正常肾脏的结构和功能

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致解剖部位：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，左肾略不小于右肾中国男性多<10.5，女性<10肾脏大致解剖肾脏构造肾蒂：（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：肾髓质的管道构造有规律地构成向皮质呈放射状的条纹，称髓放线，向内则集合构成椎体称为肾椎体，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，另外也造成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构成壁层上皮细胞：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。涉及胶原（主要为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（juxtaglomerularapparatus）A位于肾小球血管极的一种具有内分泌功能的特殊构造维持肾小管-肾小球反馈系统、调整肾素的合成及分泌球旁颗粒细胞：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，形成一种椭圆形隆起，称致密斑。感受肾小管NaCl浓度，调整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%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+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构成部分主细胞：遍及全长，占细胞总数60-65%存在AQP2，由ADH调整有Na通道，参加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构成皮质肾间质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种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肾盂、肾盏粘膜均为移行上皮，节律蠕动，具有增进排尿作用肾脏血管心排量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，达成很高浓度，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整神经调整交感神经：缩血管低血压→交感兴奋→髓质血流增长、皮质血流降低→少尿或无尿体液调整儿茶酚胺去甲肾上腺素：血管收缩，降低肾血流异丙肾上腺素：小剂量增长肾血流，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：降低肾血管阻力，增长肾血流；极大剂量可收缩血管乙酰胆碱：增长肾血流ADH：外层皮质和内层髓质血流降低，内层皮质和外层髓质血流增长其他：RAS、花生四烯酸代谢产物、NO、内皮素肾脏生理肾小球滤过肾小球滤过率（GFR）：正常人GFR120ml/min，40岁后开始下降，每23年降低10%，80岁后降低40%左右滤过分数GFR与肾脏血浆流量的比值决定原因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、滤过面积肾小球滤过调整交感神经：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→AngII↑→增长了肾小球内压，防止血容量不足造成的GFR下降去加肾上腺素：收缩出入球动脉，降低GFR异丙肾上腺素：小剂量增长血流和GFR，大剂量降低血流和GFR内皮素：收缩血管。血管内皮损伤（eg妊娠中毒、急慢性肾衰竭）→ET↑→肾血流降低，GFR↓NO：舒血管前列腺素：某些扩血管（PGE2、PGI2），某些缩血管（TXA2）自我调整肌源性反应：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，流速及成份影响入球小动脉阻力，从而影响GFR几种激素对肾小球滤过的影响激素机制血管效应RBFGFRAngIIIP3/Ca2+收缩↓不变或↑NECa2+收缩↓↓ET-1IP3/Ca2+收缩↓↓NOcGMP扩张↑↑PGE2cAMP扩张↑↑PGI2cAMP扩张↑↑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，一定压力下可变形经过足突细胞：之间有裂孔膜形成的丝状构造，间距4nm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（过钠但是水：尿渗透压降低）→远曲小管→集合管（大量AQP2：尿液浓缩）ADH针正确是集合管的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整主要经过穿梭机制调整细胞膜上的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通道肾对水平衡调整障碍有关疾病尿崩症遗传性中枢性尿崩：ADH合成缺陷，因为长久ADH缺乏，AQP2体现下降遗传性肾性尿崩：ADH-V2受体障碍取得性肾性尿崩：肾脏对ADH反应下降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分泌增长，ADH依赖的AQP2体现上调有关肾脏对钠和水的调整近端小管重吸收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经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互换、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转运（先主动运送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经过近端小管细胞基底膜由细胞进入细胞间质：大量Na-K-ATP酶调整球管反馈（滤过增长→重吸收增长）儿茶酚胺血管紧张素IIPTH：降低Na和P的重吸收甲状腺素肾脏对钠和水的重吸收髓袢重吸收25-40%的Na不等渗；与钾的重吸收相互增进；调整原因不同于近端小管Na经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互换蛋白（NHE）Na、Cl经过髓袢升支粗段上皮细胞基底膜由细胞进入间质Na-K-ATP酶基底膜Cl转运调整ADH：影响NaCl重吸收而调整逆流倍增前列腺素：参加局部对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，但调整作用增强；出现上皮性钠通道（ENaC）是醛固酮调整位点；钠的重吸收伴随钾及氢的分泌远曲小管（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，受醛固酮调整调整醛固酮：结合盐皮质激素受体（MR），增进ENaC转录，增长ENaC密度ADH：有种属差别ANP与缓激肽肾脏对钾代谢的调整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不不小于近端肾小管肾小管上皮细胞管腔侧存在NKCC2，需要成百分比同步转运三种离子，所以钠和钾的重吸收相互影响。临床常用的襻利尿剂为NKCC2克制剂，造成Na、Cl、K重吸收都下降。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整钾的摄入高钾增进钾的排泄；或增进醛固酮分泌，调整肾脏排钾钠的摄入钠增长细胞外液容量，克制血管紧张素-醛固酮系统，降低醛固酮分泌，增长钾的排出醛固酮增长ENaC，增进Na进入细胞，增长管腔侧的负电位，增进钾的排泌增长Na-K-ATP酶活性，增长细胞内和小管液间钾浓度差，增进钾排泄利尿剂襻利尿剂：克制髓袢升支粗段NKCC2，降低K重吸收，同步因为该部位Na重吸收被降低，造成远端肾单位Na增长，增进K排泄噻嗪类利尿剂：克制远端小管NaCl共转运体，克制Na及Cl的共同重吸收，造成远端Na增长，增进K分泌螺内酯：拮抗醛固酮保钾盐酸阿米洛利、氨苯蝶啶：对细胞腔面Na通道直接作用克制钠钾互换酸碱平衡代碱：克制HCO3重吸收，使远端小管液中Na、HCO3-增长，Cl下降，刺激K分泌代酸：刺激集合管H-K-ATP酶，分泌H的同步，增进K转运到细胞内远端肾小管酸中毒：排H障碍，造成K分泌增长肾脏对钙的调整正常体钙的分布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：增进肠道重吸收钙、增强肾小管1α羟化酶活性1,25-OH-D3：增进钙在肠道的吸收，增进溶骨，增进肾脏钙重吸收降钙素：克制破骨细胞介导的骨吸收，影响远端小管钙重吸收肾脏对钙的调整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整血钙浓度升高造成重吸收降低PTH、维生素D：增长钙重吸收降钙素：增长尿钙钠及细胞外容量：增长造成Na、Ca排出均增长酸碱：酸中毒造成尿钙增长利尿剂襻利尿剂：克制NKCC2造成尿钠及尿钙排泄噻嗪类利尿剂：克制NaCl转运体，造成细胞内Na降低，从而刺激基底膜NCX1，增进Ca重吸收肾脏对磷的调整正常磷分布85%@骨骼和牙齿，14%@软组织，1%@细胞外液肾脏排磷肾脏是磷排泄的主要途径，60-80%完全滤过，90%重吸收调整增进磷重吸收：维生素D、STC-1、胰岛素、生长激素、甲状腺激素、高钙、急性代碱克制磷重吸收：PTH、降钙素、磷调素（肿瘤引起的骨软化患者）、细胞外液容量增长、高磷饮食、葡萄糖、大多数利尿剂肾脏对镁的调整正常镁50-60%@骨组织，1-2%@细胞外液血镁：60%游离、20-30%与蛋白结合、15%与其他阴离子结合肾脏排镁滤过80%，重吸收97%调整血清镁浓度激素：PTH、降钙素、胰高血糖素、精氨酸加压素、前列腺素E2利尿剂：渗透性利尿剂、襻利尿剂降低镁重吸收酸碱：代酸降低镁重吸收，代碱增长镁重吸收电解质：高钙低磷克制镁重吸收肾脏对酸碱平衡的调整肾脏对HCO3-的重吸收近端肾小管H+的分泌及HCO3-的重吸收碳酸酐酶：催化可逆反应：CO2+H2O←→H2CO3←→HCO3-+H+。管腔侧HCO3-和H+结合，产生的CO2进入细胞内再转化为HCO3-依赖Na-H互换分泌H+，近端肾小管分泌的H+不久和HCO3-结合，管腔H+无明显升高髓袢未被近端小管重吸收的HCO3-约50-70%在髓袢被重吸收远端小管约5%滤出的HCO3-经远端小管重吸收肾脏对酸碱平衡的调整肾脏的泌酸作用远端小管的泌氢功能主细胞：一般无跨细胞酸碱转运A型插入细胞：H-ATP酶、H-K-ATP酶B型插入细胞：分泌HCO3-可滴定酸的产生降低管腔H+，有利于小管进一步泌H+肾脏胺的产生及分泌肾脏排胺是肾脏净酸排泌、产生新HCO3-的主要机制近端小管：谷氨酰胺→NH4+（分泌入管腔）+HCO3-（吸收）髓袢升支粗段：重吸收NH4+，形成外髓浓度梯度肾脏对酸碱平衡的调整低钾&代碱低钾引起细胞内K+逸出，而细胞外H+、Na+进入细胞内，造成细胞内酸中毒，诱发酸中毒的代偿反应，泌H+增长低钾刺激远端肾单位H-K-ATP酶，使泌氢功能增强增强集合管Na-K-ATP酶对胺的分泌肾脏内分泌促红细胞生成素产生部位肾脏皮质和髓质部分小管周围的纤维母细胞产生肝脏和脑内也检测到EPOmRNA34kD酸性糖蛋白调整：肾脏皮质和髓质局部组织氧含量受体：红细胞形成集落和原红细胞表面测定：常用免疫测定法血浆水平：正常5-25mU/ml，失血或缺氧可升高100-1000倍，和Hct负有关。某些疾病如ESRD下该负有关消失促红细胞生成素重组红细胞生成刺激制剂（ESA）rhEPO：氨基酸序列和内源EPO相同，糖链更多，根据糖基侧链分为α、β、δ、ω，我国有α、β，效果类似Darbepoetin：氨基酸构造有5处不同源内源EPO，半衰期明显延长CERA：和EPO受体结合后不久解离，但半衰期长于EPO-β维生素D代谢及其有关激素维生素D代谢维生素D3→肝脏25羟化酶→25-OH-维生素D→肾脏1α羟化酶→1,25-OH-维生素D1α羟化酶肾脏近端小管上皮细胞线粒体内膜胎盘、胶质细胞、单核/巨噬细胞、骨细胞也有肾功能受损、有效肾单位降低时，肾脏1-α羟化酶产生降低调整增强：低钙、低磷、高PTH、催乳素、生长激素减弱：高钙、高磷、低PTH、FGF23、代酸、大剂量糖皮质激素、高水平1,25-OH-VitD维生素D代谢及其有关激素1,25-OH-VitD钙肠道钙的吸收依赖钙结合蛋白D9k，维生素D调控D9k，增长钙吸收克制PTH分泌，增长尿钙排泄，降低骨钙转运磷磷在肠道吸收涉及被动扩散和钠磷共转运，维生素D作用于钠磷共转运系统增进肠道磷的吸收降低尿磷排泄骨募集和分化破骨细胞对成骨细胞成熟具有减弱作用1,25-OH-D主要经过维持细胞外液钙和磷的足够浓度来确保骨骼的矿化维生素D代谢及其有关激素肾脏病时维生素D代谢紊乱肾病综合征：维生素D结合蛋白从尿中流失，造成血25羟维生素D降低肾小管酸中毒：克制肾脏1α羟化酶，降低1,25-OH-D生成CKD：损害1α羟化酶，降低1,25-OH-D生成肾素-血管紧张素系统RAS系统肾素、血管紧张素原（AGT）、血管紧张素转换酶、血管紧张素I、II、III、IV和其他某些短肽，以及有关受体构成肾素：肾脏入球小动脉的球旁细胞分泌，将AGT分解产生AngIAGT→AngI→AngII血管紧张素受体AngII1型受体（AT1）：血管收缩、尿钠重吸收、渴觉、细胞生长、交感缩血管、氧化应激、内皮功能紊乱、增强PAI-1活性AngII