生理学/神经和体液调节

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生理学

尿的生成和排出
- 肾尿生成的调节
  - 肾内自身调节
  - 神经和体液调节

肾交感神经兴奋通过下列作用影响尿生成：①入球小动脉和出球小动脉收缩，而前者血管收缩比后者更明显，因此，肾小球毛细血管的血浆流量减少和肾小球毛细血管的血压下降，肾小球的有效滤过压下降，肾小球滤过率减少；②刺激近球小体中的颗粒细胞释放肾素，导致循环中的血管紧张素Ⅱ和醛固酮含量增加，增加肾小管对NaCI和水的重吸收；③增加近球小管和髓袢皮皮细胞重吸收Na⁺、CI^-和水。微穿刺表明，低频率低强度电刺激肾交感神经，在不改变肾小球滤过率的情况下，可增加近球小管和髓袢对Na⁺、CI^-和水的重吸收。这种作用可被α₁肾上腺素受体拮抗剂所阻断。这些结果表明，肾交感神经兴奋时其末稍释放去甲肾上腺素。作用于近球小管和髓袢细胞膜上的α₁肾上腺素能受体，增加Na⁺、CI^-和水的重吸收。抑制肾交感神经活动则有相反的作用。

（二）抗利尿激素

抗利尿激素（antidiuretic hormone,ADH）又称血管升压素(vasopressin,AVP)，是由9个氨基酸残基组成的小肽，它是下丘脑的视上核和室旁核的神经元分泌的一种激素。它在细胞体中合成，经下丘脑-垂体束被运输到神经垂体然后释放出来。它的作用主要是提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，从而增加水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少（抗利尿）。此外，抗利尿激素也能增加髓袢升支粗段对NaCI的主动重吸收和内髓部集合管对尿素的通透性，从而增加髓质组织间液的溶质浓度，提高髓质组织间液的渗透浓度，有利于尿注浓缩（见尿液浓缩和稀释）。

抗利尿激素与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的V₂受体结合后，激活膜内的腺甘酸化酶，使上皮细胞中cAMP的生成增加；cAMP生成增加激活上皮细胞中的蛋白激酶，蛋白激酶的激活，使位于管腔膜附近的含有水通道的小泡镶嵌在管腔膜上，增加管腔膜上的水通道，从而增加水的通透性。当抗利尿激素缺乏时，管腔膜上的水通道可在细胞膜的衣被凹陷处集中，后者形成吞饮小泡进入胞浆，称为内移(internalization)。因此，管腔膜上的水通道消失，对水就不通透。这咱含水通道的小泡镶嵌在管腔膜或从管腔膜进入细胞内，就可调节管腔内膜对水的通透性（图8-19）。基侧膜则对水可自由通过，因此，水通过管腔膜进入细胞后自由通过基侧膜进入毛细血管而被重吸收。

抗利尿激素的作用机制示意图

图8-19 抗利尿激素的作用机制示意图

调节抗利尿激素的主要因素是血浆晶体渗透压和循环血量、动脉血压。血浆晶体渗透压的改变可明显影响抗利尿激素的分泌。大量发汗。严重呕吐或腹泻等情况使机体失水时，血浆晶体渗透压升高，可引起抗利尿激素分泌增多，使肾对水的重吸收活动明显增强，导致尿液浓缩和尿量减少。相反，大量饮清水后，尿液被稀释，尿量增加，从而使机体内多余的水排出体外。例如，正常人一次饮用100ml清水后，约过半小时，尿量就开始增加，到第一小时末，尿量可达最高值；随后尿量减少，2-3小时后尿量恢复到原来水平。如果饮用的是等渗盐水（0.9NaCI溶液），则排尿量不出现饮清水后那样的变化（图8-20）。这种大量饮用清水后引起尿量增多的现象，称为水利尿，它是临床上用来检测肾稀释能力的一种常用的试验。循环血量的改变，能反射性地影响抗利尿激素的释放。血量过多时，左心房被扩张，刺激了容量感受器，传入冲动经迷走神经传入中枢，抑制了下丘脑-垂体后叶系统释放抗利尿激素，从而引起利尿，由于排出了过剩的水分，正常血量因而得到恢复。血量减少时，发生相反的变化。动脉血压升高，刺激颈动脉窦压力感受器，可反射性地抑制抗利尿激素的释放。此外，心房尿钠肽可抑制抗利尿激素分泌，血管紧张素Ⅱ则可刺激其分泌。

一次饮一升清水（实线）和饮一升等渗盐水

图8-20一次饮一升清水（实线）和饮一升等渗盐水

（0.9NaCI溶液）（虚线）后的利尿率箭头表示饮水时间

（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统

肾素主要是由近球小体中的颗粒细胞分泌的。它是一种蛋白水解酶，能催化血浆中的血管紧张素原使之生成血管紧张素壹I(十肽)。血液和组织中，特别是肺组织中有血管紧张素转换酶，转换酶可使血管紧张素I降解，生成血管紧张素Ⅱ（八肽）。血管紧张素Ⅱ可刺激肾上腺皮质球状带合成和分泌醛固酮。

肾素的分泌受多方面因素的调节。目前认为，肾内有两种感受器与肾素分泌的调节有关。一是入球小动脉处的牵张感受器，另一是致密斑感受器。当动脉血压下降，循环轿量减少时，肾内入球小动脉的压力也下降，血流量减少，于是对小动脉壁的牵张刺激减弱，这便激活了牵张感受器，肾素释放量因此而增加；同时，由于入球小动脉的压力降低和血流量减少，于是激活了致密斑感受器，肾素释放量也可增加。据推想，在近球小体的颗粒细胞和致密斑之间有一种特殊的联系。当两者接触增加时，肾素分泌便减少，而两者接触减少时，则肾素分泌增加。入球小动脉的压力下降，血流量减少时，血管口径缩小，于是颗粒细胞和致密班的接触减少，此时肾素分泌增加；当致密斑处Na⁺量和小管液量减少时，肾小管口径缩小，两者的接触减少，肾素分泌增加。但这种推想尚缺乏实验证据。此外，颗粒细胞受交感神经支配，肾交感神经兴奋时（如循环血量减少）能引致肾素的释放量增加。肾上腺素和去甲肾上腺素也可直接刺激颗粒细胞，促使肾素释放增加。

1.血管紧张素Ⅱ对尿生成的调节包括：①刺激醛固酮的合成和分泌；醛固酮可调节远曲小管和集合管上皮细胞的Na⁺和K⁺转运；②可直接刺激近球小管对NaCI的重吸收，使尿中排出的NaCI减少；③刺激垂体后叶释放抗利尿激素，因而增加远曲小管和集合管对水的重吸收，使尿量减少。

2．醛固酮对尿生成的调节醛固酮是肾上腺皮质球状带分泌的一种激素。它对肾的作用是促进远曲小管和集合管的主细胞重吸收Na⁺，同时促进K⁺的排出，所以醛固酮有保Na⁺排K⁺作用。

醛固酮进入远曲小管和集合管的上皮细胞后，与胞浆受体结合，形成激素-受体复合物；后者通过核膜，与核中的DNA特异性结合位点相互作用，调节特异性mRNA转录，最后合成多种的醛固酮诱导蛋白（aldosterone-induced protein）。醛固酮诱导蛋白可能是：①管腔膜的Na⁺通道蛋白，从而增加管腔的Na⁺通道数量；②线粒体中合成的ATP的酶，增加ATP的生成，为上皮细胞活动（Na⁺泵）提供更多的能量；③基侧膜的Na⁺泵，增加Na⁺泵的活性，促进细胞内的Na⁺泵回血液和K⁺进入细胞，提高细胞内的K⁺浓度，有利于K⁺分泌（图8-21）；由于Na⁺重吸收增加，造成了小管腔内的负电位，有利于K⁺的分泌和CI^-的重吸收。结果，在醛固酮的作用下，远曲小管和集合管对Na⁺和集合管对Na⁺的重吸收增强的同时，CI^-和水的重吸收增加，导致细胞外液量增多；K⁺的分泌量增加。

醛固酮作用机制的示意图

图8-21 醛固酮作用机制的示意图

醛固酮的分泌除了受血管紧张素调节外，血K⁺浓度升高和血Na⁺浓度降低，可直接刺激肾上腺皮质球状带增加醛固酮的分泌，导致保Na⁺排K⁺，从而维持了血K⁺和血Na⁺浓度的平衡；反之，血K⁺浓度降低，或血Na⁺浓度升高，则醛固酮分泌减少。醛固酮的分泌对血K⁺浓度升高十分敏感，血K⁺仅增加0.5-1.0mmol/L就能引起醛固酮分泌。而血Na⁺浓度必须降低很多才能引起同样的反应。

（四）心房利尿钠肽

心房利尿钠肽（atrial natriuretic pepitde,ANP）是心房肌合成的激素。循环中的心房利尿钠肽是由28个氨基酸残基组成的。它有明显的促进NaCI和水的排出作用。其作用机制可能包括：①抑制集合管对NaCI的重吸收。心房利尿钠肽与集合管上皮细胞基侧膜上的心房利尿钠肽受体结合，激活了鸟苷酸化酶，造成细胞内cGMP含量增加，后者使管腔膜上的Na⁺通道关闭，抑制Na⁺重吸收，增加NaCI的排出；②使出球小动脉、尤其是入球小动脉舒张，增加肾血浆流量和肾小球滤过率③抑制肾素的分泌；④抑制醛固酮的分泌；⑤抑制抗利尿激素的分泌。