正常肾脏的结构和功能

• 近端小管：重吸收大部分水和溶质、泌氨
• 曲部：肾小体周围，细胞立方或低柱状，核大、圆、位于基底部，胞浆嗜酸、略颗粒，刷 状缘
• 直部：又称降支粗段
• 髓袢细段：浓缩
• 连接近端小管直部和远端小管直部
• 远端小管：
• 直部：又称髓袢升支粗段，单层立方上皮，可分泌Tamm-Horsfall蛋白 • 致密斑 • 曲部：又称远曲小管，重吸收NaCl和Ca2+
几种激素对肾小球滤过的影响
激素 Ang II NE ET-1 NO PGE2 PGI2
机制
血管效应
RBF
IP3/Ca2+
收缩
↓
Ca2+
收缩
↓
IP3/Ca2+
收缩
↓
cGMP
扩张
↑
cAMP
扩张
↑
cAMP
扩张
↑
GFR 不变或↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑
肾小球滤过
• 大分子溶质
• 孔径屏障
• 内皮细胞窗孔：70-100nm • 基底膜：胶原纤维形成的可变凝胶，一定压力下可变形通过 • 足突细胞：之间有裂孔膜形成的丝状结构，间距4nm
为IV型胶原）、糖蛋白、蛋白聚糖
• 肾小球滤过屏障：肾小球内皮细胞表面的细胞衣（多糖蛋白质复合物）、肾小 球毛细血管的有孔内皮细胞、肾小球基底膜、足细胞裂孔隔膜
肾小体
• 肾小囊
• 肾小管盲端扩大并内陷构成的双层球状囊 • 基底膜较厚，1200-1500nm
肾小体
• 肾小球旁器
• JGA（juxtaglomerular apparatus） • A位于肾小球血管极的一个具有内分泌功能的特殊结构 • 维持肾小管-肾小球反馈系统、调节肾素的合成及分泌
• 电荷屏障
尿液的浓缩与稀释
• 肾髓质的渗透梯度
• 髓质外带：逆流倍增;
• 近曲小管→髓袢降支细段（AQP1：尿液浓缩）→髓袢升支（过钠不过水：尿渗透 压降低）→远曲小管→集合管（大量AQP2：尿液浓缩）
• ADH针对的是集合管的AQP2
• 皮质内带：尿素的转运和再循环
• 髓袢升支细段和降支细段、集合管自髓质内带开始对尿素的通透性逐渐升高，形成 尿素为主的髓质内带渗透梯度
• 醛固酮
• 增加ENaC，促进Na进入细胞，增加管腔侧的负电位，促进钾的排泌 • 增加Na-K-ATP酶活性，增加细胞内和小管液间钾浓度差，促进钾排泄
• 利尿剂
• 襻利尿剂：抑制髓袢升支粗段NKCC2，减少K重吸收，同时由于该部位Na重吸收被减少，导致远端肾 单位Na增加，促进K排泄
• 噻嗪类利尿剂：抑制远端小管NaCl共转运体，抑制Na及Cl的共同重吸收，导致远端Na增加，促进K分 泌
• Na-K-ATP酶 • 基底膜Cl转运
• 调节
• ADH：影响NaCl重吸收而调节逆流倍增 • 前列腺素：参与局部对NaCl重吸收的负反馈 • 肾上腺能激素 • 盐皮质激素
肾脏对钠和水的重吸收
• 远端肾单位
• 重吸收8%的Na
• 重吸收率下降，但调节作用增强；出现上皮性钠通道（ENaC）是醛固酮调节位点； 钠的重吸收伴随钾及氢的分泌
肾脏对钙的调节
• 正常体钙的分布
• 99%在骨组织 • 血钙
• 离子钙 ：50%，发挥生理功能 1.05-1.23mmol/l • 蛋白结合钙：40%，主要结合白蛋白 • 小分子结合钙：10%
• 钙平衡
• 食入钙20-25%由肠道吸收，10-20%经肾脏排出 • PTH：促进肠道重吸收钙、增强肾小管1α羟化酶活性 • 1,25-OH-D3：促进钙在肠道的吸收，促进溶骨，促进肾脏钙重吸收 • 降钙素：抑制破骨细胞介导的骨吸收，影响远端小管钙重吸收
• 连接小管：泌K+ 释H+ 重吸收Ca2+
• 远端小管曲部和皮质集合管起始段的过渡节段
集合管
• 不是肾单位的组成部分
• 主细胞：
• 遍布全长，占细胞总数60-65% • 存在AQP2，由ADH调节 • 有Na通道，参与Na重吸收
• 嵌入细胞：
• 散布
肾间质
• 肾单位以及集合管之间的间叶组织 • 由间质细胞及半流动状态的细胞外基质组成
肾小球滤过
• 调节
• 交感神经：强烈交感刺激→缩血管→GFR↓ • 激素及血管活性物质
• 血管紧张素II：出球小动脉比入球小动脉敏感100倍。
• 血容量不足→Ang II↑→增加了肾小球内压，避免血容量不足导致的GFR下降
• 去加肾上腺素：收缩出入球动脉，减少GFR • 异丙肾上腺素：小剂量增加血流和GFR，大剂量减少血流和GFR • 内皮素：收缩血管。
以保障肾髓质高渗透压梯度，以浓缩尿液
肾脏神经
• 主要由来自腹丛的交感神经支配 • 交感神经支配各级肾脏血管、肾小球、肾小管 • 来自迷走神经的副交感纤维仅分布于肾盂和输尿管平滑肌
肾血流调节
• 神经调节
• 交感神经：缩血管
• 低血压→交感兴奋→髓质血流增加、皮质血流减少→少尿或无尿
• 体液调节
• 儿茶酚胺
• 血管内皮损伤（eg 妊娠中毒、急慢性肾衰竭）→ET↑→肾血流减少，GFR↓
• NO：舒血管 • 前列腺素：一些扩血管（PGE2、PGI2），一些缩血管（TXA2）
• 自我调节
• 肌源性反应：肾血管平滑肌压力感受器 • 管球反馈：肾小管滤液流经致密斑时，流速及成分影响入球小动脉阻力，从而影响GFR
• 球旁颗粒细胞：分泌肾素 • 致密斑：远端肾小管接近肾小球血管极时，紧靠肾小球的上皮细胞变得
窄而高，形成一个椭圆形隆起，称致密斑。感受肾小管NaCl浓度，调节 肾素分泌 • 球外系膜细胞：位于肾小球入球小动脉、出球小动脉和致密斑之间 • 极周细胞：位于肾小囊壁层和脏层移行处
肾小管
• 占正常肾皮质体积的80-90%
尿液的浓缩与稀释
• 水通道
• AQP1：近端肾小管及髓袢降支细段 • AQP2：集合管主细胞管腔侧的细胞膜及囊泡膜
• 短时调节主要通过穿梭机制调节细胞膜上的AQP2再分布
• AQP3-4：集合管主细胞的基底侧细胞膜上
• 尿素转输蛋白和Na转输蛋白/Na通道
肾对水平衡调节障碍相关疾病
• 尿崩症
• 遗传性中枢性尿崩：ADH合成缺陷，由于长期ADH缺乏，AQP2表达下降 • 遗传性肾性尿崩：ADH-V2受体障碍 • 获得性肾性尿崩：肾脏对ADH反应下降
运（先主动运输把钠泵出产生浓度梯度，Na顺浓度梯度进入细胞内时产生的电位差驱 动Cl转运）
• Na通过近端小管细胞基底膜由细胞进入细胞间质：大量Na-K-ATP酶 • 调节
• 球管反馈（滤过增加→重吸收增加） • 儿茶酚胺 • 血管紧张素II • PTH：降低Na和P的重吸收 • 甲状腺素
肾脏对钠和水的重吸收
肾脏对钙的调节
• 98-99%的钙在肾小管重吸收 • 近端小管
• 近70% • 细胞旁被动转运（2/3）和跨细胞主动转运
• 髓袢升支粗段
• 约15% • 电压依赖的细胞旁转运
• 远端肾小管
• 10-15% • 主动转运
肾脏对钙的调节
• 血钙浓度
• 升高导致重吸收减少
• PTH、维生素D：增加钙重吸收 • 降钙素：增加尿钙 • 钠及细胞外容量：增加导致Na、Ca排出均增加 • 酸碱：酸中毒导致尿钙增加 • 利尿剂
• 肾盂、肾盏粘膜均为移行上皮，节律蠕动，具有促进排尿作用
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肾脏血管
• 心排量20-25%经过肾脏 • 肾动脉→肾段动脉→叶间动脉→弓状动脉→小叶间动脉→入球小
动脉→肾小球毛细血管襻→出球小动脉→肾小管周毛细血管网→ 小叶间静脉 • 2级毛细血管网 • 肾内血流分布
• 血流不均一：皮质血流快、髓质血流慢 • 髓质血流慢使肾小管重吸收的溶质在肾髓质间隙潴留，达到很高浓度，
• 皮质肾间质
• I型皮质间质细胞：位于肾小球基底膜与毛细血管之间，产生EPO • 单核或淋巴细胞
• 髓质肾间质
肾盂、肾盏
• 肾盂
• 附着于肾窦内侧 • 是输尿管上端的囊状扩张
• 肾盏
• 肾盂向肾实质内伸出2-3个肾大盏，继续分支形成8-9个肾小盏 • 每个肾小盏包绕多个肾乳头 • 乳头管被覆单层柱状上皮，开口于肾乳头，乳头侧面逐渐变成移行上皮
• 髓袢
• 重吸收25-40%的Na
• 不等渗；与钾的重吸收相互促进；调节因素不同于近端小管
• Na通过髓袢升支粗段上皮细胞管腔膜由管腔进入细胞
• Na-K-2Cl同向转运体（NKCC2） • 管腔膜K的再循环 • Na-H交换蛋白（NHE）
• Na、Cl通过髓袢升支粗段上皮细胞基底膜由细胞进入间质
肾小体
• 肾小球
• 毛细血管襻
• 体内唯一介于两条小动脉之间的毛细血管床，静水压高有利于滤过功能，另外也导致血 液异常物质易于沉积
• 内皮细胞：约覆盖毛细血管表面积的30%，胞体有窗孔 • 脏层上皮细胞：即足细胞。足突之间的间隙为裂孔，由裂孔隔膜桥接。 • 系膜：位于肾小球毛细血管小叶的中央部分，由系膜细胞和系膜基质组成 • 壁层上皮细胞：肾小囊外壁 • 肾小球基底膜：内疏松层-致密层-外疏松层，约270-380nm。包括胶原（主要
肾脏对钾代谢的调节
• 肾小球钾的滤过
• 钾离子可自由滤过
• 近端肾小管的重吸收
• 占50%，机制不清
• 髓袢升支粗段钾的重吸收
• 吸收量仅小于近端肾小管 • 肾小管上皮细胞管腔侧存在NKCC2，需要成比例同时转运三种离子，因此钠和钾的重
吸收相互影响。临床常用的襻利尿剂为NKCC2抑制剂，导致Na、Cl、K重吸收都下降。
• 去甲肾上腺素：血管收缩，减少肾血流 • 异丙肾上腺素：小剂量增加肾血流，大剂量收缩肾血管 • 肾上腺素：舒张入球小动脉，收缩出球小动脉，利尿 • 多巴胺：减少肾血管阻力，增加肾血流；极大剂量可收缩血管
• 乙酰胆碱：增加肾血流 • ADH：外层皮质和内层髓质血流减少，内层皮质和外层髓质血流增加 • 其他：RAS、花生四烯酸代谢产物、NO、内皮素
正常肾脏的结构和功能
肾脏胚胎发育
• 前肾→完全退化 • 中肾→男性：输精管、附睾、输精小管
女性：大部退化、卵巢冠、副卵巢 • 后肾→成年肾
肾脏解剖
肾脏大体解剖
• 部位：
• 左肾：上极平第11胸椎下缘，下极平第2腰椎下缘 • 右肾：上极平12胸椎，下极平第3腰椎
• 体积
• 正常成年男性 11×6×3cm，左肾略大于右肾 • 中国男性多<10.5，女性<10
• 肾衰竭时尿浓缩障碍 • 慢性疾病时水潴留：可能和特殊状态下ADH分泌增加，ADH依赖
的AQP2表达上调相关
肾脏对钠和水的调节
• 近端小管
• 重吸收60%的Na
• 基本等渗重吸收、和其他物质的重吸收耦联、各段不均一、两个阶段重吸收
• Na通过近端小管上皮细胞管腔膜由管腔进入细胞
• 驱动力为电化学梯度 • Na-H交换、Na-Glu同向转运、Na-氨基酸同向转运、Na-Cl协同转运、生电性Na-Cl转
肾脏生理
肾小球滤过
• 肾小球滤过率（GFR）：
• 正常人GFR 120ml/min，40岁后开始下降，每10年减少10%，80岁后减少 40%左右
• 滤过分数
• GFR与肾脏血浆流量的比值
• 决定因素
• 肾小球毛细血管静水压：血压、入球小动脉阻力、出球小动脉阻力 • 肾小球毛细血管胶体渗透压：血浆胶渗压、滤过分数 • 肾小囊内静水压 • 超滤系数：毛细血管通透性、滤过面积
• 螺内酯：拮抗醛固酮保钾 • 盐酸阿米洛利、氨苯蝶啶：对细胞腔面Na通道直接作用抑制钠钾交换
• 酸碱平衡
• 代碱：抑制HCO3重吸收，使远端小管液中Na、HCO3-增加，Cl下降，刺激K分泌 • 代酸：刺激集合管H-K-ATP酶，分泌H的同时，促进K转运到细胞内
• 远端肾小管酸中毒：排H障碍，导致K分泌增加
• 远曲小管（DCT）和连接小管（CNT）
• DCT重吸收5%的Na，起始部存在管腔膜Na-Cl同向转运，是噻嗪类利尿剂的作用位 点
• 集合管（CD）
• 重吸收2-3%Na，存在大量ENaC，受醛固酮调节
• 调节
• 醛固酮：结合盐皮质激素受体（MR），促进ENaC转录，增加ENaC密度 • ADH：有种属差异 • ANP与缓激肽
肾脏大体解剖
• 肾脏结构
• 肾蒂：（前→后）肾静脉、肾动脉、输尿管 （上→下）肾动脉、肾静脉、输尿管
• 肾实质：
• 皮质：肾皮质包绕髓质，并伸入肾椎体之间，称为肾柱 • 髓质：肾髓质的管道结构有规律地组成向皮质呈放射状的条纹，称髓放线，向内则
集合组成椎体称为肾椎体，肾椎体的基底朝向皮质，尖端朝向肾窦，称肾乳头
• 远曲小管钾的排泄 • 皮质集合管钾的排泄
• 不再重吸收，而是进行钾的排泄 • 钾顺电化学梯度进入管腔
• 髓质集合管钾的重吸收和再循环
肾脏对钾代谢的调节
• 钾的摄入
• 高钾促进钾的排泄；或促进醛固酮分泌，调节肾脏排钾
• 钠的摄入
• 钠增加细胞外液容量，抑制血管紧张素-醛固酮系统，减少醛固酮分泌，增加钾的排出