清水后引起尿量增多的现象,称为水利尿。
图8-2-2 一次饮1升清水(红线)和饮1升生理盐水(咖啡色)后的排尿率,黑色箭头表示饮水时间
(2)循环血量:当循环血量改变时,可刺激左心房和胸腔大静脉中的容量感受器,反射性地调节抗利尿激素的释放。人体大量失血后,循环血量减少,对容量感受器刺激减弱,传入冲动减少,则抗利尿激素释放增多,使水重吸收增多,尿量减少,有利于血容量恢复。而静脉大量输液后,循环血量增多,对容量感受器刺激增强,冲动传入中枢,反射性抑制抗利尿激素释放,结果导致水重吸收减少,尿量增加,以排出体内过剩的水分。
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尿崩症
尿崩症(DI)是由于下丘脑-神经垂体病变引起抗利尿激素(ADH)不同程度的缺乏,或由于多种病变引起肾脏对ADH敏感性缺陷,导致肾小管重吸收水功能障碍的一组临床综合征。前者为中枢性尿崩症(CDI),后者为肾性尿崩症(NDI),其临床特点为多尿(24 h尿量可多达5~10 L,但最多不超过18 L)、烦渴、低比重尿或低渗尿。尿崩症常见于青壮年,男女之比为2∶1。遗传性NDI多见于儿童。
2.醛固酮 醛固酮是由肾上腺皮质球状带分泌的一种类固醇激素,其主要作用是促进远端小管和集合管对Na+的重吸收,同时促进K+的排出。Na+的重吸收同时伴有水的重吸收,所以,醛固酮具有保钠、排钾、保水的作用。若肾上腺皮质功能亢进,醛固酮分泌过多,可出现水、钠潴留,同时引起低血钾症和代谢性碱中毒。若肾上腺皮质功能减退,醛固酮分泌不足,则钠、水重吸收减少,使血容量减少、血压降低,同时引起高钾血症。
醛固酮分泌主要受肾素-血管紧张素-醛固酮系统和血钾、血钠浓度等因素调节。