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肾小球滤过率和有效肾血流量

时间:2022-04-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:肾小球滤过膜的通透性与溶质分子量的大小和其带电性质有关。促进肾小球滤过的力量是肾小球毛细血管压,阻止肾小球滤过的力量是血浆胶体渗透压和肾小囊内压。肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数。与肾小球滤过作用有关的因素包括有效滤过压、滤过膜的面积及其通透性、肾血浆流量。其中任何一个因素发生改变,都会对肾小球的滤过产生不同程度的影响。

肾小球滤过(glomerular filtration)是指血液流经肾小球毛细血管时,除血浆蛋白外,血浆中的水和小分子溶质经滤过膜进入肾小囊腔形成原尿的过程。用微穿刺方法获取肾小囊腔中的超滤液并进行分析的结果显示,超滤液中除大分子的血浆蛋白质甚少外,其他成分及其浓度、酸碱度及渗透压基本上与血浆相同(表8-1),由此证明囊内液确是血浆的超滤液而不是分泌物。

表8-1 血浆、超滤液和终尿的成分比较及每天的滤过量和排出量

(一)滤过膜及其通透性

1.滤过膜的通透性 滤过膜是指肾小球毛细血管内的血液与肾小囊中超滤液之间的隔膜,由肾小球毛细血管内皮、基膜和肾小囊脏层的裂孔膜构成(图8-4)。肾小球滤过膜的通透性与溶质分子量的大小和其带电性质有关。在滤过膜上存在着大小不等的孔道,形成滤过的机械屏障,一般认为分子量超过70000的物质,如球蛋白、纤维蛋白原等不能滤过;而水、无机盐、低分子有机物如葡萄糖、维生素、氨基酸尿素等不管对身体有用还是无用均可无选择地滤过,有些物质分子量虽小,但由于与血浆蛋白结合,也不能通过滤过膜。此外,滤过膜表面覆盖有带负电荷的涎蛋白,形成滤过的电学屏障,可阻止血浆中刚能通过滤过膜但又带负电荷的大分子物质如白蛋白(分子量为69000)通过,故超滤液中几乎无蛋白质。

图8-4 肾小球滤过膜示意图

2.滤过膜的面积 正常两肾所有的肾小球均有超滤液滤过。由于两肾有200万个以上的肾单位,故滤过面积很大(约1.5m2以上)且相对稳定,这有利于肾小球的滤过功能。

(二)滤过的动力———有效滤过压

滤过膜两侧的压力差称有效滤过压(图8-5),是肾小球滤过的动力。它与组织液生成原理相似,因滤过膜对蛋白质几乎不通透,囊内液中蛋白质浓度极低,其胶体渗透压可忽略不计,故肾小球有效率过压由三种力量相互作用而产生。促进肾小球滤过的力量是肾小球毛细血管压,阻止肾小球滤过的力量是血浆胶体渗透压和肾小囊内压。因此,有效滤过压=肾小球毛细血管压-(血浆胶体渗透压+肾小囊内压)。

图8-5 有效滤过压示意图

(小黑点表示胶体颗粒)

用微穿刺法在大鼠肾小球测得数值如表8-2所示。将上述数据代入公式,则肾小球毛细血管入球端的有效滤过压为10mmHg,肾小球毛细血管出球端的有效滤过压为0,说明肾小球毛细血管不同部位的有效滤过压是不相同的,越靠近入球小动脉,有效滤过压越大,滤液生成越多,在出球端有效滤过压为零,滤过停止,这种现象称为滤过平衡。因此,尽管平时两肾所有的肾单位都在活动,但并非肾小球毛细血管全程均有滤过,滤过仅发生在入球端毛细血管,而出球端毛细血管实际上是肾小球滤过面积的储备。

表8-2 肾小球有效滤过压各组压力量数值(mmHg)

(三)肾小球滤过率

单位时间内(每分钟)两侧肾生成的超滤液量,称为肾小球滤过率(glomerular filtration),是衡量肾功能的重要指标之一。正常成人肾小球滤过率约为125ml/min。肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数。经测算,肾血浆流量为660ml/min,故滤过分数为125/660×100% ≈19% ,这表明当血液流经肾脏时,约有19%的血浆经滤过进入肾小囊腔,形成超滤液。

(四)影响肾小球滤过的因素

与肾小球滤过作用有关的因素包括有效滤过压、滤过膜的面积及其通透性、肾血浆流量。其中任何一个因素发生改变,都会对肾小球的滤过产生不同程度的影响。

1.有效滤过压的改变 肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管压-(血浆胶体渗透压+囊内压),是肾小球滤过的动力。凡能影响肾小球毛细血管压、血浆胶体渗透压、肾小囊内压的因素,都可改变有效滤过压,从而影响肾小球滤过率而改变尿量。

(1)肾小球毛细血管压:当动脉血压在80~180mmHg范围内时,肾脏通过自身调节,肾小球毛细血管压保持稳定。只有当平均动脉压下降到80mmHg以下时,超出了肾血流量的自身调节范围,或剧烈运动、强烈的伤害性刺激等情况下,使交感-肾上腺髓质系统剧烈兴奋时,肾小球毛细血管压下降,有效滤过压降低,引起滤过率降低,出现少尿或无尿。

(2)血浆胶体渗透压:生理状态下,血浆胶体渗透压比较稳定。若因某些疾病使血浆蛋白的浓度明显降低,或由静脉输入大量生理盐水使血浆蛋白被稀释,均可导致血浆胶体渗透压降低,有效滤过压升高,肾小球滤过率增加,尿量增多。

(3)肾小囊内压:生理状态下,肾小囊内压都比较稳定。当肾小管输尿管堵塞时(如磺胺药结晶或尿路结石、肿瘤等)可导致肾小囊内压升高,有效滤过压降低,尿量减少。

2.滤过膜的改变 正常情况下,滤过膜的通透性和面积比较稳定,只有在病理情况下滤过膜的机械-电学屏障受到破坏,尿的质和量会受到影响。例如,急性肾小球肾炎时,由于肾小球血管内皮增生肿胀,部分毛细血管腔狭窄或闭塞,可使滤过面积减少,引起少尿甚至无尿。另外,当肾小球受到炎症或缺氧损害时,滤过膜的通透性增大,原先不能滤过的大分子蛋白质甚至红细胞也被滤出,形成蛋白尿和血尿。

3.肾血浆流量 如前所述,正常成人肾的血浆流量为660ml/min,当人体进行剧烈运动或大出血、剧烈疼痛、严重缺氧等时,可使肾的血管收缩,肾血流量和肾小球血浆流量明显减少,肾小球毛细血管生成滤液有效长度缩短,滤过率明显减少,尿量减少。

正常成人按肾小球滤过率125ml/min计算,每昼夜生成的超滤液量可达180L,而终尿量仅1.5L,约占超滤液量的1% ;再从表8-1看终尿的成分与超滤液有很大差异,如原尿中有葡萄糖终尿中没有,这与肾小管和集合管的重吸收功能有关。

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