生理學/神經和體液調節

跳轉到: 導航, 搜索

生理學

尿的生成和排出
- 腎尿生成的調節
  - 腎內自身調節
  - 神經和體液調節

腎交感神經興奮通過下列作用影響尿生成：①進球小動脈和出球小動脈收縮，而前者血管收縮比後者更明顯，因此，腎小球毛細血管的血漿流量減少和腎小球毛細血管的血壓下降，腎小球的有效濾過壓下降，腎小球濾過率減少；②刺激近球小體中的顆粒細胞釋放腎素，導致循環中的血管緊張素Ⅱ和醛固酮含量增加，增加腎小管對NaCI和水的重吸收；③增加近球小管和髓袢皮皮細胞重吸收Na⁺、CI^-和水。微穿刺表明，低頻率低強度電刺激腎交感神經，在不改變腎小球濾過率的情況下，可增加近球小管和髓袢對Na⁺、CI^-和水的重吸收。這種作用可被α₁腎上腺素受體拮抗劑所阻斷。這些結果表明，腎交感神經興奮時其末稍釋放去甲腎上腺素。作用於近球小管和髓袢細胞膜上的α₁腎上腺素能受體，增加Na⁺、CI^-和水的重吸收。抑制腎交感神經活動則有相反的作用。

（二）抗利尿激素

抗利尿激素（antidiuretic hormone,ADH）又稱血管升壓素(vasopressin,AVP)，是由9個胺基酸殘基組成的小肽，它是下丘腦的視上核和室旁核的神經元分泌的一種激素。它在細胞體中合成，經下丘腦-垂體束被運輸到神經垂體然後釋放出來。它的作用主要是提高遠曲小管和集合管上皮細胞對水的通透性，從而增加水的重吸收，使尿液濃縮，尿量減少（抗利尿）。此外，抗利尿激素也能增加髓袢升支粗段對NaCI的主動重吸收和內髓部集合管對尿素的通透性，從而增加髓質組織間液的溶質濃度，提高髓質組織間液的滲透濃度，有利於尿注濃縮（見尿液濃縮和稀釋）。

抗利尿激素與遠曲小管和集合管上皮細胞管周膜上的V₂受體結合後，激活膜內的腺甘酸化酶，使上皮細胞中cAMP的生成增加；cAMP生成增加激活上皮細胞中的蛋白激酶，蛋白激酶的激活，使位於管腔膜附近的含有水通道的小泡鑲嵌在管腔膜上，增加管腔膜上的水通道，從而增加水的通透性。當抗利尿激素缺乏時，管腔膜上的水通道可在細胞膜的衣被凹陷處集中，後者形成吞飲小泡進入胞漿，稱為內移(internalization)。因此，管腔膜上的水通道消失，對水就不通透。這咱含水通道的小泡鑲嵌在管腔膜或從管腔膜進入細胞內，就可調節管腔內膜對水的通透性（圖8-19）。基側膜則對水可自由通過，因此，水通過管腔膜進入細胞後自由通過基側膜進入毛細血管而被重吸收。

抗利尿激素的作用機制示意圖

圖8-19 抗利尿激素的作用機制示意圖

調節抗利尿激素的主要因素是血漿晶體滲透壓和循環血量、動脈血壓。血漿晶體滲透壓的改變可明顯影響抗利尿激素的分泌。大量發汗。嚴重嘔吐或腹瀉等情況使機體失水時，血漿晶體滲透壓升高，可引起抗利尿激素分泌增多，使腎對水的重吸收活動明顯增強，導致尿液濃縮和尿量減少。相反，大量飲清水後，尿液被稀釋，尿量增加，從而使機體內多餘的水排出體外。例如，正常人一次飲用100ml清水後，約過半小時，尿量就開始增加，到第一小時末，尿量可達最高值；隨後尿量減少，2-3小時後尿量恢復到原來水平。如果飲用的是等滲鹽水（0.9NaCI溶液），則排尿量不出現飲清水後那樣的變化（圖8-20）。這種大量飲用清水後引起尿量增多的現象，稱為水利尿，它是臨床上用來檢測腎稀釋能力的一種常用的試驗。循環血量的改變，能反射性地影響抗利尿激素的釋放。血量過多時，左心房被擴張，刺激了容量感受器，傳入衝動經迷走神經傳入中樞，抑制了下丘腦-垂體後葉系統釋放抗利尿激素，從而引起利尿，由於排出了過剩的水分，正常血量因而得到恢復。血量減少時，發生相反的變化。動脈血壓升高，刺激頸動脈竇壓力感受器，可反射性地抑制抗利尿激素的釋放。此外，心房尿鈉肽可抑制抗利尿激素分泌，血管緊張素Ⅱ則可刺激其分泌。

一次飲一升清水（實線）和飲一升等滲鹽水

圖8-20一次飲一升清水（實線）和飲一升等滲鹽水

（0.9NaCI溶液）（虛線）後的利尿率箭頭表示飲水時間

（三）腎素-血管緊張素-醛固酮系統

腎素主要是由近球小體中的顆粒細胞分泌的。它是一種蛋白水解酶，能催化血漿中的血管緊張素原使之生成血管緊張素壹I(十肽)。血液和組織中，特別是肺組織中有血管緊張素轉換酶，轉換酶可使血管緊張素I降解，生成血管緊張素Ⅱ（八肽）。血管緊張素Ⅱ可刺激腎上腺皮質球狀帶合成和分泌醛固酮。

腎素的分泌受多方面因素的調節。目前認為，腎內有兩種感受器與腎素分泌的調節有關。一是進球小動脈處的牽張感受器，另一是緻密斑感受器。當動脈血壓下降，循環轎量減少時，腎內進球小動脈的壓力也下降，血流量減少，於是對小動脈壁的牽張刺激減弱，這便激活了牽張感受器，腎素釋放量因此而增加；同時，由於進球小動脈的壓力降低和血流量減少，於是激活了緻密斑感受器，腎素釋放量也可增加。據推想，在近球小體的顆粒細胞和緻密斑之間有一種特殊的聯繫。當兩者接觸增加時，腎素分泌便減少，而兩者接觸減少時，則腎素分泌增加。進球小動脈的壓力下降，血流量減少時，血管口徑縮小，於是顆粒細胞和緻密班的接觸減少，此時腎素分泌增加；當緻密斑處Na⁺量和小管液量減少時，腎小管口徑縮小，兩者的接觸減少，腎素分泌增加。但這種推想尚缺乏實驗證據。此外，顆粒細胞受交感神經支配，腎交感神經興奮時（如循環血量減少）能引致腎素的釋放量增加。腎上腺素和去甲腎上腺素也可直接刺激顆粒細胞，促使腎素釋放增加。

1.血管緊張素Ⅱ對尿生成的調節包括：①刺激醛固酮的合成和分泌；醛固酮可調節遠曲小管和集合管上皮細胞的Na⁺和K⁺轉運；②可直接刺激近球小管對NaCI的重吸收，使尿中排出的NaCI減少；③刺激垂體後葉釋放抗利尿激素，因而增加遠曲小管和集合管對水的重吸收，使尿量減少。

2．醛固酮對尿生成的調節醛固酮是腎上腺皮質球狀帶分泌的一種激素。它對腎的作用是促進遠曲小管和集合管的主細胞重吸收Na⁺，同時促進K⁺的排出，所以醛固酮有保Na⁺排K⁺作用。

醛固酮進入遠曲小管和集合管的上皮細胞後，與胞漿受體結合，形成激素-受體複合物；後者通過核膜，與核中的DNA特異性結合位點相互作用，調節特異性mRNA轉錄，最後合成多種的醛固酮誘導蛋白（aldosterone-induced protein）。醛固酮誘導蛋白可能是：①管腔膜的Na⁺通道蛋白，從而增加管腔的Na⁺通道數量；②粒線體中合成的ATP的酶，增加ATP的生成，為上皮細胞活動（Na⁺泵）提供更多的能量；③基側膜的Na⁺泵，增加Na⁺泵的活性，促進細胞內的Na⁺泵回血液和K⁺進入細胞，提高細胞內的K⁺濃度，有利於K⁺分泌（圖8-21）；由於Na⁺重吸收增加，造成了小管腔內的負電位，有利於K⁺的分泌和CI^-的重吸收。結果，在醛固酮的作用下，遠曲小管和集合管對Na⁺和集合管對Na⁺的重吸收增強的同時，CI^-和水的重吸收增加，導致細胞外液量增多；K⁺的分泌量增加。

醛固酮作用機制的示意圖

圖8-21 醛固酮作用機制的示意圖

醛固酮的分泌除了受血管緊張素調節外，血K⁺濃度升高和血Na⁺濃度降低，可直接刺激腎上腺皮質球狀帶增加醛固酮的分泌，導致保Na⁺排K⁺，從而維持了血K⁺和血Na⁺濃度的平衡；反之，血K⁺濃度降低，或血Na⁺濃度升高，則醛固酮分泌減少。醛固酮的分泌對血K⁺濃度升高十分敏感，血K⁺僅增加0.5-1.0mmol/L就能引起醛固酮分泌。而血Na⁺濃度必須降低很多才能引起同樣的反應。

（四）心房利尿鈉肽

心房利尿鈉肽（atrial natriuretic pepitde,ANP）是心房肌合成的激素。循環中的心房利尿鈉肽是由28個胺基酸殘基組成的。它有明顯的促進NaCI和水的排出作用。其作用機制可能包括：①抑制集合管對NaCI的重吸收。心房利尿鈉肽與集合管上皮細胞基側膜上的心房利尿鈉肽受體結合，激活了鳥苷酸化酶，造成細胞內cGMP含量增加，後者使管腔膜上的Na⁺通道關閉，抑制Na⁺重吸收，增加NaCI的排出；②使出球小動脈、尤其是進球小動脈舒張，增加腎血漿流量和腎小球濾過率③抑制腎素的分泌；④抑制醛固酮的分泌；⑤抑制抗利尿激素的分泌。