肾脏对Ca2+、P3+、Mg2+的调节

(三)肾脏对Ca 2+、P 3+、Mg 2+的调节

1.肾对Ca2+的调节

(1)正常Ca2+分布

60kg正常成年人共含Ca2+约1000g,其中99%在骨,其余的0.6%在细胞内,0.1%在细胞外。血钙指血浆钙,测定时用血清,即血清钙,正常人血清钙为2.25~2.75mmol/L,含量相当稳定,儿童较高,常处于正常值的上限。正常人钙主要由饮食摄入,其量根据食物种类及年龄性别等而有差异,一般统计多认为女性较男性摄入钙略低,老年人较青年人亦低。摄入Ca2+30%~40%即350mg/d左右在肠道被吸收。

(2)肾脏各部位对Ca2+的排泄

在正常血Ca2+浓度时,肾小球滤过Ca2+约为54mg/L,即8g/d,但真正从尿中排泄Ca2+量仅为250~300mg/d,因此98%~99%Ca2+经肾小管重吸收。其中大约70%滤过Ca2+在近端肾小管、20%在髓袢上升支、5%~10%在远端肾小管以及<5%在集合管系统重吸收。①近端肾小管对Ca2+重吸收微穿刺资料显示,在近端肾小管的S1段,管腔液中与滤过液中的Ca2+比例与Na+的比例相似,约为1.0左右,证明Ca2+在该处为被动重吸收。在S2段,该比例略为升高,可达1.2左右,可能因为该段对H2O的通透性较Ca2+通透为高,而使管腔中的Ca2+浓度相对略高。Ca2+在S1、S2两段重吸收的机制尚未完全阐明,大多数认为,是因为近端肾小管(特别S1、S2段)对Cl-的转运特点,形成管腔的跨膜正电位差,从而驱使Ca2+主要从细胞旁路而被重吸收。部分Ca2+通过管腔液与细胞内液Ca2+的浓度差所形成的化学电势而被驱使入细胞内。而在基底侧,可能存在有3Na+-Ca2+逆向转运系统,通过该系统而转运出。②髓袢升支粗段由管腔膜3Na+-6Cl--3K+协同转运,结果所形成的管腔正电位差(大约为+6.2MV),为驱使Ca2+从细胞旁路被重吸收的最主要机制。有人认为可能还有跨细胞的Ca2+主动转运机制存在。根据不同实验,该段总的Ca2+转运范围相差0.8~7.4PEQ/mm.MIN。根据转运流率比值计算,在髓质部Ca2+转运为被动性,但在皮质部,部分研究结果可能有主动性转运。PTH主要促使皮质部、降钙素促使髓质部TALH对Ca2+的转运,cAMP则对皮质及髓质部的TALH对Ca2+转运有促进作用。髓袢薄段基本不参加对Ca2+转运。③远肾小管包括远端曲管、连接小管及集合管的起始部分,负责55%~10%滤过Ca2+的重吸收,但却是控制尿Ca2+量的最重要部分。Ca2+从管腔侧膜顺浓度及电梯度而进入细胞内,管腔侧则有3Na+-Ca2+逆向转运系统,可将3Na+转移到细胞内,使Ca2+转运出细胞外。噻嗪类利尿剂可抑制NaCl从管腔转运到细胞内,从而使细胞内Na+浓度下降。因此,基底侧3Na+-Ca2+交换加速,Ca2+进入血液增加。集合管其他部分除极个别情况下几乎没有Ca2+的重吸收。

(3)影响肾对Ca2+平衡调节的因素

①血Ca2+浓度 血Ca2+浓度过高可能使滤过游离Ca2+相应增多,但Humes等发现与血钙升高的同时,肾小球毛细血管球的滤过系数(kf)降低,使真正滤过Ca2+不致过多;另外,肾小管各段对Ca2+重吸收也相对降低,其中远端肾小管的这种反应与PTH水平改变有关。②高镁血症可抑制Ca2+在近端肾小管和TALH的重吸收。③磷缺乏也可降低近端和TALH对Ca2+的重吸收。④细胞外液容量状况 细胞外液量扩张使尿Na+、Ca2+排出均增加;容量减少则二者排出也减少。这些改变除通过影响GFR而影响滤过情况以外,还与其对肾小管(主要对近端肾小管)的直接作用有关。⑤酸碱平衡状况 急性或慢性代谢酸中毒可促使尿Ca2+排出,主要通过抑制Ca2+在近端肾小管重吸收而致,代谢性碱中毒则减少Ca2+的排出。⑥PTH可促使近端、TALH、以及远端肾小管Ca2+的排泄,但对GFR作用则为降低,这主要是因为降低kf值的结果。⑦维生素D 一般认为维生素D通过影响PTH而影响肾脏对Ca2+的排泄,但也有实验提示维生素D可以直接影响肾小管对Ca2+的转运。⑧降钙素 大剂降钙素可促使尿Ca2+排泄增加,可能主要通过影响TALH对Ca2+重吸收而致,但生理剂量对是否有该作用尚不清楚。⑨其他 胰岛素可减少近端肾小管Ca2+的吸收;胰高血糖素可促使尿Ca2+排泄的增加,可能主要通过肾血流量及GFR增加的结果;生长激素缓慢注射可使尿Ca2+排泄增多,可能是继发于细胞外液扩张的结果;甲状腺激素、雌激素以及糖皮质激素等对Ca2+排泄也有影响,可能主要是通过影响对骨钙吸收机制而致。(https://www.daowen.com)

2.肾对P3+的调节

(1)正常磷分布

机体含P3+量约10g/kg体重,其中绝大多数(85%)在骨骼,14%在细胞内,1%在细胞外,仅极少量(约总体重0.03%)在血浆中。摄入P3+中80%从肠胃道吸收,也以空肠、十二指肠为主,P3+在胃肠吸收时通过与Na+相耦合而后进入细胞内,以后被动转运到细胞外。维生素D为刺激肠道吸收P3+的最主要因子,H+一般对P3+吸收无直接作用,但因为它可促进维生素D的产生,因此仍具间接影响。

(2)肾对P3+的排泄

正常每日肾小球滤过非蛋白结合P3+为5g左右,其中80%~90%从肾小管被重吸收。应用微穿刺研究发现,肾小球滤过液中的P3+浓度与血P3+浓度基本相等。肾小管对P3+重吸收主要在近端肾小管,其中近端曲小管负责滤过P3+的65%重吸收,其他10%在近端小管直部重吸收。吸收的机制为:图示图示先与Na+相结合,而后进入细胞内,在基底侧,P3+则顺电化学梯度进入间质以后吸收入血。PTH水平升高,可以明显抑制上述肾小管对P3+的重吸收,当其作用时细胞内cAMP水平上升;细胞外液量增加时,P3+重吸收减少,此时并不伴cAMP的升高,因此主要是与Na+排泄增多有关。另外,维生素D、降钙素、糖皮质激素、甲状腺激素等也影响P3+的重吸收。代谢性酸中毒时,P3+重吸收减少,其机制尚欠详。髓袢各段基本上对P3+重吸收无影响,远曲小管重吸收少量(约4%),而集合管则完全不吸收。

3.肾对Mg2+的调节

(1)正常Mg2+分布

正常成人含Mg2+量为21~25g,其中2/3在骨骼,其余绝大多数在细胞内,细胞外Mg2+仅占有1%~2%,细胞内Mg2+主要与细胞内各种内器以及细胞膜相结合,并组成各种金属的酶、磷脂、核酸等。Mg2+对神经活动的控制、神经肌肉兴奋性的传递、肌肉收缩及心脏激动性等方面均具有重要作用。正常血浆Mg2+浓度为0.70~1.11mmol/L(1.7~2.7mg/dL),其中60%为游离性,15%与其他阴离子(主要为碳酸盐)相结合,25%与白蛋白结合。摄入Mg2+主要从肠道吸收,有证据证明维生素D可能可以促进Mg2+在肠道的吸收。

(2)肾对Mg2+的排泄

肾小球滤过液中,Mg2+为总血浆中Mg2+的70%~80%,97%滤过Mg2+均从肾小管重吸收,主要为髓袢上升支厚段及近端肾小管所吸收。近端肾小管Mg2+重吸收量较Na+、Ca2+少,为20%~30%,但与Na+重吸收间基本上呈平行状态,其所以重吸收率低,可能是因管腔膜对Mg2+通透性有关。由于Mg2+与Na+、H2O重吸收相平行,因此与细胞外液的情况关系较密切。髓袢由Na+、K+、Cl-协同转运造成管腔电正性,而促使Mg2+沿细胞旁路重吸收,髓袢可重吸收滤过Mg2+的50%~65%。远端肾小管Mg2+的重吸收极少,仅为滤过Mg2+的2%~5%。

(3)影响肾小管Mg2+重吸收的因素

①高钙血症,主要减少近端及TALH的重吸收,但对远端小管无影响。②高镁血症,可促进近端肾小管Mg2+重吸收,但对TALH无影响。③失磷,主要影响TALH及远端肾小管,对近端无影响。④容量扩张,降低近端TALH重吸收。⑤酸中毒降低,而碱中毒增加近端及远端Mg2+重吸收,但对TALH重吸收情况无影响。⑥PTH,主要增加TALH重吸收。