第三節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié)
機體對尿生成的調(diào)節(jié)是通過影響腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收與分泌三個基本過程而實現(xiàn)的。正如前文所述,腎小球濾過率的改變雖可影響超濾液的生成量,但在生理情況下,由于存在球-管平衡使尿量不致因濾過率的增減而發(fā)生大幅度的變動,所以尿量的改變主要取決于腎小管和集合管的重吸收和分泌。本節(jié)主要討論腎小管和集合管泌尿功能的調(diào)節(jié)。
一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)
(一)小管液中溶質(zhì)的濃度
小管液中溶質(zhì)的濃度是影響重吸收的重要因素。小管液中溶質(zhì)濃度升高是對抗腎小管重吸收水的力量。如小管液中溶質(zhì)濃度升高,滲透壓也隨之升高,阻礙水的重吸收,尿量增多,這種利尿方式稱為滲透性利尿。糖尿病患者由于血糖升高超過腎糖閾值,腎小管不能全部將其吸收,造成腎小管液中葡萄糖的濃度過高,小管液滲透壓升高引起滲透性利尿而導致尿量明顯增多。臨床給病人應用可以經(jīng)腎小球濾過但不被腎小管重吸收的藥物如甘露醇等,就是通過滲透性利尿來增加尿量。
(二)球管平衡
近端小管的重吸收量與腎小球濾過率之間存在著比較穩(wěn)定的關系,即重吸收量始終占濾過率的65%~70%,這種現(xiàn)象稱為球-管平衡。其生理意義在于使尿中排出的Na+和水不會隨腎小球濾過率的增減而發(fā)生大幅度變動,從而保持尿量和尿鈉的相對穩(wěn)定。球-管平衡在某些情況下可能被打亂,如在滲透性利尿時,近端小管重吸收率減少,而腎小球濾過率不受影響,重吸收率小于65%~70%,排出的尿量明顯增多。
二、神經(jīng)調(diào)節(jié)
實驗證明,腎交感神經(jīng)不僅支配腎臟血管,還支配腎小管上皮細胞和近球小體。腎交感神經(jīng)興奮可通過下列方式影響尿生成:①引起腎血管收縮而減少腎血流量,腎小球濾過率下降;②刺激近球小體的近球細胞釋放腎素,導致血液循環(huán)中血管緊張素和醛固酮濃度增加,從而增加腎小管對NaCl和水的重吸收;③直接刺激近端小管和髓袢對NaCl和水的重吸收。抑制腎交感神經(jīng)活動則有相反的作用。
三、體液調(diào)節(jié)
(一)血管升壓素
血管升壓素也稱抗利尿激素,是一種多肽類激素,由下丘腦的視上核和室旁核的神經(jīng)元合成,入神經(jīng)垂體貯存并釋放。它的作用主要是提高遠曲小管和集合管對水的通透性,促進水的重吸收,使尿液濃縮,尿量減少。
血管升壓素分泌的調(diào)節(jié)主要與血漿晶體滲透壓和循環(huán)血量改變有關。血漿晶體滲透壓和循環(huán)血量的改變,通過負反饋機制,調(diào)節(jié)血管升壓素的分泌和釋放,進而維持血漿晶體滲透壓和循環(huán)血量的相對穩(wěn)定。
1.血漿晶體滲透壓的改變
當人體缺水時(如大量出汗、嘔吐、腹瀉等),血漿晶體滲透壓升高,對下丘腦滲透壓感受器刺激增強,則血管升壓素分泌增多,使腎對水的重吸收明顯增強,而尿液濃縮,尿量減少。相反,大量飲清水后,血液被稀釋,血漿晶體滲透壓降低,對下丘腦滲透壓感受器刺激減小,血管升壓素分泌減少,腎對水的重吸收減少,尿液稀釋,尿量增多,以排出體內(nèi)多余的水分。飲入大量清水后引起尿量增多的現(xiàn)象稱水利尿。如飲用生理鹽水,則排尿量不會出現(xiàn)飲清水后的那樣變化。
2.循環(huán)血量的改變
血量過多時,左心房被擴張刺激心血管內(nèi)容量感受器,經(jīng)迷走神經(jīng)傳入中樞,反射性抑制血管升壓素的釋放,從而使尿量增多,排出過剩水分。血量減少時,容量感受器所受牽張刺激減弱,抑制血管升壓素釋放的作用解除,血管升壓素的釋放增多,尿量減少,有利于血量恢復。
因此,血漿晶體滲透壓升高和循環(huán)血量減少是引起血管升壓素釋放的有效刺激。此外,惡心、疼痛、情緒緊張也可引起血管升壓素合成和釋放增多,使尿量減少;而弱的寒冷刺激和心房鈉尿肽、乙醇則抑制其釋放,故飲酒后尿量可增加。下丘腦或下丘腦垂體束病變時,引起血管升壓素合成或釋放障礙,尿量顯著增加,可出現(xiàn)尿崩癥。
3.醛固酮
醛固酮是由腎上腺皮質(zhì)球狀帶所分泌的一種類固醇激素,其主要作用是促進遠曲小管和集合管主動重吸收Na+,同時排出K+,所以有保Na+排K+作用。隨著Na+被重吸收,Cl-和水也被重吸收,因而使血Na+增高,血K+降低,尿量減少,血容量增多。醛固酮的分泌受腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)及血K+、血Na+濃度的調(diào)節(jié)(圖8-7)。
圖8-7 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)與調(diào)節(jié)示意圖
(1)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng):腎素是由腎臟球旁細胞分泌的一種蛋白水解酶,能使血漿中的血管緊張素原(主要在肝臟產(chǎn)生)水解,生成血管緊張素Ⅰ(十肽),血管緊張素Ⅰ在血管緊張素轉(zhuǎn)換酶作用下生成血管緊張素Ⅱ(八肽),血管緊張素Ⅱ又通過血管緊張素酶A(氨基肽酶)進一步水解為血管緊張素Ⅲ(七肽)。血管緊張素Ⅱ、Ⅲ,都可刺激腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮,尤其是后者,但血管緊張素II的活性最強。除刺激醛固酮合成和分泌外,還可間接刺激近端小管重吸收NaCl和血管升壓素的釋放來影響尿的生成。因此,腎素、血管緊張素、醛固酮之間構成了相互關聯(lián)的功能系統(tǒng),稱為腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)。該系統(tǒng)活動增強,醛固酮分泌增多,但其活動水平主要取決于腎素的分泌量。腎素的分泌與入球小動脈處的球旁細胞和遠曲小管的致密斑有關。當動脈血壓下降,循環(huán)血量減少時,腎內(nèi)入球小動脈壓力下降,血流量減少,球旁細胞興奮,腎素分泌增多。當流經(jīng)致密斑處的小管液Na+含量降低時,致密斑感受器興奮,也促進腎素的分泌。
(2)血K+、血Na+濃度:血K+濃度升高或血Na+濃度降低,可直接刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌醛固酮,以促進腎臟保Na+排K+,維持血K+、Na+濃度的穩(wěn)定。反之,血K+濃度降低,血Na+濃度升高,醛固酮分泌減少。實驗證明,血K+濃度改變對醛固酮分泌的調(diào)節(jié)更為敏感。
4.心房鈉尿肽
心房鈉尿肽是心房肌細胞所分泌的一種多肽類激素。循環(huán)血量增多或攝入鈉過多時,刺激其釋放。主要作用于腎,抑制Na+重吸收,具有較強的排Na+、排水利尿作用,使血容量減少,血壓降低。血容量增加或Na+攝入量增多時,均可刺激心房鈉尿肽的分泌,有助于維持水電解質(zhì)平衡。
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