肾脏离子转运及利尿剂
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影响尿生成的因素及利尿药的应用(1)影响尿生成的因素及利尿药的应用尿液是肾脏代谢产物的终端排泄物,它的生成和排泄直接影响着机体的代谢水平和内环境的平衡。
本文将介绍影响尿生成的因素和利尿药的应用。
一、影响尿素生成的因素1. 肾小球滤过率肾小球是尿素生成的重要场所。
当肾小球滤过率正常时,血液中的尿素可被过滤,经肾小管后继续参与肝、脑等组织的代谢。
但是当肾小球滤过率低下时,尿素生成量将减少,尿素排泄同样也会降低。
2. 水分摄入水分摄入过多会导致尿液稀释,进一步影响尿素生成;而水分摄入过少则会引起机体脱水,肾小管通透性下降,尿素再吸收将增加。
3. 食物摄入蛋白质是尿素的主要来源,摄入越多,血液中的尿素生成量也会相应地增加。
另外,某些食物中含有抑制尿素合成酶活性的物质,如白菜、南瓜等。
二、利尿药的应用利尿药可通过抑制肾脏上的不同转运蛋白,增加水、电解质的排泄,从而达到减少水分负荷和水肿的目的。
常见的利尿药包括噻嗪类、袢利尿剂和醛固酮拮抗剂。
1. 噻嗪类噻嗪类利尿剂可抑制肾小管的钠、氯离子的再吸收,减少水分负荷和水肿。
适用于轻度和中度高血压患者。
2. 袢利尿剂袢利尿剂可抑制在肾近曲小管中的钠、氯和水的重吸收作用。
在肝硬化和肾功能不全患者中,具有较为显著的利尿作用。
3. 醛固酮拮抗剂醛固酮拮抗剂通过能阻止醛固酮与其受体的结合,抑制肾小管内的钠离子再吸收的作用。
适用于轻度和中度高血压、心力衰竭等病患者的治疗。
本文简述了影响尿素生成的因素和利尿药的应用。
希望对于有需要的读者有所帮助。
人肾脏尿酸转运机制及影响因素的研究进展作者:曲颖来源:《中国现代医生》2012年第36期[摘要] 体内嘌呤的代谢产物之一就是尿酸,尿酸具有很强的抗氧化性,能够有效保障细胞正常运行,但是如果尿酸过多,那么就往往会导致患者出现肾脏功能异常、心血管异常、痛风等问题。
本文首先分析了肾脏尿酸的转运机制,其次,重点探讨了人肾脏尿酸转运的影响因素,提出了自己的观点和看法,具有一定的参考价值。
[关键词] 人体;尿酸;转运;影响因素[中图分类号] R34 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2012)36-0007-02体内嘌呤的代谢产物之一就是尿酸,尿酸具有很强的抗氧化性,能够有效保障细胞正常运行,但是如果尿酸过多,那么就往往会导致患者出现肾脏功能异常、心血管异常、痛风等问题。
只有极少部分的尿酸才从肠系膜细胞分泌进入肠腔,这是由于人体内缺乏尿酸酶,而尿酸酶恰恰可以降解尿酸。
故绝大多数的尿酸是从肾小球滤过,再通过肾小管进行再分泌和重吸收,然后以尿液形式排出体外。
而血浆尿酸水平的高低直接由尿酸在肾脏的转运来进行调节控制的[1],因此,探讨尿酸在体内的代谢及转运具有重要意义。
本文就人肾脏尿酸转运机制及影响因素的研究进展进行探讨。
1 肾脏尿酸的转运机制人肾脏内尿酸主要有2个来源,一是外源性来源,这部分约占体内总尿酸的10%,是从核苷酸分解富含核蛋白或嘌呤的食物获得的。
二是内源性来源,这部分约占体内总尿酸的90%,由核酸分解代谢或者体内核苷酸、氨基酸及其它小分子化合物合成而来。
对于脊椎动物而言,嘌呤代谢的中间产物即是尿酸,尿酸被氧化成水溶性的尿囊素;而对于如人类之类的高等灵长类动物,尿酸却是嘌呤代谢的最终产物,这是由于尿酸氧化酶的活性随着基因突变而消失掉了[2]。
众所周知,尿酸的溶解度较低,如果在血液中积聚过多,常导致出现高尿酸血症,继而还会引发心血管、高血压、痛风等一系列疾病,对人的身体健康造成严重危害,所以,深入了解肾脏尿酸的转运机制极为重要。
肾小管钠/钾转运障碍诊疗规范2023版一、肾脏对钠/钾代谢的调控钠是细胞外的主要阳离子,对维持细胞外液容量起关键作用。
钾是体内另一种含量丰富阳离子,是细胞内含量最多的阳离子,对于细胞的各项功能都非常重要。
肾脏是调节钠、钾平衡的重要脏器,主要是通过肾小管不同节段的生物学行为进行精确地调节。
(-)近端肾小管近端肾小管是肾脏重吸收钠离子的主要部位,约占所有钠离子重吸收量的2/3,在这一节段,肾小球滤出的钠主要通过旁细胞途径被动重吸收,在基底膜Na+-K+-ATP酶介导下泵出细胞外,使细胞内钠保持在较低水平。
5O%-6O%肾小球滤过的钾在近端小管被重吸收,这个部位钾重吸收的速度由钠、水的重吸收决定,绝大多数钾是通过旁细胞途径在溶质的牵引作用下被动重吸收的。
(一)亨利祥升支粗段亨利祥升支粗段(thickascending1.imb,TA1.)对水无通透性,对氯化钠进行主动重吸收,稀释了尿液并提供了逆流倍增的能量。
在TA1.的细胞顶膜表达有Na+-K+-2Cr协同转运蛋白(NKCC2),该蛋白由S1.C12A1基因编码,对样利尿剂(口关塞米、布美他尼等)敏感,负责这一节段钠和氯化物的转运。
基底膜的Na+-K*-ATP酶主动将钠转运到细胞外;而氯化物则通过特定氯离子通道(C1.C-Ka和C1.C-Kb)离开细胞。
TA1.部位钾的重吸收也依靠NKCC2,通过NKCC2吸收入细胞的钾,需要分泌型钾通道(SK),如肾脏外髓钾通道(RoMK)再循环把钾分泌到管腔,以维持顶膜协同转运蛋白的活性。
(三)远端肾单位远端肾单位包括远曲小管(dista1.convo1.utedtubu1.e,DCT)›连接管(connectingtubu1.e,CNT)和集合管(co1.1.ectingduct,CCD)oDCT前段钠的重吸收与氯耦联,是由细胞顶膜对嘴嗪类利尿剂敏感的钠-氯协同转运蛋白(Na+-CΓcotransporter,NCC)介导的。
利尿剂导致低钾血症的原理利尿剂是一类药物,可以在肾脏中促进钠和水的排泄,从而减少体液容积,使血容量降低。
这种药物被广泛使用于治疗高血压、心力衰竭、水肿等病症。
然而,利尿剂使用过程中,引起低钾血症是一个常见的不良反应。
低钾血症是指血液中钾离子浓度过低的状态。
钾离子是细胞内最主要的阳离子之一,对人体的正常生理功能至关重要,包括细胞的电位稳定、神经肌肉传递、酸碱平衡、蛋白质合成和生长等。
因此,低钾血症不仅会导致肌肉无力、心脏功能紊乱、心律失常、代谢性碱中毒等,也会影响多种内脏器官的正常生理功能,甚至危及生命。
利尿剂引起低钾血症的原因主要有以下几方面:一、利尿剂作用于肾脏,增加尿钠的排泄,同时由于肾小管细胞对钾的重吸收机制被抑制,会造成尿钾的大量丢失,从而导致低钾血症。
另外,钾离子和氢离子具有竞争性的交换,在氢离子浓度高的情况下,肾小管对钾的排泄会增加,进一步加重了利尿剂引起低钾血症的风险。
二、利尿剂会干扰肾脏内部的酸碱平衡,使肾小管的氢离子生成增加,钾离子的转运和重吸收也会减少,从而导致钾离子的浓度下降。
三、钾离子的内外平衡主要依赖于Na+/K+通道,当利尿剂促进钠的排泄时,Na+/K+通道会被抑制,会使钾离子从细胞内流出,促使血钾浓度降低。
加之,利尿剂不仅影响钾的平衡,也会影响其他离子的平衡,如钙、镁等离子也会随着排泄而受到影响。
因此,钾离子的丢失可能还会进一步影响其他生理过程,形成恶性循环。
针对利尿剂引起低钾血症的风险,可以采取以下预防和治疗措施:首先,在治疗过程中,应注意监测血钾浓度变化,钾离子的浓度每降低0.5mmol/L,患者的发生心律失常风险就会增加10倍。
因此,需要注意定期检查血液钾离子水平和其他离子的水平,及时发现和处理低钾血症。
其次,在用药过程中,应注意利尿剂的种类和剂量。
不同种类的利尿剂,其作用机制和丢失的离子种类不一样,因此,在选择和调整剂量时需要根据患者的情况进行个体化治疗。
最后,对于发生低钾血症的患者,可以采取口服或静脉输注的方式来补充钾离子,以维持正常的生理功能。
第七章利尿药与脱水药学习要点一、利尿药利尿药是作用于肾脏,增加电解质和水排泄,使尿量增多的药物。
按其效能和作用部位分为三类。
1.高效利尿药:主要作用于髓袢升支粗段髓质部和皮质部,如呋塞米、布美他尼、依他尼酸等。
该药能特异性地与C1-竞争K+ -Na+-Cl-共同转运载体蛋白的Cl-结合部位。
高效利尿药使K+的排泄增加,Cl-的排出量超过Na+。
主要经近曲小管有机酸分泌机制分泌,随尿以原形排出。
呋塞米能降低肾血管阻力,增加肾血流量,改变肾皮质内血流分布;还可降低充血性心衰患者左室充盈压,减轻肺淤血。
其不良反应有:①代谢性碱中毒; ②脱水与电解质紊乱,表现为低血容量、低血钾、低血钠和低氯碱血症等。
③其他潜在不良反应包括耳毒性(尤其猫用高剂量注射)、大剂量可出现胃肠道扰乱和血液学扰乱。
2.中效利尿药:主要作用于远曲小管近端;如噻嗪类、氯肽酮等。
噻嗪类是广泛应用的一类口服利尿药和降压药。
氯噻酮虽无噻嗪环结构,但其药理作用与噻嗪类相似。
药理作用为:①利尿作用。
抑制远曲小管近端K+ -Na+-Cl-共同转运载体。
②抗尿崩症作用。
主要与抑制磷酸二酯酶的作用有关;还因增加NaCl的排出,造成负盐平衡,导致血浆渗透压的降低,减轻口渴感和减少饮水量。
③降压作用。
其不良反应表现为:①电解质紊乱。
②潴留现象,如高尿酸血症、高钙血症。
③代谢变化与其抑制胰岛素的分泌或抑制肝脏磷酸二酯酶的作用有关,如高血糖、高脂血症。
④其他,如溶血性贫血、血小板减少、急性胰腺炎等。
3.低效利尿药:主要作用于远曲小管和集合管,如螺内酯、氨苯喋啶、阿米洛利等,以及作用于近曲小管的利尿药,如乙酰唑胺等。
螺内酯的化学结构与醛固酮相似。
螺内酯与醛固酮竞争醛固酮受体,阻碍蛋白质的合成,抑制Na+—K+交换,减少Na+的再吸收和K+的分泌,表现出排Na+、留K+作用。
其不良反应较轻,可引起头痛、困倦与精神紊乱等。
有性激素样副作用,可引起男子乳房女性化和性功能障碍,妇女多毛症等。
利尿剂的注意事项(适应症&禁忌症)——1430506060 魏本凯1.内容[1]利尿药是一类作用于肾脏,增加Na+,Cl- 等离子及水分的排出,产生利尿作用的药物。
临床应用利尿药主要治疗心、肾、肝脏疾病所引起的水肿,也用于高血压、肾结石、尿崩症、高钙血症等非水肿性疾病的治疗。
1.1 袢利尿药袢利尿药,又称高效能利尿药,主要作用于髓袢升支粗段,通过袢利尿药抑制Na+-K+-2Cl- 同向转运,影响尿液稀释和浓缩过程而发挥强大的利尿作用。
经典的袢利尿药呋塞米(速尿),属于高效利尿药。
在临床上常用于急性肺水肿、脑水肿、严重水肿、高钙血症和心衰患者的治疗,及用于其它利尿药无效的严重病例。
其与血浆蛋白结合率为91%-97%,几乎均与白蛋白结合。
这种结合形式使得呋塞米到达肾脏近端小管并分泌到管腔内,才能到达它的作用靶点。
临床应用特点呋塞米利尿作用强大、迅速,存在明显的剂量- 效应关系:随着剂量加大,利尿效果明显增强,而且在增加肾小管液流量的同时并不会造成肾小球滤过率下降。
静脉注射后2~5 分钟尿量开始增多,0.5~1.5 小时后尿量达到高峰,药效可持续4~6 小时。
由于不明显增加心脏负荷,对有心功能不全的患者可酌情使用。
因其利尿作用迅速、强大,应用中要特别注意防止过度利尿引起水电解质紊乱。
1.2 噻嗪类利尿药噻嗪类利尿药,又称中效能利尿药,主要作用于远曲小管,通过抑制Na+-Cl- 同向转运,影响尿液稀释过程而发挥中等的利尿作用。
氢氯噻嗪是噻嗪型利尿药,最主要的作用机制是在肾小管减少尿液中钠重吸收,这样使得尿中的渗透压高,排出体外,利尿作用中等。
临床常用于各种原因引起的水肿、高血压、尿崩症。
临床应用特点氢氯噻嗪利尿作用和降压作用温和、持久,属于基础降压药,降压过程平稳,能增强其他降压药物的作用。
多制成复方降压药物如赖诺普利氢氯噻嗪、替米沙坦氢氯噻嗪等复方降压药用于治疗高血压。
但需要注意长期大量应用会导致水、电解质平衡紊乱,高尿酸血症、代谢性障碍等。
APQ1 近端小管:等渗
(NaCl、H2O)重吸收; 降支细段:对H
2O
通透,对Nacl、尿素相对不通透; 升支细段:对H
2O
不通透,对NaCl能通透,但该段细胞Na+-K+-ATP酶活性极低,仅有少量的Na+、Cl-能被动析出到间质;尿素为中等度通透,小管液中的尿素浓度比组织间液低,故髓质组织液中的尿素可以扩散进入,并随小管液的流动重新进入内髓部集合管,然后再扩散进入内随组织间液,形成尿素的再循环(○6); ○4升支粗段:主动重
吸收NaCl,对H2O不通透; ○5远端小管末端○6内
髓部集合管:对尿素高 通透-当小管液流经髓袢至远端小管时,H2O不断被重吸收,使小管液内尿素逐渐升高,到达该处时从小管液向内髓部组织扩散,使组织液的尿素浓度↑,也使内髓部渗透浓度进一步↑;
外髓部小管外组织液的高渗环境与髓袢升支粗段(○4)NaCl的主动重吸收有关;内髓部更高的渗透浓度环境与髓袢升支细段()NaCl的扩散及尿素的再循环有关; 水重吸收(尿液的稀释与浓缩)的动力:1、小管内外的渗透浓度梯度,因此髓质部渗透浓度的高低成为水重吸收的动力;2、远端小管末端和集合管上皮对水的通透性决定了水是否能被重吸收; 尿液浓素的部位:1、髓袢降支;2、远端小管末端、集合管(主要部位);
直小血管(呈U形并与髓袢平行):其低血流量及逆流交换作用对髓质部渗透浓度梯度的维持起重要作用;直小血管壁对H2O和溶质都有高度通透性,直小血管进入髓质处,血浆渗透浓度约为300mOsm/(kg.H2O),当血液向髓质深部流动时,在任一平面上,组织液的渗透浓度均比直小血管内血浆高,故间液中的溶质不断向血管内扩散,而血液中的水则进入间液,使两者间的渗透浓度趋向平衡,血管内渗透浓度越来越高,在折返处达到最高值,约为1200mOsm/(kg.H2O),血液在升支中向皮质方向流动,由于髓质渗透浓度越来越低,血管内的溶质向间液扩散,而间液中的水向血管扩散,从而使肾髓质的浓度梯度得以维持,NaCl、尿素能在小管外组织间液中聚集并滞留在该部位而不被血液循环带走,直小血管仅将间液中多余的溶质和水带回血液循环;直小血管的这一作用与直小血管内血流量有关,当血流量↑时,可将髓质中较多的溶质带走,使渗透梯度变小;当血流量明显↓时,肾髓质的供氧量↓,肾小管特别是髓袢升支粗段主动重吸收NaCl的功能↓,髓质部的高渗梯度也不能维持;
错误!
APQ2 ADH
错误!
错误!尿液浓缩与稀释机制示意图
肾髓质渗透浓度梯度示意图 甘露醇、山梨醇、甘油 造成细胞内脱水,阻滞近端小管内Na及 H2O的被动重吸收,造成利尿,同时远 端小管流量↑,刺激K排泌; 在利尿剂中属于次强的排Na(↑10-25%) 效应及较弱的排K(↑6%)效应;
乙酰唑胺(利尿效果有限)主要用于降眼压治疗青光眼、促HCO3-排泄治疗代碱;
最强大的利尿剂,正常情况下排Na↑20-30%,在TAL(髓袢升支粗段)还可↓Ca(30%)和Mg(60%)的主动及被动重吸收;正常情况下还能维持和提高肾血流量,特别是通过AII的调节使髓质、乳头部血管收缩、血液向皮质重新分布,同时增加肾脏生成PGs使肾皮质血管扩张;
Na+-K+-2Cl-同向转运 髓攀升支粗段
襻利尿剂呋塞米的药物代谢 口服吸收率10%-100%(平均50%) 半衰期1.5-2h 依他布尼、托拉塞米口服吸收率稳定
远曲小管利尿剂,Na利尿作用较袢利尿剂弱;抑制约40%Na及Cl的共同吸收,使小管液稀释,调控尿稀释功能;由于抑制了Na+-Cl-同向转运,远曲小管细胞内负电荷↑,使Ca重吸收↑,可用于治疗尿钙结石;
Na+-Cl-同向转运(NCC) 远曲小管的起始部
ENaC 远曲小管的起始部
↓Na的重吸收,↓K的排泌(保钾);因集合管只吸收滤过Na的3%,因此利尿作用较弱; 氨苯蝶啶
有研究表明:肾性钠潴留(非醛固酮依赖性钠潴留)的起始部位在集合管;
此三类利尿剂均有神经-内分泌影响(如激活RAAS、↑PGs合成及交感兴奋),与利尿剂的失活及不良反应有关; 其他利尿剂:1、腺苷I型受体拮抗剂-氨茶碱:钠利尿作用,↑GFR;在治疗慢性心功能不全时有明显利尿作用;2、ANP:钠利尿作用,扩张入球小动脉、收缩出球小动脉,↑GFR;3、加压素拮抗剂;
Na-重吸收的调节 ADH PG 肾上腺能激素 盐皮质激素 Na-重吸收的调节 球-管平衡 儿茶酚胺 AngII PTH 甲状腺素
NaCl重吸收的部位: 近端小管 髓攀升支粗段 远端小管
肾脏Na排泄受饮食影响:予低盐饮食后3-5天,尿Na排泄量可↓至1-3mmol/L;高盐饮食可↑至500mmol/L;一般来说,Na摄入量突然变化时,尿Na变化需24小时达到稳定状态;
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直 小 血 管
肾单位 肾小体
肾小球
肾小囊
肾小管 近端 肾小管 近曲小管 降支粗段 髓袢 髓袢细段 降支细段
升支细段 远端 肾小管 升支粗段
远曲小管
肾 小 管 管腔侧
基底膜侧
管腔侧
基底膜侧
远端肾单位:远曲小管、连接小管(又称为后远端小管或集合管起始部)、集合管; 特点:1、钠的重吸收效率明显下降,但是钠调节作用增强; 2、官腔膜上出现上皮性钠通道(ENaC),为醛固酮的调节点; 3、钠的重吸收伴随着钾及氢的分泌;
管腔侧 基底膜侧
Na+-K+-2Cl-同向转运
K+通道:ROMK Na+-K+-ATP酶
管腔侧
基底膜侧
Na+-K+-ATP酶 ENaC
生电性Na--Cl-转运 Na+-K+-ATP酶将Na+泵出基底膜,管腔内Na+顺浓度梯度进入细胞内,与官腔间产生的电位差驱动Cl-从细胞间隙转运;
沿近端肾小管各段各种溶质浓度及跨上皮电位情况 特点:1、Na在髓袢粗段的重吸收不是等渗的,与尿液的浓缩稀释过程密切相关,参与构成肾髓质外带渗透压梯度; 2、Na的重吸收与K的重吸收密切相关,互相促进,不再与有机溶质相关联; 3、髓袢对钠的重吸收调节因素发生了变化;
特点:1、Na在近端小管的重吸收基本上是等渗的(近端小管分布着大量的AQP1,对水的通透性高); 2、Na重吸收与其他溶质,如HCO3-、GS及AA等的重吸收相互偶联; 3、近端小管的各段对Na及各溶质的重吸收不均一(S1段重吸收作用最强,S2段及S3段的重吸收减弱;基础:各段细胞形态不同;S1段(近曲小管,PCT)官腔侧上皮褶皱成多层,形成绒毛,细胞内有大量线粒体;S2段(皮质近直小管)、S3段(髓质近直小管)细胞变平,绒毛及线粒体减少); 4、近端小管对Na的重吸收有多个转运通道,分两个阶段:1)主要是Na 和中性有机溶质、Na和NaHCO3
被动重吸收(主要转运方式:与AA、GS的偶联转运及Na+-H+交换),细胞间隙还存在少量Cl-的被动转运;
2)主要是NaCl的重吸收;
Na-重吸收的调节 醛固酮 ADH ANP与缓激肽
醛固酮 +
Na+-K+-ATP酶
ANP —
ADH + ADH +
PG -
盐皮质激素 + PTH、cAMP - α受体激动剂
+
α受体激动剂 +
多巴胺 - β受体激动剂↑Na/H2O重吸收
1、AngII低浓度↑Na/H2O重吸收 高浓度↓Na/H2O重吸收
2、体内AngII的变化与肾血流量、醛固酮分泌、滤过分数及儿茶酚胺释放的改变密切相关
肾小球K的滤过:由于存在球管平衡,只有当肾小球滤过率显著降低,以至于使肾脏排水排钠 量明显减少时,肾K的排泄量才会减少; 近端小管K的重吸收:约占滤过K总量的50%,机制不明; 髓袢升支粗段K的重吸收:既有K的重吸收又有K的排泌,但是正常情况下最终的结果是K的净重吸收;
远曲小管K的排泌:远曲小管起始部开始出现K的排泌,但量较小,随着向集合管靠近,排泌量逐渐↑;研究显示,远曲小管对K的排泌受官腔内高Na低Cl的刺激,官腔内的Cl<10mM,K的排泌增加1倍; 皮质集合管K的排泌:集合管的上皮细胞不再从官腔的尿液中吸收K,而是将K排泌到管腔中,在K平衡中起重要作用;
Na+-Cl-同向转运 Na+-H+、Cl--碱基(有机阴离子)交换
Na+-K+-ATP酶 电中性Na--Cl-转运 Na+-Cl-协同转运主要是Na+-H+交换、Cl--碱基交换蛋白协同作用
Na+-H+、Cl--碱基协同交换
髓质集合管K的重吸收及再循环:由于水在髓质的浓缩过程及皮质集合管对K的排泌,髓质集合管内K的浓度明显高于血浆,另外管腔侧H泵的存在,使管腔侧呈正电位,K顺电化学梯度进入间质,产生再次重吸收;但
襻利尿剂 致密斑: 1、是特化了的肾小管上皮细胞,位于髓攀升支粗段,接近肾小球血管极,与球外系膜细胞核入秋小动脉有广泛接触; 2、表达神经源性NO合成酶(nNOS)及环氧合酶2(COX-2); 3、可感受流经远端肾小管滤过液中Na+浓度,通过调节肾素的释放来调节入球小动脉血管张力,以此来控制肾小球率过滤;还可通过释放NO抑制球管反馈; △机体的Na含量与细胞外液量紧密相关,
细胞外液的变化主要体现在血压的变化(血容量的变化)和水肿(细胞间质容量的变化);
ATP酶 醛固酮 +
+ 醛固酮 醛固酮:主要作用于远端小管及集合管,
通过调节蛋白质的表达发挥生理作用;作用于H+-ATP酶促进泌H+、也可通过保Na+排K+促进泌H+-;